Química PAU 2025

Enunciado del examen en texto

Texto sacado del PDF oficial. Las fórmulas, tablas y figuras se ven mejor en el visor de arriba.

2025 Proves d’accés a la universitat

Química Sèrie 1

Qualificació

Comprovació

2a correcció

Exercici 1 Exercici 2 Exercici 3 Exercici 4 Suma de notes parcials Qualificació final

Etiqueta de l’estudiant

Ubicació del tribunal ..............................................................................

Número del tribunal ...............................................................................

Etiqueta de qualificació

Etiqueta de correcció

L’examen consta de QUATRE exercicis obligatoris. Cada exercici val 2,5 punts. Feu els exercicis 1, 2 i 3, i responeu a TOTES les qüestions que s’hi plantegen. A l’exercici 4, responeu només DUES de les quatre qüestions plantejades. Si en contesteu més de dues, només es valoraran les dues primeres.

Podeu utilitzar calculadora, però no es permet l’ús de calculadores o altres aparells capaços d’emmagatzemar dades o de transmetre o rebre informació.

Les respostes han de ser clares i han d’estar redactades de manera coherent i cohesionada, amb correcció gramatical, lèxica i ortogràfica.

Exercici 1 Els halògens són els elements que presenten la configuració electrònica de la capa de valència ns2 np5 i es troben a la natura formant molècules diatòmiques. El mot halogen prové del grec i significa ‘que forma sals’. D’altra banda, els metalls alcalins són els elements que presenten la configuració electrònica de la capa de valència ns1.

a) Expliqueu per què, a temperatura ambient, el F2 és un gas, el Br2 és un líquid i el I2 és un sòlid.

Raoneu per què aquests tres elements formen molècules diatòmiques i és difícil trobar-los en forma d’àtoms aïllats a la natura.

Quin tipus d’enllaç s’estableix entre un halogen i un metall alcalí? Justifiqueu la resposta i poseu un exemple d’un compost amb aquest tipus d’enllaç.

[1,25 punts]

b) Els valors de les taules de sota corresponen als radis atòmics i a les energies d’ionització de tres elements: liti, fluor i sodi. Escriviu les configuracions electròniques de cada element.

Assigneu a cada element el radi i l’energia d’ionització que li corresponen. Raoneu la resposta segons el model atòmic de càrregues elèctriques.

Calculeu si un fotó de llum blava de λ = 420 nm seria capaç d’ionitzar l’àtom que té una energia d’ionització de 520,2 kJ mol–1.

[1,25 punts]

Radi atòmic (Å)

Dades:

1,82

0,42

2,27

Energia d’ionització (kJ mol–1)

1 681,0

496,0

Nombres atòmics: Z(Li) = 3; Z(F) = 9; Z(Na) = 11; Z(Br) = 35; Z(I) = 53.

Nombre d’Avogadro: NA = 6,02 × 1023 mol–1.

Velocitat de la llum en el buit: c = 3 × 108 m s–1.

Constant de Planck: h = 6,63 × 10–34 J s.

1 nm = 10–9 m.

520,2

Espai per a la correcció Exercici 1

Total

Exercici 2 L’amoníac verd no s’obté a partir de les plantes. Per a produir-lo cal aconseguir primer hidrogen verd mitjançant un procés d’electròlisi de l’aigua amb energia elèctrica generada a partir de fonts renovables. Posteriorment, l’hidrogen reacciona amb nitrogen atmosfèric a través d’un procés conegut com a síntesi de Haber-Bosch, que permet l’obtenció d’amoníac en presència d’un catalitzador. Aquest procés no és econòmic per les condicions de pressió i temperatura que requereix i l’ús de catalitzadors.

En un reactor d’acer d’una planta pilot s’introdueix una barreja de nitrogen atmosfèric i hidrogen verd i s’escalfa a 1 000 K, fins que s’assoleix l’equilibri.

N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)

∆H < 0

a) S’analitza el contingut de la mescla. Els resultats obtinguts es mostren a la taula següent:

Substància

Concentració en l’equilibri (mol L–1)

N2(g)

0,142

H2(g)

1,84

NH3(g)

0,36

Escriviu l’expressió de la constant d’equilibri en concentracions (Kc) de la reacció i calculeu el seu valor a 1 000 K. Calculeu també el valor de la constant d’equilibri Kp a 1 000 K.

