Examen de Química Majors de 25 anys (Catalunya) 2025 · Tribunal ordinari

1. Quins són els valors del nombre quàntic principal, del nombre quàntic del moment angular i dels nombres quàntics magnètics de l'orbital 3p? Justifiqueu la resposta.

a)

b)

c)

2. Tenint en compte els principis de la cinètica química, expliqueu tres maneres que permetin augmentar la velocitat de reacció entre el carbonat de calci sòlid i l'àcid clorhídric:

$$\mathrm{CaCO_3(s) + 2\,H^+(aq) \rightarrow Ca^{2+}(aq) + CO_2(g) + H_2O(l)}$$

1.

2.

3.

3. Considereu la reacció en equilibri següent:$$\mathrm{C_2H_4(g) + HCl(g) \rightleftharpoons C_2H_5Cl(g)}$$Tenint en compte el principi de Le Châtelier, expliqueu raonadament com es desplaçarà l'equilibri si:

a)

afegim $\mathrm{HCl(g)}$ al reactor; [0,5 punts]

b)

disminuïm la pressió total en el reactor; [0,5 punts]

c)

afegim un catalitzador al reactor. [0,5 punts]

4. Formuleu les substàncies següents: [0,3 punts per cada fórmula química]

4. Formule las siguientes substancias: [0,3 puntos por cada fórmula química]

Nom / Nombre

Fórmula química

Àcid nítric / Ácido nítrico

Clorat de potassi / Clorato de potasio

Òxid de níquel(III) / Óxido de níquel(III)

Etanal

Àcid metanoic / Ácido metanoico

5. En un tub d'assaig hi ha un precipitat de $\mathrm{MgCO_3}$ en equilibri amb la seva dissolució saturada. Expliqueu què passarà si hi afegim unes gotes de $\mathrm{HNO_3}$ concentrat. Per justificar la resposta, tingueu en compte l'equilibri de solubilitat del $\mathrm{MgCO_3}$ i altres reaccions pertinents.

5. En un tubo de ensayo hay un precipitado de $\mathrm{MgCO_3}$ en equilibrio con su disolución saturada. Explique qué ocurrirá si se añaden unas gotas de $\mathrm{HNO_3}$ concentrado. Para justificar su respuesta, tenga en cuenta el equilibrio de solubilidad del $\mathrm{MgCO_3}$ y otras reacciones pertinentes.

6. La pila Daniell té la notació esquemàtica següent:

$$\mathrm{Zn(s) \mid Zn^{2+}(aq) \parallel Cu^{2+}(aq) \mid Cu(s)}$$

a)

Dibuixeu el dispositiu experimental d'aquesta pila. [0,7 punts]

b)

Indiqueu-hi l'ànode, el càtode, la dissolució anòdica, la dissolució catòdica, el pont salí i el sentit del moviment dels electrons. [0,8 punts]

PART 2

Resoleu UN dels dos problemes següents. [4 punts en total]

1.

a)

Quin és el pH, a 25 °C, d'una dissolució aquosa d'aspirina (àcid acetilsalicílic) $0{,}01\text{ mol L}^{-1}$? [2 punts]

b)

Mesclem 50 mL de la dissolució aquosa anterior d'àcid acetilsalicílic amb 20 mL d'hidròxid de sodi (NaOH) $0{,}02\text{ mol L}^{-1}$. Calculeu el pH de la dissolució resultant a 25 °C. [2 punts]

Dada (a 25 °C):

$K_\text{a}\text{ (àcid acetilsalicílic)} = 3{,}0 \times 10^{-4}$

2. El cloroetà ($\mathrm{C_2H_5Cl}$) es pot obtenir industrialment mitjançant qualsevol de les dues reaccions següents:

$$\mathrm{C_2H_6(g) + Cl_2(g) \rightarrow C_2H_5Cl(g) + HCl(g)} \quad (1)$$

$$\mathrm{C_2H_4(g) + HCl(g) \rightarrow C_2H_5Cl(g)} \quad (2)$$

Les entropies estàndard a $25\ ^\circ\mathrm{C}$ de les reaccions 1 i 2 són $+2{,}09$ i $-128{,}6\\mathrm{J\ mol^{-1}\ K^{-1}}$, respectivament. Les entalpies estàndard de formació a $25\ ^\circ\mathrm{C}$ del cloroetà ($\mathrm{C_2H_5Cl}$) gasós, del clorur d'hidrogen ($\mathrm{HCl}$) gasós, de l'età ($\mathrm{C_2H_6}$) gasós i de l'etè ($\mathrm{C_2H_4}$) gasós són $-104{,}9$, $-92{,}3$, $-84{,}7$ i $+52{,}3\\mathrm{kJ\ mol^{-1}}$, respectivament.

a)

Calculeu les entalpies estàndard de les reaccions 1 i 2 a $25\ ^\circ\mathrm{C}$. [2 punts]

b)

Justifiqueu si les reaccions 1 i 2 són espontànies a $25\ ^\circ\mathrm{C}$. [1 punt]

c)

Per sobre de quina temperatura la reacció 2 no és espontània? Considereu que els valors de $\Delta H^\circ$ i $\Delta S^\circ$ d'aquesta reacció són independents de la temperatura. [1 punt]