P1) P2) 2.2 P3) L estany, el carboni diamant i el iode són sòlids a les temperatures i pressions habituals.

Transcripción

1 P1) Els nombres atòmics de l oxigen, del fluor i del sodi són, respectivament, 8, 9 i Raoneu quin dels tres elements tindrà un radi atòmic més gran. [0,5 punt] Raoneu si el radi de l ió fluorur serà més gran o més petit que el radi atòmic del fluor. [0,5 punt] En determinades condicions, el fluor i l oxigen reaccionen entre si i formen difluorur d oxigen (OF 2 ). Raoneu el tipus d enllaç que existirà en aquesta molècula, determineu-ne la geometria molecular i el valor previsible de l angle d enllaç i justifiqueu-ne la polaritat. P2) Els nombres atòmics de tres elements A, B i C són, respectivament, Z 1, Z i Z + 1. Sabent que l element B és el gas noble que es troba en el tercer període (argó), responeu raonadament a les qüestions següents: En quin grup de la taula periòdica es troben els elements A i C? Quin d aquests dos elements presenta una energia d ionització més gran? En quin període es troben els elements A i C? Quin d aquests elements presenta un radi atòmic més gran? Quin és l estat d oxidació més probable dels elements A i C? Quin tipus d enllaç s establirà quan reaccionin entre si? Quin tipus d enllaç s estableix en els compostos que es formen quan els elements A i C reaccionen (separadament) amb l oxigen (Z = 8)? P3) L estany, el carboni diamant i el iode són sòlids a les temperatures i pressions habituals Raoneu per què el carboni diamant té una temperatura de fusió de 3823 K, mentre que el iode és un sòlid que se sublima amb facilitat Entre el carboni diamant i l estany, quin dels dos sòlids conduirà millor el corrent elèctric? Expliqueu-ne la raó Entre l estany i el iode, quin d aquests elements presentarà el radi atòmic més gran? Expliqueu-ne la raó. (diamant) CARBONI SILICI GERMANI ESTANY NITROGEN FÒSFOR ARSÈNIC ANTIMONI OXIGEN SOFRE SELENI TEL LURI FLUOR CLOR BROM IODE

2 P4) P5) Pel que fa als halògens de la figura de la dreta: En les condicions habituals de pressió i temperatura, el clor és un gas constituït per molècules diatòmiques. Argumenteu per què les molècules de clor són diatòmiques i no monoatòmiques. [0,6 punts] El volum atòmic del clor és molt més petit que no pas el volum de l ió clorur. Expliqueu-ne la raó. [0,6 punts] Fa uns quants anys, els CFC (hidrocarburs fluorats i clorats) eren molt utilitzats com a agents refrigerants en neveres, aparells d aire condicionat i com a gasos propel lents en els aerosols. En aquests compostos, que són els responsables principals de la destrucció de la capa d ozó, hi són presents els enllaços C F i C Cl. Argumenteu quin dels dos tindrà una longitud d enllaç més gran. [0,8 punts] DADES: C (Z = 6). Els halògens són els elements del grup 17 i es caracteritzen perquè tenen set electrons en la capa de valència El tetraclorur de carboni o tetraclorometà, CCl 4, és un dissolvent orgànic apolar. Justifiqueu la geometria i l apolaritat d aquest compost a partir del model de la repulsió dels parells d electrons de la capa de valència. Quin valor previsible tindran els angles d enllaç? Pel que fa als enllaços C Cl i C F, raoneu quin d ells tindrà una longitud d enllaç més gran El cloroform (triclorometà) és líquid a 5 C, mentre que el bromoform (tribromometà) és sòlid a aquesta mateixa temperatura. Com justificaríeu aquest fet? DADES: C (Z = 6); F (Z = 9); Cl (Z = 17); Br (Z = 35).

