Proves d'accés a facultats, escoles tècniques superiors i col·legis universitaris

Exercici A

Problema 1

La vaporització d'1 mol de mercuri a 350 ºC i pressió constant d'1 atmosfera, absorbeix 270 J/g de Hg vaporitzat. Calculeu:

1. El treball d'expansió en KJ/mol a pressió constant.
2. La variació d'energia interna experimentada, en KJ/mol.
3. La variació d'entalpia experimentada, en KJ/mol.

Dades:

A_r (Hg) = 201; densitat del Hg líquid = 13,6 g/ml; 1 atmosfera = 101.300 pascals; R = 8,31 J/mol K; R = 0,082 atm l/(K mol)

Problema 2

El compost NH₂CO₂NH₄ (s) es descompon en ser escalfat segons la reacció:

NH₂CO₂NH₄ (s) ⇔ CO₂ (g) + 2 NH₃ (g).

En un recipient, en el qual s´ha fet el buit prèviament, s´escalfa una certa quantitat del compost sòlid i es pot comprovar que la pressió total del gas en l'equilibri és 0,843 atm a 400 K.

1. Calculeu K_p i K_c per a l´equilibri representat.
2. Calculeu la quantitat (en mols) del compost sòlid que qudarà sense descompondre si s´introdueix 1 mol en un recipient buit d´1 litre i s´escalfa fins a 400K.

Dades: R = 0,082 atm l/(K mol)

Qüestió 1

Escriviu les reaccions de dissociació, segons els models d´Arrhenius i de Brönsted-Lowry, de les següents espècies químiques.

1. Àcid acètic, CH₃-COOH
2. Amoíac, NH₃
3. Hidròxid sòdic, NaOH

Qüestió 2

Mesclem en got, A, volums iguals d'una dissolució que conté ions Ag⁺ i una altra dissolució que conté ions Fe²⁺. En un got, B, mesclem volums iguals de dissolució que conté ions Ag⁺ i una altra dissolució que conté ions Fe³⁺. Raoneu si en cap dels gots es produirà reacció. En el cas de produir-s, escriviu i identifiqueu les espècies oxidant i reductora.

Dades: potencials de reducció estàndar:
Fe²⁺ + 2 e^- ⇒ Fe ; E⁰ = -0.44 v
Fe³⁺ + 3 e^- ⇒ Fe ; E⁰ = -0.44 v
Fe^3- +1 e^- ⇒ Fe^2- ; E⁰ = +0.77 v
Ag⁺ + 1 e^- ⇒ Ag ; E⁰ = +0.80 v

Qüestió 3

Considereu les molècules següents: SiH₁, PH₃ i H₂S. Escriviu-ne les estructures de Lewis i raoneu quines de les afirmacions següent són certes i quines, falses:

1. En els tres compostos, l'àtom central està envoltat per quatre parells d'electrons.
2. Els angels d'enllaç són molt semblants per a totes aquestes molècules.
3. L'única molècula no és PH3.

Dades: nombres atòmics: H = 1; Si = 14;

Qüestió 4

A partir de les següents configuracions electròniques d'àtoms següents:

X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶
Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵4s¹

Justifiqueu la validesa o la falsedat de les proposicions seguënts:

1. La configuració de Y correspon un àtom de K.
2. Per a passar de X a Y cal aportar-hi energia.
3. El radi de X és igual al radi de Y.

---

Exercici B

Problema 1

Volem saber la concentració total d'àcid acètic, CH₃- COOH, en un vinagre comercial. Dos estudiants proposen i fan dos experiments diferents:

1. El primer pren amb una pipeta 5,0 ml de vinagre i hi afegeix unes gotes de fenolftaleïna. Després comprova que es consumeixen 17,0 ml de dissolució 0,25 M de NaOH per a la neutralització del vinagre.Escriviu la reacció de neutralització i calculeu la molaritat i el nombre de grams de CH₃-COOH per litre de vinagre.
2. El segon busca en un llibre la K_a del CH₃-COOH, que resulta ser 1,8·10^-5 , i mesura amb un pHmetre el pH del vinagre, que resultaser 2,4. Escriviu la reacció de dissociació de l'àcid i calculeu la molaritat i el nombre de grams de CH₃-COOH per litre de vinagre.

Dades: A_r (H) = 1; A_r (C) = 12; A_r (O) = 16

Problema 2

En l'enlairament d'algunes naus espacials s'ha utilitzat com a propel·lent una mescla d'hidracina (N₂H₄) i tetraòxid de dinitrogen (N₂O₄), de manera que s'ha produït en la reacció una gran quantitat de nitrogen gas i vapor d'aigua: 2 N₂H₄(l) + N₂O₄(l) ⇒ 3 N₂(g) + 4 H₂O(g)

1. Idintefiqueu les espècies oxidant i reductora i calculeu el nombre d'electrons intercanviats per cada molècula d'hidracina que reacciona.
2. Calculeu el volum que ocuparien els gasos produïts en reaccionar 1.000 kg d'hidracina,suponsant que s'obtenen a 100ºC i 1,0atm de pressió.
3. Quina ha de ser la reacció entre la massa d'hidracina i tetròxid de dinitrogen en la mescla combustible.

Dades: A_r (H) = 1; A_r (N) = 14; A_r (O) = 16; R=0,082 atm. l/mol K

Qüestió 1

Analitzeu justificadament la veracitat o la falsedat de les proposicions següents:

1. En algunes reaccions, el calor de reacció a pressió constant és igual a la cariació d'energia interna.
2. La condensació és un procés endotèrmic.
3. Les entalpies de formació poden ser positives o negatives.

Qüestió 2

Per a l'equilibri químic representat per la reacció N₂O₄ (g) ⇔ 2 NO₂ (g), els valor de K_p a 400 K i 500 K són, respectivament, 4,79·10 i 1,70·10³ atm. Justifiqueu l'efecte que produiran en la concentració de NO₂ les següents modificacions de l'equilibri.

1. Un augment de temperatura a pressió constant.
2. Un augment de pressió a temperatura constant.
3. Un augment de volum a temperatura constant.

Qüestió 3

Assenyaleu justificadament quines de les proposicions següents són correctes i quines no ho són:

1. El nombre atòmic dels ions K⁺ és igual al del gas noble Ar
2. Els ions K⁺ i el àtoms del gas noble Ar són isòtops
3. El radi del ions K⁺ és igual que el dels àtoms de Ar

Dades: nombres atòmics: Ar = 18; K = 19

Qüestió 4

Trobeu la fórmula i el nom d'un hidrocarbur acetilènic (alquí), sabent que la hidrogenació completa de 4 grams porta a 4, 4 grams de l'hidrocarbur saturat corresponent.

Dades: A_r (H) = 1; A_r (C) = 12