1. En el mercat hi ha diversos envasos per a aliments i begudes que són autoescalfables.
Aquests envasos consten de dos compartiments: un que conté l’aliment o la beguda i
l’altre on es produeix una reacció química exotèrmica. En les begudes autoescalfables
comercials, la reacció que produeix la calor necessària per a escalfar-les és la següent:
CaO(s) + ${\text{H}}_2\text{O}$$\text{H}_2\text{O}$(l) → Ca(OH)2(s)
a) Calculeu la variació d’entalpia estàndard d’aquesta reacció a 25 °C. Justifiqueu, mit-
jançant els càlculs necessaris, si la reacció serà espontània a 25 °C.
[1,25 punts]
b) Si dins de l’envàs hi ha 50,0 mL d’aigua i 14,0 g d’òxid de calci, calculeu quants mL
d’una beguda de densitat 0,9 g mL–1, que inicialment es troba a pressió constant i
20 °C, podrem escalfar fins a 42 °C.
[1,25 punts]
Dades:  Capacitat calorífica de la beguda (entre 10 °C i 45 °C); Ce = 4,18 kJ kg–1 °C–1.
Masses atòmiques relatives: Ca = 40,0; O = 16,0; H = 1,0.
Densitat de l’aigua = 1,0 g mL–1.
Densitat de la beguda = 0,9 g mL–1.
Entalpies estàndard de formació i entropies molars estàndard absolutes a 298 K:
Substància
CaO(s)
${\text{H}}_2\text{O}$$\text{H}_2\text{O}$(l)
Ca(OH)2(s)
∆Hf° (kJ mol–1)
–635
–286
–987
S° (J K–1 mol–1)
39,8
69,8
83,4
• 3 •
• 4 •

2. L’amoníac té moltes aplicacions tant domèstiques com industrials, entre les quals una
de les més esteses és la fabricació d’adobs. L’obtenció d’amoníac per mitjà de l’anomenat
mètode de Haber-Bosch fou el primer procés químic industrial a utilitzar l’alta pressió
per a una reacció química. L’amoníac s’obté en la reacció directa entre els gasos nitrogen
i hidrogen a pressions extremament altes (entre 200 i 400 atm) i a temperatures d’entre
200 i 600 °C.
${\text{N}}_2\text{(g)}$$\text{N}_2\text{(g)}$ + 3 ${\text{H}}_2\text{(g)}$$\text{H}_2\text{(g)}$ ⇄ 2 NH3(g)  ΔH° (a 298 K) < 0
a) En un reactor de 25,0 L a 440 °C s’introdueixen 5,0 mol d’hidrogen i 2,0 mol de ni-
trogen. Quan el sistema arriba a l’equilibri s’obtenen 50,0 g d’amoníac. Calculeu els
valors de la constant d’equilibri en concentracions (Kc) i la constant d’equilibri en
pressions (Kp) a aquesta temperatura.
[1,25 punts]
b) Per a aconseguir el màxim rendiment en l’obtenció de l’amoníac, el procés de Haber-
Bosch es realitza a pressió elevada i es va eliminant l’amoníac del reactor a mesura
que s’obté. Justifiqueu per què es realitzen aquestes dues operacions. Com afectarà
un increment de temperatura al rendiment de la reacció i a la constant d’equilibri en
concentracions (Kc)?
[1,25 punts]
Dades:  Masses atòmiques relatives: N = 14,0; H = 1,0.
Constant universal dels gasos ideals:
  R = 8,314 J K–1 mol–1 = 0,082 atm L K–1 mol–1.
• 5 •
• 6 •

3. Els òxids de nitrogen destrueixen la capa d’ozó de l’atmosfera perquè catalitzen la des-
composició de l’ozó segons la reacció:
O3(g) + $\text{NO(g)}$$\text{NO}\text{(g)}$ → ${\text{NO}}_2$$\text{NO}_2$(g) + ${\text{O}}_2\text{(g)}$$\text{O}_2\text{(g)}$  ΔH° = –198,7 kJ mol–1
  Hem dut a terme quatre experiments per a determinar la velocitat inicial de reacció a
diferents concentracions i hem obtingut els resultats següents:
Experiment
Concentració inicial O3
(mol L–1)
Concentració inicial NO
(mol L–1)
Velocitat inicial
(mol L–1 s–1)
1
0,020
0,025
42,0
2
0,015
0,010
12,6
3
0,015
0,030
37,8
4
0,010
0,050
42,0
a) Justifiqueu l’ordre de la reacció respecte a cada reactiu, l’ordre total de la reacció i
calculeu la constant de velocitat.
[1,25 punts]
b) Partint del model cinètic de coŀlisions, justifiqueu l’efecte de la temperatura i del
volum del reactor en la velocitat de la reacció. Què és un catalitzador? Expliqueu com
actua un catalitzador en una reacció química a partir d’un model cinètic.
[1,25 punts]
• 7 •
• 8 •