3 P6) Amb l ajut d aquesta gràfica, en què es mostra l energia d ionització dels seixanta primers elements de la taula periòdica, responeu a les qüestions següents: Primera energia d ionització en funció del nombre atòmic a) Definiu el concepte d energia d ionització d un element. Justifiqueu, a partir de l estructura electrònica dels àtoms, per què la primera energia d ionització és tan alta en els elements situats en els pics de la figura. b) Compareu l energia d ionització del sodi (Z = 11) amb la del magnesi (Z = 12) i justifiqueu-ne els valors segons les estructures electròniques d aquests dos elements. P7) Per a passar un mol de molècules de HCl des del nivell més baix de vibració (estat fonamental) fins al nivell de vibració següent es requereix una energia de 32,7 kj. a) Calculeu l energia, expressada en J, que es necessita per a passar una molècula de HCl des de l estat fonamental fins al nivell de vibració següent. Quin tipus de radiació electromagnètica hauria d absorbir una molècula de HCl per a realitzar aquest procés? b) Calculeu la freqüència i la longitud d ona de la radiació electromagnètica que hauria d absorbir una molècula de HCl per a passar de l estat fonamental al nivell de vibració següent. DADES: Constant d Avogadro = N A = 6, mol 1. Constant de Planck = h = 6, J s. Velocitat de la llum = c = 3, m s 1.

4 P8) La figura següent mostra el radi atòmic dels quaranta-cinc primers elements de la taula periòdica: Radi atòmic d alguns elements en funció del nombre atòmic a) Justifiqueu, a partir de l estructura electrònica dels àtoms, la variació del radi atòmic al llarg del segon període de la taula periòdica (nombres atòmics del 3 al 9). b) Compareu el radi atòmic del liti (Z = 3) i el del potassi (Z = 19) i justifiqueu aquests valors a partir de l estructura electrònica dels dos àtoms. P9) Una radiació electromagnètica es pot definir mitjançant qualsevol dels paràmetres següents: energia, longitud d ona, freqüència o nombre d ona. a) Apliquem a una determinada molècula les radiacions electromagnètiques que s indiquen a la taula següent. Ordeneu-les de més a menys energia i justifiqueu la resposta. Radiacions electromagnètiques Radiació radiació 1 radiació 2 radiació 3 Valor i unitat 2, J 2, m 5, s 1 b) Les molècules d ozó (O 3 ) de l estratosfera absorbeixen certes radiacions ultraviolades i ajuden a protegir els éssers humans de patir càncer de pell. D altra banda, les molècules de diòxid de carboni (CO 2 ) de la troposfera absorbeixen certes radiacions infraroges emeses per la superfície de la Terra i provoquen l escalfament de l atmosfera per l efecte d hivernacle. Expliqueu quins tipus de canvis es produeixen en les molècules d ozó i de diòxid de carboni en aquests processos d absorció de radiació electromagnètica. DADES: Constant de Planck = h = 6, J s. Velocitat de la llum = c = 3, m s 1.

5 TEST Qüestions d elecció múltiple. De les quatre qüestions següents, trieu l ÚNICA resposta que considereu vàlida (no cal justificar-la). Escriviu les respostes directament en el quadern. Indiqueu el número de la qüestió i, al costat, la lletra que precedeix la resposta que considereu correcta (a, b, c o d). [0,5 punts per cada resposta correcta; 0,17 punts per cada resposta incorrecta. Per les qüestions no contestades no hi haurà cap descompte.] es no hi haurà cap descompte.] T1 T2 T3 T4 T5 La reacció de combustió de l etè és C 2 H 4 (g) + 3O 2 (g) 2CO 2 (g) + 2H 2 O(g). En aquesta reacció, a) la velocitat de formació del CO 2 és igual a la velocitat de formació del H 2 O. b) la velocitat de desaparició del C 2 H 4 (g) és el doble de la velocitat de formació del CO 2. c) la velocitat de formació del CO 2 és el doble de la velocitat de formació del H 2 O. d) la velocitat de desaparició del O 2 és la meitat de la velocitat de desaparició de l etè. Pel que fa a una reacció reversible que es porta a terme en presència d un catalitzador, es pot afirmar que a) amb catalitzador, la reacció es produeix més ràpidament, si bé, un cop assolit l equilibri, la concentració dels productes és la mateixa. b) sense catalitzador, la G de la reacció directa és menor. c) sense catalitzador, la G de la reacció inversa és menor. d) amb catalitzador, la reacció es produeix més ràpidament i, un cop assolit l equilibri, la concentració dels productes és més gran. El bor (Z = 5) i el nitrogen (Z = 7) són elements situats en el mateix període de la taula periòdica. Quina de les afirmacions següents és la correcta? a) El bor té una energia d ionització més gran que el nitrogen. b) El bor és més electronegatiu que el nitrogen. c) El bor té un radi atòmic més gran que el nitrogen. d) L enllaç N B és apolar. Les configuracions electròniques següents corresponen a àtoms neutres: configuració X: (1s) 2 (2s) 2 (2p) 6 ; configuració Y: (1s) 2 (2s) 2 (2p) 5 (3s) 1. Indiqueu quina de les afirmacions següents és incorrecta: a) L element amb la configuració Y pertany al tercer període. b) L element amb la configuració X és un gas noble. c) Les configuracions X i Y pertanyen a un mateix element. d) L energia d ionització associada a la configuració Y és més petita que la de la configuració X. La faialita és un mineral al qual s assigna la fórmula química Fe 2 SiO 4. Els estats d oxidació del ferro i el silici en aquesta substància són, respectivament: a) 3 i 2. b) 2 i 4. c) 6 i 4. d) 3 i 4.