[1,25 punts]

b) Responeu raonadament a les preguntes següents:

— Per a obtenir un major rendiment de la reacció, és millor dur a terme la reacció a pressions altes o baixes?

— El rendiment augmenta a temperatures altes o baixes?

— Segons el model cinètic de coŀlisions, la reacció es produiria a més velocitat a temperatures altes o baixes?

[1,25 punts]

Dades:

Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1.

Espai per a la correcció Exercici 2

Total

Exercici 3 L’àcid salicílic o àcid 2-hidroxibenzoic (C6H4OHCOOH) és un àcid orgànic monopròtic present a l’escorça del salze. A les farmàcies s’utilitza per a preparar cremes per les seves propietats exfoliants i hidratants. Perquè l’exfoliació sigui efectiva la crema ha de tenir un pH entre 3,0 i 4,0. En una farmàcia estan fent una crema receptada per un dermatòleg en la qual hi ha 0,1 grams d’aquest àcid per cada 100 grams de crema.

L’envàs de l’àcid salicílic se subministra etiquetat amb els pictogrames següents:

Pictograma 1 Pictograma 2 Pictograma 3

a) Justifiqueu si aquesta crema tindrà un pH òptim per a actuar com a exfoliant. Indiqueu què representen els pictogrames de l’àcid salicílic i de quins perills ens alerten.

[1,25 punts]

b) Escriviu la reacció de valoració de l’àcid salicílic amb l’hidròxid de sodi. Justifiqueu qualitativament, amb les reaccions d’hidròlisi necessàries, si el pH en el punt d’equivalència és àcid, bàsic o neutre. Raoneu quin dels tres gràfics següents (gràfic A, gràfic B o gràfic C) representa la corba de valoració que s’obté.

[1,25 punts]

Dades:

Densitat de la crema: 1 g mL–1.

Massa molar de l’àcid salicílic (C6H4OHCOOH) = 138,12 g mol–1.

Constant d’acidesa de l’àcid salicílic, a 25 °C: Ka (C6H4OHCOOH) = 1,07 × 10–3.

Espai per a la correcció Exercici 3

Total

Exercici 4 Responeu només a DUES de les quatre qüestions plantejades (a, b, c i d).

El cloroetè (CH2=CHCl), també anomenat clorur de vinil, figura entre els compostos químics més produïts arreu del món perquè és el monòmer a partir del qual s’obté el clorur de polivinil (PVC), un plàstic ben conegut i molt utilitzat per a fer canonades, persianes o finestres, entre d’altres aplicacions.

El clorur de vinil es pot obtenir a partir d’acetilè (CH≡CH) i clorur d’hidrogen segons la reacció de síntesi següent:

CH≡CH(g) + HCl(g) → CH2=CHCl(g) Després, aquest compost pot reaccionar fàcilment amb el clor per a donar 1,1,2-tricloroetà, un dissolvent organoclorat:

CH2=CHCl(g) + Cl2(g) → CH2Cl—CHCl2(l) Dades:

Substància

CH≡CH(g)

HCl(g)

CH2=CHCl(g)

Entalpia estàndard de formació a 298 K ∆Hf° (kJ mol–1)

–226,9

–92,3

–37,26

Substància

C—C

C—H

C=C

Cl—Cl

C—Cl

Entalpia d’enllaç a 25 °C i 1 atmosfera (kJ mol–1)

Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1; R = 8,314 J K–1 mol–1.

Nombres atòmics: Z(H) = 1; Z(C) = 6; Z(Cl) = 17.

Electronegativitat segons l’escala de Pauling: H = 2,2; C = 2,5; Cl = 3,2.

a) Expliqueu a partir de quin tipus de reacció de polimerització s’obté el PVC.

Formuleu tots els isòmers del dicloroetè i el tricloroetà i digueu quin tipus d’isomeria presenten. Anomeneu-los amb el seu nom sistemàtic segons la IUPAC.