4.
L’àcid cloroacètic és un àcid monopròtic de fórmula ClCH2COOH. És un àcid irritant de
la pell que s’utilitza en dermatologia per a fer pílings o exfoliacions químiques, amb què
s’eliminen les cèŀlules mortes de la capa més superficial de la pell.
a) Segons la normativa europea, el pH d’aquest tipus de tractament cutani no pot ser
inferior a 1,5. Escriviu la reacció de dissociació de l’àcid cloroacètic i calculeu quants
grams d’àcid cloroacètic ha de contenir com a màxim una dissolució aquosa de
100,0 mL d’aquest àcid perquè compleixi la normativa europea.
[1,25 punts]
b) Aquest àcid es valora amb hidròxid de sodi. Escriviu la reacció de valoració de l’àcid
cloroacètic amb hidròxid de sodi. Justifiqueu si el valor del pH del punt d’equiva-
lència és àcid, bàsic o neutre. Feu un dibuix del muntatge experimental i indiqueu el
material de laboratori necessari per tal de poder dur a terme la valoració.
[1,25 punts]
Dades:  Constant d’acidesa de l’àcid cloroacètic: Ka (ClCH2COOH) = 1,35 × 10–3.
Masses atòmiques relatives: Cl = 35,5; C = 12,0; O = 16,0; H = 1,0.
• 9 •
• 10 •

5. Un assaig a la flama és un procediment usat en química per a detectar la presència de
certs ions metàŀlics, basat en l’espectre d’emissió característic de cada element. En la taula
següent es relacionen diferents elements metàŀlics i s’especifica el color de la llum que
emeten quan són excitats amb la flama d’un fogonet de gas:
Color de la flama d’alguns elements i longitud d’ona de l’espectre electromagnètic associada
Element
Li
Ca
Na
Cu
K
Color de la flama
vermell
taronja
groc
verd
violat
Longitud d’ona (nm)
740-625
625-590
590-565
565-520
430-380
a) Sabem que la llum emesa per un element correspon a una transició electrònica de
3,79 × 10–19 J. Es tracta d’algun dels elements de la taula? Justifiqueu la resposta. De
totes les emissions possibles de la taula en la regió del visible, quina té més energia?
Justifiqueu la resposta.
[1,25 punts]
b) Definiu el terme energia d’ionització. Quin dels elements següents té una energia d’io-
nització més gran, K o Ca? La segona energia d’ionització del Ca serà més gran o més
petita que la primera energia d’ionització? Justifiqueu les respostes basant-vos en les
configuracions electròniques i en el model atòmic de càrregues elèctriques.
[1,25 punts]
Dades:  Nombres atòmics: Z(K) = 19; Z(Ca) = 20.
Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s.
Velocitat de la llum en el buit: c = 3,0 × 108 m s–1.
1 nm = 10–9 m.
• 11 •
• 12 •

6. En un experiment fem circular un corrent elèctric d’intensitat constant per una ceŀla elec-
trolítica que conté un determinat clorur de ferro (FeCln). Quan han passat 30 minuts, es
recull un volum de 50,0 mL de clor gasós a 1 atmosfera de pressió i a 20 °C.
a) Calculeu la quantitat de mols de clor gasós que obtindrem en l’experiment, així com
la intensitat del corrent elèctric utilitzada. En quin dels dos elèctrodes de la ceŀla té
lloc aquesta reacció? Quina polaritat té aquest elèctrode?
[1,25 punts]
b) Fem un segon experiment amb el mateix tipus de clorur de ferro en el qual, després
d’aplicar un corrent de 2,0 A durant 30 minuts, es dipositen 693,78 mg de ferro. Es
tracta de FeCl2 o bé de FeCl3? Justifiqueu la resposta.
[1,25 punts]
Dades:  Constant de Faraday: F = 9,65 × 104 C mol–1.
Massa atòmica relativa: Fe = 55,8.
Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1.
• 13 •
• 14 •

7. El nitrat de plata és un sòlid cristaŀlí de color blanc que té moltes aplicacions en fotografia
i en la indústria química, i que també s’utilitza com a antisèptic. El catió plata forma sals
insolubles amb molts anions. La formació dels precipitats de clorur de plata, bromur de
plata i iodur de plata és la base de la determinació d’aquests anions en aigua mitjançant
una valoració de precipitació.
a) Tenim 25,0 mL d’una dissolució de nitrat de plata 0,001 mol L–1 i hi afegim una disso-
lució que conté els anions bromur i iodur. Calculeu quina serà la concentració de cada
un d’aquests anions quan comenci la precipitació de la sal insoluble corresponent.
Quin serà l’ordre de precipitació? Justifiqueu la resposta.
[1,25 punts]
b) Per a determinar el contingut d’anió clorur en 25,0 mL d’una mostra d’aigua de l’es-
tany de Banyoles, fem una valoració amb una dissolució de nitrat de plata 0,01 m. Es
consumeixen 30,0 mL d’aquesta dissolució per a aconseguir la precipitació completa
de l’anió clorur com a clorur de plata. Quina és la concentració d’anió clorur en g L–1
en aquesta aigua? Calculeu la solubilitat molar del clorur de plata a 25 °C.
[1,25 punts]
Dades:  Constants del producte de solubilitat a 25 °C: Kps (clorur de plata) = 1,8 × 10–10;
  Kps (bromur de plata) = 7,7 × 10–13; Kps (iodur de plata) = 8,7 × 10–17.
Masses atòmiques relatives: Ag = 107,87; Cl = 35,50.
Nota:
Considereu negligible l’increment de volum de la dissolució de nitrat de plata
en afegir la dissolució de l’ió iodur i l’ió bromur.
• 15 •
L’Institut d’Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l’edició d’aquesta prova d’accés
Etiqueta de l’alumne/a