Examen de Química UAB 2022 · Primer Parcial (28 d'octubre 2022)

Pregunta 1. Lleis dels gasos i identificació del gas A

Es disposa de dos recipients tancats amb el mateix volum ocupats per dos gasos diferents, anomenats $A$ i $B$, ambdós sotmesos a condicions idèntiques de pressió i temperatura. La massa corresponent al gas $A$ és de $1{,}02\text{ g}$, mentre que la del gas $B$, el qual és metà ($\text{CH}_4$), és de $0{,}54\text{ g}$.

Dades

Masses atòmiques: $A_r(\text{C}) = 12{,}01$; $A_r(\text{O}) = 16{,}00$; $A_r(\text{S}) = 32{,}07$; $A_r(\text{H}) = 1{,}01$.

a.

Quin dels següents gasos correspon a la identitat de $A$? (Candidats possibles: $\text{SO}_2$; $\text{SO}_3$; $\text{O}_3$; $\text{C}_2\text{H}_6$).

b.

Dibuixa l'estructura de Lewis del gas $A$ i indica quina és la geometria i el tipus d'hibridació dels àtoms centrals (no perifèrics).

L'aire atmosfèric està constituït, entre d'altres, per molècules dels gasos $\mathrm{N}_2$, $\mathrm{O}_2$ i $\mathrm{H}_2$. Aquests tres components es troben a l'aire i a la natura en forma de molècules diatòmiques, a diferència dels gasos nobles, que es presenten com a gasos monoatòmics (àtoms lliures no enllaçats).

Pregunta 2 (apartats a, b i c). Enllaç químic en molècules diatòmiques homonuclears

a.

Per quin motiu els àtoms d'hidrogen, oxigen i nitrogen s'enllacen formant molècules diatòmiques?

b.

Quin tipus d'enllaç intramolecular s'estableix entre ells?

c.

Quins tipus d'orbitals moleculars prenen part en l'enllaç intramolecular de cadascun dels casos?

L'aire atmosfèric està constituït, entre d'altres, per molècules dels gasos $\mathrm{N}_2$, $\mathrm{O}_2$ i $\mathrm{H}_2$. Aquests tres components es troben a l'aire i a la natura en forma de molècules diatòmiques, a diferència dels gasos nobles, que es presenten com a gasos monoatòmics (àtoms lliures no enllaçats).

Pregunta 2 (apartat d). Estat físic i forces intermoleculars

d.

Per què $\text{N}_2$, $\text{O}_2$ i $\text{H}_2$ es troben en estat gasós en condicions de pressió i temperatura ambientals? Justifica la resposta.

A partir de les dues estructures moleculars representades a continuació:

A partir de les dues estructures moleculars representades a continuació:

a)

Completa l'estructura de Lewis indicant els parells electrònics no compartits i les estructures ressonants rellevants si n'hi ha.

b)

Determina la geometria molecular i la hibridació de tots els àtoms de carboni i nitrogen de la molècula (1), i únicament dels que es troben dins la zona ombrejada a la molècula (2).

A partir de les dues estructures moleculars representades a continuació:

A partir de les dues estructures moleculars representades a continuació:

c)

Indica i anomena tots els grups funcionals identificables en cadascuna de les molècules.

d)

Indica el nom del radical que forma l'anell aromàtic a la molècula (2).

Considerant les dues reaccions següents:

Considerant les dues reaccions següents:

$$2\ \mathrm{CH_3CH_2OH\ (l) \longrightarrow CH_3CH_2OCH_2CH_3\ (l) + H_2O\ (l)} \quad (1)$$$$\mathrm{CH_3CH_2OH\ (l) + O_2\ (g) \longrightarrow CH_3COOH\ (l) + H_2O\ (l)} \quad (2)$$

a)

Determina si cadascun dels processos correspon a una reacció d'oxidació-reducció o no. Justifica la resposta avaluant els estats d'oxidació dels àtoms implicats.

No

Sí

Sí

No

Considerant els reactius i productes orgànics involucrats en aquestes dues transformacions: etanol, àcid acètic i dietilèter.

Considerant les dues reaccions següents:

$$2\ \mathrm{CH_3CH_2OH\ (l) \longrightarrow CH_3CH_2OCH_2CH_3\ (l) + H_2O\ (l)} \quad (1)$$$$\mathrm{CH_3CH_2OH\ (l) + O_2\ (g) \longrightarrow CH_3COOH\ (l) + H_2O\ (l)} \quad (2)$$

b)

Ordena de major a menor volatilitat els compostos orgànics (equivalent a ordenar-los de menor a major temperatura d'ebullició $T_{eb}$).

< <

Pregunta 5 (2 punts). Reacció redox biològica amb NADH i transferència d'hidrur

Analitza el procés bioquímic que s'il·lustra en l'esquema següent:

Descriu el mecanisme i els canvis químics responent detalladament a cadascun dels següents punts:

a)

Si té lloc una reacció d'oxidació-reducció: especifica quina espècie química s'oxida i quina es redueix, justificant-ho amb els estats d'oxidació.

b)

Si es produeix un atac nucleofílic: identifica quina espècie actua com a nucleòfil i quina com a electròfil.

c)

Indica si la transferència entre molècules correspon a un hidrur, a un protó o a un àtom neutre d'hidrogen. Justifica la resposta.