EXAMEN DE SELECTIVIDAD UIB SEPTIEMBRE 2011 QUÍMICA OPCIÓN A 1. La Kp per a la dissociació del tetraòxid de nitrogen a 25 ºC és igual a 0,141 atm. Calcula a aquesta temperatura la concentració de NO2 en equilibri amb 0,0072 mols de N2O4 existents en un recipient de 0,250 litres de capacitat. Determina la pressió de la mescla gasosa. La reacción es: N2O4
NO2
2. La hidrazina (N2H4) és un combustible per a coets que en reaccionar espontàniament amb oxigen genera vapor d’aigua i nitrogen gasós. Calcula: a) La calor de combustió d’aquest procés. b) La calor alliberada a pressió constant, si en la combustió anterior s’utilitzen 640 grams d’hidrazina. Dades d’energies d’enllaç (kJ/mol): N – H: 390; N – N: 159; N = N: 418; N N: 946; O – H: 460; O – O: 143; O = O: 494. H H | | NH2 – NH2 + O2 2H2O + N2 desarrollada es N – N + O = O 2 H – O – H + N N | | H H
∆Hreacción = ∆Hrotos - ∆Hformados = 2213 – 2786 = – 573 kJ/mol. 3. Un recipient conté 24 cm3 de metanol. a) Calcula el nombre de molècules que conté. b) Calcula el nombre d’àtoms d’hidrogen que conté. c) Indica la geometria de la molècula, la seva polaritat i el tipus d’interacció intermolecular present al metanol líquid. d) Indica si el punt d’ebullició de l’etanol serà més gran o més petit que el del metanol. Raona totes les respostes. Dades: densitat del metanol = 0,8 g/cm3 i NA = 6,023·1023
c) En la molécula de metanol, el átomo central que es el carbono tiene hibridación sp3, dando a la molécula forma tetraédrica. Los enlaces C – H y C – O son polares, siendo la molécula polar. La presencia de enlaces O – H hace que se presenten fuerzas intermoleculares por puente de hidrógeno d) En ambas moléculas tenemos fuerzas intermoleculares por puente de hidrógeno. El etanol al tener mayor masa molecular tendrá mayor punto de ebullición. 4. Explica raonadament: a) Si es produeix alguna reacció en afegir llimadures de coure a una dissolució de sulfat de manganès (II). b) I si afegim argent metàl·lic a la dissolució de sulfat de manganès (II)? c) Si l’argent i el manganès reaccionaran amb una dissolució d’àcid clorhídric 1 M. Dades: E0 (Mn2+/Mn) = -1,18 V; E0 (Cu2+/Cu) = +0,34 V; E0 (Ag+/Ag) = +0,80 V a) Al ser negativo el potencial de la reacción, ∆G = – nFEo será positivo y la reacción será no espontánea. No hay reacción química. b) Al ser negativo el potencial de la reacción, ∆G = – nFEo será positivo y la reacción será no espontánea. No hay reacción química. c) Al ser negativo el potencial de la reacción, ∆G = – nFEo será positivo y la reacción será no espontánea. No hay reacción química.
Al ser positivo el potencial de la reacción, ∆G = – nFEo será negativo y la reacción será espontánea. Sí hay reacción química.
5. Respon, raonadament, si són certes o no les afirmacions següents: a) Hi ha sals que en dissoldre’s en aigua formen dissolucions de pH àcid. b) La mescla equimolecular d’un àcid feble i la seva base conjugada sempre té un pH neutre. c) Una dissolució de HCl 10-8 M té un pH de 8,00.
d) L’enllaç per pont d’hidrogen present entre les molècules de metà permet explicar que sigui un gas a temperatura ambient. a) Verdadera. Las disoluciones de cloruro amónico son ácidas pues el ión amonio produce hidrólisis ( N + H2O NH3 + H3O+) aumentando la concentración del ión hidronio. El ión cloruro no produce hidrólisis. b) Falsa. Una mezcla equimolecular de ácido acético y acetato de sodio (dión amortiguadora) es ácida. c) Falsa. pH = 8 es básica y una disolución de HCl no puede ser básica. d) En el metano no se da interacción por puente de hidrógeno, típica de moléculas con enlaces F – H, O – H o N – H. OPCIÓ B 1. Es desitja preparar un litre d’una dissolució d’àcid nítric 0,2 M a partir d’un àcid nítric comercial de densitat 1,50 g/cm3 i 33,6% de puresa en pes. a) Quin volum haurem de prendre de la dissolució comercial? b) Explica el procediment que seguiries per fer la preparació i anomena el material necessari. a) Molaridad del ácido nítrico comercial.