Raoneu si algun isòmer del tricloroetà presenta estereoisomeria òptica.

[1,25 punts]

b) Calculeu la calor a pressió constant i a volum constant de la reacció de síntesi del clorur de vinil en condicions estàndard a 25 °C. Justifiqueu si aquesta reacció és endotèrmica o exotèrmica en aquestes condicions.

[1,25 punts]

c) Calculeu l’entalpia de la reacció d’obtenció de l’1,1,2-tricloroetà a partir del clorur de vinil en condicions estàndard a 25 °C utilitzant les energies d’enllaç. Raoneu quin signe tindrà l’entropia (∆S) d’aquesta reacció i justifiqueu qualitativament si serà espontània a temperatures altes o baixes.

[1,25 punts]

d) Raoneu quin tipus de reaccions es produeixen en l’obtenció del clorur de vinil i de l’1,1,2-tricloroetà.

Quina geometria té la molècula d’acetilè? Justifiqueu la resposta segons la teoria de repulsió dels parells d’electrons de la capa de valència (RPECV).

Raoneu si la molècula de clorur de vinil serà polar.

[1,25 punts]

Espai per a la correcció

Exercici 4

Total

[Podeu utilitzar aquestes pàgines per a acabar de respondre a algun exercici.]

Comprovació:

2a correcció:

3a correcció:

Etiqueta de l’estudiant

L’Institut d’Estudis Catalans ha tingut cura de la correcció lingüística i de l’edició d’aquesta prova d’accés

Soluciones y criterios de corrección en texto

Pàgina 1 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Sèrie 1 L’alumnat ha de respondre les 4 preguntes proposades.

Les tres primers preguntes consten de dos apartats (a i b) que valen sempre 1,25 punts. La pregunta quatre consta de quatre apartats dels quals només s’han de respondre dos.

Com a norma general, tingueu en compte que un error no s’ha de penalitzar dues vegades. Si un càlcul necessita un resultat anterior, i aquest és erroni, cal valorar la resposta independentment del valor numèric, i tenir en compte el procediment de resolució (sempre que els valors emprats i/o els resultats no siguin absurds).

Un error en la formulació penalitza 0,5 punts en aquell apartat, com s’explicita en la pauta.

En cap cas un apartat pot tenir una puntuació “negativa”.

Pàgina 2 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 1a Per què el F2 és un gas, el Br2 és un líquid i el I2 és un sòlid a temperatura ambient?

El F2, el Br2 i el I2 estan formats per molècules apolars que formen dipols instantanis entre els quals s’estableixen forces d’atracció i com més grans són aquestes interaccions més alt és el punt d’ebullició d’una substància.

Les forces d’atracció entre molècules de I2 són majors que entre molècules de Br2 i aquestes són majors que entre molècules de F2, és per això que el F2 és un gas, el Br2 és un líquid i el I2 és un sòlid.

Com més grans són les molècules més polaritzables són i més grans són les forces entre dipols instantanis.

[0,40 p.] Per què aquests elements formen molècules diatòmiques?

Els halògens tenen 7 electrons de valència (ns2 np5) i per arribar a complir la regla de l’octet comparteixen 1 electró formant molècules diatòmiques amb un enllaç covalent entre àtoms d’halogen.

xx [0,35 p.] F xF x xx

Quin tipus d’enllaç s’estableix entre un halogen i un metall alcalí?

Quan es combinen un halogen i un metall alcalí formen un enllaç iònic; l’halogen captarà un electró que li cedirà el metall alcalí i així ambdós elements compliran la regla de l’octet.

Z(Na) = 11

1s2, 2s2, 2p6, 3s1

Z(Na+) = 10

1s2, 2s2, 2p6

Z (F) = 9

1s2, 2s2, 2p5

Z(F-) = 10

1s2, 2s2, 2p6 [0,30 p.]

Exemple d’un compost amb aquest tipus d’enllaç L’halogen i el metall alcalí es combinaran en la proporció 1:1.

Qualsevol compost format entre un halogen (F, Br, I) i un metall alcalí (Li, Na). Per exemple:

LiF; LiBr; LiI; NaF; NaBr i NaI són compostos iònics.