6 es no hi haurà cap descompte.] T6 L acetat de plata és una sal poc soluble en aigua. Considerant que dissoldre l és un procés endotèrmic i que l àcid acètic és un àcid feble, quin dels canvis següents farà augmentar la solubilitat de l acetat de plata en l aigua? a) Addició d acetat de sodi. b) Addició d àcid nítric. c) Addició d acetat de plata. d) Disminució de la temperatura. T7 Quan una pila electroquímica està en funcionament, a) la FEM de la pila es manté constant. b) la FEM de la pila es manté constant. c) les reaccions anòdica i catòdica es troben en equilibri. d) la G de la pila va disminuint. T8 Pel que fa a la relació entre les propietats de les substàncies i el tipus d enllaç, a) el diamant presenta una temperatura de fusió molt elevada, perquè tots els àtoms de C que formen aquest sòlid estan units per enllaços covalents. b) els compostos iònics sempre condueixen el corrent elèctric. c) els sòlids moleculars com ara el I 2 tenen punts de fusió relativament alts comparats amb els dels sòlids iònics. d) el diòxid de carboni i el diòxid de silici tenen unes temperatures de fusió semblants. T9 La molècula d amoníac N(Z = 7); H(Z = 1) a) té una geometria plana triangular. b) té una geometria piramidal amb uns angles d enllaç propers a 109. c) té una geometria tetraèdrica, on els àtoms ocupen els vèrtexs del tetraedre. d) presenta tres formes ressonants. es no hi haurà cap descompte.] T10 Quan s afegeix un catalitzador a una reacció en equilibri, sense modificar-ne el volum ni la temperatura, a) l equilibri no es modifica, atès que la constant d equilibri no varia. b) l equilibri es desplaça cap a la formació de productes, atès que es rebaixa l energia d activació de la reacció. c) l equilibri es desplaça cap a la formació de productes, atès que es modifica el valor de G. d) l equilibri no es modifica, perquè no canvien els valors de les constants de velocitat. T11 En un reactor en el qual és possible modificar-ne el volum es duu a terme la reacció irreversible següent: C(g) A(g) + B(g). Indiqueu l única afirmació incorrecta de les proposicions següents: a) La velocitat de la reacció depèn de la concentració del gas C. b) La velocitat de la reacció depèn de la concentració dels gasos C, A i B. c) La velocitat de la reacció depèn de la temperatura del sistema. d) La velocitat de la reacció depèn del volum del reactor. T12 Construïm una pila disposant una làmina de zinc en una solució de Zn 2+ 1 M i una làmina de coure en una solució de Cu 2+ 1 M. Ambdues solucions es posen en contacte a través d un pont salí, i els metalls es connecten mitjançant un conductor metàl lic a les entrades d un potenciòmetre. Sabent que E (Cu 2+ Cu) = 0,34 V i E (Zn 2+ Zn) = 0,76 V, es pot afirmar que a) el Cu 2+ passa a Cu i el Zn 2+ passa a Zn, prenent electrons. b) la pila construïda no funciona, atès que la reacció global no és espontània. c) el Zn 2+ passa a Zn i el Cu passa a Cu 2+. d) el Cu 2+ passa a Cu i el Zn passa a Zn 2+.