Para preparar una dión a partir de otra más concentrada: Vconcentrada.Mconcentrada = Vdiluidad.Mdiluidad Vconcentrada = 0’025 L. = 25 mL. b) Tomamos con una pipeta 25 mL. de la dión concentrada. Los introducimos en un matraz aforado de 1L. que contenga aproximadamente ½ L. de agua. Enrasamos con agua y agitamos. 2. Indica, raonadament, si les següents afirmacions són vertaderes o falses: a) La fermentació és un procés en el qual sucres i carbohidrats es transformen en metanol i diòxid de carboni. b) La capa d’ozó de l’estratosfera és molt beneficiosa perquè deixa passar la llum ultraviolada. c) Mai no s’han d’encalentir dissolucions dins recipients tancats. d) En preparar una dissolució aquosa d’àcid sulfúric, s’ha d’addicionar l’aigua sobre l’àcid. a) b) c) d)
Falso. La fermentación no implica la formación de metanol y CO2. Falso. El ozono estratosférico impide el paso de la luz ultravioleta. Verdadero. Obvio, puede estallar el recipiente.. Falso. Siempre se debe adicionar el ácido sobre el agua.
3. Uns científics de la Universitat de Reims han publicat recentment (J.Agric. Food Chem., 2010, 58, pàg. 8768-8775) un estudi sobre les condicions idònies per servir el xampany, incidint en la forma de la copa, la temperatura del xampany, i la forma de servir-lo (amb la copa recta o amb la copa inclinada). Al gràfic es representa la concentració de diòxid de carboni dissolt en funció de la temperatura, a) quina conclusió sobre la temperatura òptima per servir el xampany
pots obtenir en funció d’aquests resultats? b) A 8 ºC, quina és la massa de diòxid de carboni dissolt en una copa de 100 mL?
a) Cuanto más CO2 disuelto más burbujas. Mejor servir frio. b) A 8 °C (según la tabla) el CO2 disuelto es de 8’3 g/L., por tanto 0’83 g/100 mL. 4. Disposam de 6,5 grams d’una dissolució aquosa d’hidròxid de liti de densitat 1,07 g/mL i amb una fracció molar de l’hidròxid de 0,08. Calcula: a) La concentració de la dissolució en % en pes. b) La molaritat de la dissolució. c) Els grams d’aigua que s’haurà d’afegir a la dissolució perquè la fracció molar en hidròxid sigui de 0,04. a)
b)
c) 6’5 g. de dión del 10’4%
5. Indica raonadament si les següents dissolucions són àcides, bàsiques o neutres:
a) 50 mL d’àcid clorhídric 0,01 M i 50 mL d’hidròxid sòdic 0,02 M. Calcula’n el pH. b) 50mL d’àcid acètic 0,01 M i 50 mL d’hidròxid sòdic 0,01 M. c) 50 mL de nitrat sòdic 0,01 M. a)
La reacción HCl + NaOH moles de NaOH pOH = - log [NaOH] = 2’3
NaCl + H2O es una reacción mol a mol. Sobraran . La [NaOH] = pH = 11’7.
b)
La reacción CH3 – COOH + NaOH CH3 – COONa + H2O es una reacción mol a mol. No sobra ácido ni hidróxido. Será una disolución de acetato de sodio, CH3 – COONa. El ión acetato hidroliza (CH3 – CO – y la disolución será básica. c) La disolución de nitrato de sodio es neutra pues los iones nitrato + y Na no hidrolizan.