[0,20 p.]

Pàgina 3 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 1b Configuracions electròniques Z(Li) = 3 1s2, 2s1 El Li és del període 2 (n=2), del grup 1 (2s1), metall alcalí, i del bloc s (s1).

Z(Na) = 11 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 El Na és del període 3 (n=3), del grup 1 (3s1), metall alcalí, i del bloc s (s1).

Z(F) = 9 1s2, 2s2, 2p5 El F és del període 2 (n=2), del grup 17 (2p5), halogen, i del bloc p (p5).

[0,15 p.]

Assignació dels valors de radi atòmic i d’energia d’ionització del tres elements Radis atòmics El radi del Na serà més gran que el radi del Li perquè estan en el mateix grup de la taula periòdica, però el Na té més capes amb electrons (3s1) que el Li (2s1). L’atracció de les càrregues positives (nucli) amb les negatives (electrons) es més gran en el Li que en el Na.

 radi Na > radi Li

[0,15 p.]

El radi del Li serà més gran que el radi del F perquè tots dos elements tenen el mateix nombre de capes amb electrons, però com que el F té un nombre atòmic més gran atraurà els electrons amb més força cap al nucli (té més protons) i, per tant, el radi serà menor.

 radi Li > radi F

[0,15 p.]

Per tant, l’assignació dels radis atòmics és:

[0,10 p.]

radi Na radi Li radi F 2,27 Å

1,82 Å 0,42 Å

Energies d’ionització Com més petit és un àtom més costa d’arrencar-ne un electró perquè aquest se sent més atret pel nucli, per tant:

[0,20 p.] Energia d’ionització Na Energia d’ionització Li Energia d’ionització F

496,0 kJ mol-1

520,2 kJ mol-1

1681,0 kJ mol-1

Pàgina 4 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 1b (continuació) És un fotó de  = 420 nm capaç d’ionitzar un àtom amb EI de 520,2 kJ mol-1?

Càlcul de l’energia necessària per ionitzar un àtom A partir de l’equació de Planck es relaciona l’energia de la radiació amb la freqüència:

E = h

Considerant la relació entre  = c / λ i substituint:

ℎ·𝑐

E= 

E =

6,63 𝑥 10−34 𝐽 𝑠 · 3 𝑥 108 𝑚 𝑠−1 420 𝑥 10−9 𝑚

= 𝟒, 𝟕𝟏 𝒙 𝟏𝟎−𝟏𝟗 𝑱

[0,25 p.]

Canvi d’unitats (kJ mol-1 a J àtom-1):

520,2 𝑘𝐽 𝑚𝑜𝑙 −1

1000 𝐽 1 𝑚𝑜𝑙 = 𝟖, 𝟔𝟒 𝒙 𝟏𝟎−𝟏𝟗 𝑱 à𝒕𝒐𝒎−𝟏 1 𝑘𝐽 6,02 1023 à𝑡𝑜𝑚 [0,15 p.]

Comparació d’energies (energia radiació vs. energia necessària) L’energia de la radiació és 4,71 x 10-19 J per cada fotó < 8,64 x 10-19 J atom-1 ⇒ Aquest àtom no es podrà ionitzar amb una radiació de λ = 420 x 10-9 m [0,10 p.]

Pàgina 5 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 2a Càlcul de la constant d’equilibri en concentracions, Kc N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) La constant d’equilibri (Kc) a 1000 K és:

𝐾𝑐 =

[𝑁𝐻3 ]2

[0,25 p.]

[𝑁2 ][𝐻2 ]3

Substituint els valors de les concentracions en l’equilibri en l’equació de la Kc s’obté:

𝐾𝑐 =

[𝑁𝐻3 ]2 [𝑁2 ][𝐻2 ]3

(0,36)2 (0,142)·(1,84)3

= 0,1465

 Kc = 𝟎, 𝟏𝟒𝟔𝟓

[0,40 p.]

Càlcul de la constant d’equilibri en pressions, Kp Relació entre Kc i Kp 𝐾𝑝 = 𝐾𝑐 (𝑅𝑇)∆𝑛

[0,25 p.]