7 T13 T14 T15 T16 T17 T18 T19 T20 es no hi haurà cap descompte.] Indiqueu quin dels estris de laboratori següents es fa servir per a determinar volums de manera força exacta. a) Vas de precipitats. b) Bureta. c) Tub d assaig. d) Matràs d Erlenmeyer. Quan es treballa al laboratori amb àcid acètic concentrat, a) no cal prendre mesures de seguretat especials. b) cal manipular-lo ràpidament per a evitar que s oxidi en contacte amb l aire. c) cal manipular-lo ràpidament per a evitar que es redueixi en contacte amb l aire. d) cal prendre, com a mínim, les mateixes mesures de seguretat que en el cas dels àcids forts concentrats. El diòxid de titani és un pigment blanc, usat en la indústria de pintures i en la fabricació de cosmètics, que es pot obtenir a partir de la ilmenita (FeTiO 3 ), que és un mineral de a) Fe(II) i Ti(IV). b) Fe(II) i Ti(VI). c) Fe(III) i Ti(II). d) Fe(III) i Ti(V). Pel que fa als canvis de fase, a) l aigua pot entrar en ebullició per sota dels 100 C. b) l aigua no es pot evaporar per sota dels 100 C. c) l aigua tan sols pot entrar en ebullició als 100 C. d) l aigua tan sols pot entrar en ebullició si la temperatura és igual o supe- es no hi rior haurà als cap 100 descompte.] C. Quan una substància pura en fase líquida es congela de manera espontània a) G serà negativa però H i S seran positives. b) G, H i S seran negatives. c) G i H seran negatives però S serà positiva. d) G i S seran negatives però H serà positiva. Al cim d una muntanya, on la pressió atmosfèrica és inferior que a nivell del mar, a) la temperatura d ebullició de l aigua serà més petita que a nivell del mar. b) la temperatura d ebullició de l aigua serà més gran que a nivell del mar. c) la temperatura d ebullició de l aigua dependrà de la temperatura ambient. d) la temperatura d ebullició de l aigua sempre serà igual a 100 C. En un procés termodinàmic, a) el sistema augmenta la seva energia interna quan la calor cedida pel sistema és més gran que el treball que es fa sobre el sistema. b) la calor lliurada des del sistema cap a l entorn es considera positiva. c) el sistema augmenta la seva energia interna si la calor absorbida pel sistema és més gran que el treball dut a terme per aquest. d) la variació d entropia del sistema sempre és positiva. Identifiqueu l única resposta incorrecta de les afirmacions següents. En la pila electroquímica Fe(s) Fe 2+ (aq) Cu 2+ (aq) Cu(s) a) la FEM de la pila depèn de la temperatura. b) la FEM de la pila varia al llarg del temps de funcionament de la pila. c) la FEM de la pila és una constant termodinàmica. d) la FEM de la pila depèn de les concentracions de les espècies en dissolució.

8 Qüestions d elecció múltiple. De les quatre qüestions següents, trieu l ÚNICA resposta que considereu vàlida (no cal justificar-la). Escriviu les respostes directament en el quadern. Indiqueu el número de la qüestió i, al costat, la lletra que precedeix la resposta que considereu correcta (a, b, c o d). [0,5 punts per cada resposta correcta; 0,17 punts per cada resposta incorrecta. Per les qüestions no contestades no hi haurà cap descompte.] T En una pila Daniell (Zn Zn 2+ Cu 2+ Cu): a) els electrons circulen pel pont salí des del càtode cap a l ànode. b) els electrons circulen pel conductor metàl lic des del càtode cap a l ànode. c) els electrons circulen pel conductor metàl lic des de l ànode cap al càtode. d) la concentració dels ions Cu 2+ augmenta a mesura que la pila genera corrent. T Indiqueu quin dels compostos següents es pot obtenir a partir dels seus elements en condicions estàndard. DADES: E (Cl 2 Cl ) = 1,36 V; E (I 2 I ) = 0,54 V; E (Ag + Ag) = 0,80 V; E (Au +3 Au) = 1,40 V. a) Clorur de plata. b) Iodur de plata. c) Clorur d or(iii). d) Iodur d or(iii). T Quina de les condicions següents donarà lloc a una reacció espontània a qualsevol temperatura? a) H reacció > 0 i S reacció < 0 b) H reacció > 0 i S reacció > 0 c) H reacció < 0 i S reacció > 0 d) H reacció < 0 i S reacció < 0 T En el procés de congelació de l aigua a temperatura constant a) es produeix una disminució de l entropia del sistema, ja que la solidificació és un procés endotèrmic. b) es produeix un increment de l entropia del sistema, ja que la solidificació és un procés exotèrmic. c) es produeix una disminució de l entropia del sistema, ja que l estat líquid és menys ordenat que l estat sòlid. d) no es produeix cap canvi d entropia, ja que la temperatura es manté constant.