R: constant universal dels gasos ideals T: temperatura en K Δn: increment del nombre de mols de gasos al passar de reactius i productes Càlcul Kp (pressions expressades en atmosferes) Δn = Σ n productes – Σ n reactius = 2 – 4 = - 2 𝐾𝑝 = 𝐾𝑐 (𝑅𝑇)∆𝑛 = 0,1465 (0,082  Kp = 𝟐, 𝟏𝟕𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟓

𝑎𝑡𝑚 𝐿

RT = 0,082 𝐾 𝑚𝑜𝑙 𝑥 1000 𝐾

−2 𝑎𝑡𝑚 · 𝐿 𝑥 1000 𝐾) = 2,179 𝑥 10−5 𝐾 · 𝑚𝑜𝑙

[0,35 p.]

Pàgina 6 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 2b Efecte de la pressió en el rendiment Com que el nombre de mols disminueix, Δn =  mols productes -  mols reactius = - 2, les altes pressions afavoreixen el costat on la suma dels coeficients estequiomètrics és menor; per tant, els productes.

És a dir, a altes pressions augmenta el rendiment i a baixes pressions, disminueix.

⇒El rendiment a baixes pressions disminueix perquè s’afavoreix la reacció inversa (cap a l’esquerra) ⇒El rendiment a altes pressions augmenta perquè s’afavoreix la reacció directa (cap a la dreta) [0,50 p.] Efecte de la temperatura en el rendiment La constant d’equilibri varia en variar la temperatura.

Com que la reacció és exotèrmica (∆H < 0), el valor de la Kc disminuirà amb l’increment de la temperatura:

⇒ Kc (T < 1000 K) > Kc (1000 K) i, per tant, la concentració del producte (NH3) és menor també a altes temperatures, en conseqüència, el rendiment de la reacció disminueix a altes temperatures.

⇒ A baixes temperatures el rendiment serà més gran perquè la concentració de NH3 serà major en l’equilibri.

⇒ A altes temperatures el rendiment serà més petit perquè la concentració de NH3 serà menor en l’equilibri.

[0,50 p.] Efecte de la temperatura en la velocitat de la reacció Les temperatures baixes no afavoreixen la velocitat de reacció, ja que si la temperatura és més baixa, disminueix el nombre de xocs.

⇒ A baixes temperatures hi haurà menys xocs i la velocitat serà menor.

⇒ A altes temperatures hi haurà més xocs i la velocitat serà major.

[0,25 p.]

Pàgina 7 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 3a Càlcul del pH Concentració molar de l’àcid salicílic (C6H4OHCOOH) 0,1 𝑔 𝑑′ à𝑐𝑖𝑑 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑙𝑖𝑐 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑 ′ à𝑐𝑖𝑑 𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐í𝑙𝑖𝑐 1 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑚𝑎 1000 𝑚𝐿 𝑐𝑟𝑒𝑚𝑎

100 𝑔 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑚𝑎 138,12 𝑔 1 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑚𝑎 1 𝐿 𝑑𝑒 𝑐𝑟𝑒𝑚𝑎 = 7,24 𝑥 10−3 𝑀 [0,20 p.] Equilibri de l’àcid salicílic (C6H4OHCOOH) C6H4OHCOOH(aq) + H2O ⇄ C6H4OHCOO-(aq) + H3O+(aq) Concentració inici 7,24 𝑥 10−3 Concentracions equilibri 7,24 𝑥 10−3 - x

-x

-x

[ 𝐶6 𝐻4 OHCOO− ] [𝐻3 𝑂+ ] 𝐾𝑎 = = 1,07 𝑥 10−3 [ 𝐶6 𝐻4 OHCOOH] [0,10 p.] Càlcul concentració ió hidroni (oxidani/oxoni) i pH (𝑥) (𝑥) = 1,07 𝑥 10−3 (𝑒𝑞𝑢𝑎𝑐𝑖ó 1) (7,24 𝑥 10−3 − 𝑥) 𝑥 2 + 1,07 𝑥 10−3 𝑥 − 7,747 𝑥 10−6 = 0 Resolent l'equació quadràtica es troba 𝒙 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝟐𝟗𝟗 𝑴. L’altra solució és negativa.

La concentració de H3O+ a l’equilibri és:

[H3O+] = 𝟐, 𝟐𝟗𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟑 M pH = - log [H3O+] = - log (𝟐, 𝟐𝟗𝟗 𝒙 𝟏𝟎−𝟑)  pH = 2,64

[0,20 p.] [0,15 p.]

És òptim el pH?

La crema que conté àcid salicílic no pot ser utilitzada com a exfoliant perquè el pH és inferior a 3,0 (l’interval òptim de pH és 3,0 – 4,0).

 pH crema = 2,64 < pH adequat = 3,0 - 4,0

[0,15 p.]

Pàgina 8 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 3a (continuació) Pictogrames Corrosiu. Pot ser corrosiu per a alguns metalls, pot provocar cremades a la pell i lesions oculars greus.

[0,15 p.] Irritació cutània. Aquest producte, per contacte breu, perllongat o repetitiu amb la pell o les mucoses, pot provocar una reacció inflamatòria.

[0,15 p.] Perillós per aspiració. Aquest producte pot arribar a l’organisme per inhalació i causar efectes greus, aguts o crònics molt diversos a la salut. Es recomana evitar el contacte amb el cos humà.

[0,15 p.]

Pàgina 9 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 3b Formulació. Hidròxid de sodi: NaOH

[-0,50 p si no formulen bé]

Reacció de valoració C6H4OHCOOH(aq) + OH-(aq) → C6H4OHCOO-(aq) + H2O o també opcionalment:

C6H4OHCOOH(aq) + NaOH(aq) → C6H4OHCOONa(aq) + H2O

[0,40 p.]

Justificació del pH en el punt d’equivalència La sal que es forma en el procés de neutralització és el salicilat de sodi (C6H4OHCOONa). El catió sodi (Na+) no reacciona amb l’aigua perquè prové d’una base forta, però l’anió salicilat (C6H4OHCOO -) és la base conjugada d’un àcid dèbil i reaccionarà amb l’aigua donant lloc a una hidròlisi bàsica:

C6H4OHCOO-(aq) + H2O ⇄ C6H4OHCOOH(aq) + OH-(aq) ⇒ En el punt d’equivalència només tindrem l’anió C6H4OHCOO- i el catió Na+.

⇒ Per tant, el pH en el punt d’equivalència només ve determinat per la presència de l’anió C6H4OHCOO- que en aigua forma OH- i serà bàsic (pH > 7).

[0,45 p.] Identificació corba de valoració La corba de valoració que correspon a la valoració de l’àcid salicílic (àcid dèbil) amb l’hidròxid de sodi (base forta) és la corba B (gràfic B). La valoració comença a pH àcid (pH = 3) perquè l’àcid salicílic és un àcid feble i el pH en el punt d’equivalència és superior a 7.

Opcional. La corba A (gràfic A) correspon a la valoració d’un àcid fort amb una base forta perquè el pH a l’inici és molt àcid i el pH en el punt d’equivalència és 7.

Opcional. La corba C (gràfic C) correspon a la valoració d’una base forta amb un àcid fort perquè el pH d’inici d’aquesta valoració es bàsic i el pH en el punt d’equivalència és 7.

[0,40 p.]

Pàgina 10 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4a Tipus de reacció de polimerització Els polímers es poden sintetitzar mitjançant dos tipus de processos de polimerització:

polimerització per reaccions per addició (creixement en cadena) i polimerització per reaccions per condensació (creixement en etapes).

En les reaccions per addició es produeix un creixement de la cadena. En aquest tipus de reacció la molècula de monòmer sencer passa a formar part de la cadena de polímer.

El PVC és un polímer que s’obté a partir d’un monòmer, el clorur de vinil, mitjançant una reacció de polimerització per addició perquè s’obté una macromolècula formada amb múltiples unitats del monòmer original i no s’obté cap altra molècula a part del polímer.

[0,30 p.] Formulació, tipus d’isomeria i nom dels diferents isòmers del dicloroetè i del tricloroetà Dicloroetè:

cis-1,2-dicloroetè

trans-1,2-dicloroetè

1,1-dicloroetè

Els cis-1,2-dicloroetè i el trans-1,2-dicloroetè són isòmers geomètrics (mateixa fórmula molecular i mateixa connectivitat però diferent disposició en l’espai).

L’1,1-dicloroetè és un isòmer estructural de posició (mateixa formula molecular però diferent connectivitat) dels compostos cis-1,2-dicloroetè i trans-1,2-dicloroetè.

[0,50 p.] Tricloroetà:

1,1,2-tricloroetà

1,1,1-tricloroetà

El 1,1,2-tricloroetà i el 1,1,1-tricloroetà són isòmers estructurals de posició.

[0,30 p.]

Raonament. Aquests dos compostos no presenten estereoisomeria òptica perquè no tenen cap carboni asimètric, és a dir, no tenen cap carboni amb els quatre substituents diferents.

[0,15 p.]

Pàgina 11 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4b Càlcul de la calor a pressió constant Càlcul de l’entalpia estàndard de la reacció de síntesi del clorur de vinil CHCH(g) + HCl(g) → CH2=CHCl(g) Ho reacció = (∑ np Hof productes) - (∑ nr Hof reactius)

[0,10 p.]

( np ΔHof, productes) = (1 x ΔHof CH2=CHCl) ( nr ΔHof, reactius) = [(1 x ΔHof CH≡CH) + (1 x ΔHof HCl)] Ho reacció = 1 x (-37,26 kJ mol-1 ) - [1 x (-226,9 kJ mol-1) + 1 x (-92,3 kJ mol-1]  Horeacció = 281,94 kJ mol-1

[0,35 p.]

Calor a pressió constant  qp = ΔHoreacció  qp = 281,94 kJ mol-1

[0,20 p.]

Càlcul de la calor a volum constant  qv = ΔUoreacció

[0,10 p.]

Energia interna de la reacció a 25 ºC (298 K) Ho= Uo + n R T n= 1 – 2 = -1 mol 281,94 𝑘𝐽

1000 𝐽 1 𝑘𝐽

= Uo + ((-1) x 8,314 J K-1mol -1 x 298 K)

Uo = 281940 J + (1 x 8,314 J K-1mol -1 x 298 K) = 284.417,57 J mol-1  Uo = 284.417,57 J mol-1

[0,35 p.]

Justificació de quin tipus de reacció es tracta La reacció que es produeix és endotèrmica a 25 ºC (298 K), perquè Horeacció > 0 i, això significa que s’absorbeix calor durant la síntesi de clorur de vinil.

[0,15 p.]

Pàgina 12 de 14 Química Proves d’accés a la Universitat 2025, convocatòria ordinària. Criteri específic d'avaluació

Exercici 4c Càlcul de l’entalpia estàndard de la reacció d’obtenció de l’1,1,2-tricloroetà L’entalpia estàndard d’una reacció es pot calcular a partir de les energies dels enllaços trencats (reactius) menys les energies dels enllaços formats (productes):

Ho=  nr E trencats -  np E formats [0,15 p.] Per a la reacció: CH2=CHCl(g) + Cl2(g) → CH2Cl-CHCl2(l) En els reactius cal trencar:

1 enllaç C=C 3 enllaços C-H 1 enllaç C-Cl 1 enllaç Cl-Cl En els productes cal formar:

3 enllaços C-Cl 1 enllaç C-C 3 enllaços C-H Per tant, Ho = [1 E C=C + 3 E C-H + 1 E C-Cl + 1 E Cl-Cl] – [3 E C-Cl + 1 E C-C + 3 E C-H]

[0,25 p.]

Ho = [(1 x 608) + (3 x 412) + (1 x 328) + (1 x 242)] – [(3 x 328 + (1 x 348) + (3 x 412)] =

- 154 kJ mol-1

Ho = – 154 kJ mol-1

[0,20 p.]

Raonament del signe de l’entropia de la reacció i justificació qualitativa de la espontaneïtat en front de la temperatura L’entropia és una magnitud que mesura el desordre d’un sistema. En aquesta reacció química …