Pau Quimica

Proves d’Accés a la Universitat. Curs 2010-2011

Química
Sèrie 1
Responeu a les qüestions 1, 2 i 3. Tot seguit, escolliu UNA qüestió entre la 4 i la 5 i UNA qüestió entre la 6 i la 7 i contesteu les dues que heu triat.

1.

Els òxids de nitrogen formen part de la pol·lució de les grans ciutats a causa de la combustió en els motors d’explosió. El N2O4(g) és incolor i el NO2(g) és marró imés tòxic. En una experiència de laboratori s’introdueixen 184,0 g de N2O4(g) en un recipient de 4,00 L, i s’escalfen fins a 300 K per a provocar la dissociació del N2O4(g) en NO2(g). Passat un cert temps, quan la mescla ha assolit l’equilibri, s’analitza el contingut del recipient i es troba que la quantitat de NO2(g) és 36,8 g. a) Determineu la constant d’equilibri en concentracions (Kc) de lareacció de dissociació del N2O4(g) a 300 K.
[1 punt]

b) Si l’aire de les grans ciutats a l’estiu, i en dies sense vent, és més marró que a l’hivern, justifiqueu si la reacció de dissociació del N2O4(g) és endotèrmica o exotèrmica.
[1 punt]

DADES: Masses atòmiques relatives: N = 14,0; O = 16,0.

2.

L’acidesa del vinagre prové del contingut que té en àcid etanoic, habitualment anomenatàcid acètic, la concentració del qual es pot determinar mitjançant una valoració amb hidròxid de sodi. a) Escriviu l’equació de la reacció de valoració. Calculeu la concentració d’àcid acètic en el vinagre, expressada en mol L–1, tenint en compte que en la valoració de 10,00 mL d’un vinagre comercial calen 22,50 mL d’una solució d’hidròxid de sodi 0,412 0 M per a arribar al punt final.
[1 punt]

b)Expliqueu el procediment experimental que seguiríeu al laboratori per a dur a terme aquesta valoració, i indiqueu el material i els reactius que utilitzaríeu.
[1 punt]

Districte Universitari de Catalunya

3.

La pila de combustible d’electròlit polimèric que es mostra en la figura és una pila de combustible típica. El funcionament consisteix a introduir en la cel·la hidrogen i oxigengasosos de manera continuada, alhora que s’elimina el producte de la reacció (aigua). Així, es pot generar energia elèctrica mentre es manté el subministrament de reactius. Aquesta pila està formada per dos elèctrodes recoberts de platí, que actua com a catalitzador, separats per una membrana polimèrica que conté un electròlit i que hi permet el pas de H+. Pila de combustible d’electròlit polimèricflux d’electrons

elèctrode de platí

elèctrode de platí

hidrogen, H2(g)

H+ H+ H+

oxigen, O2(g)

aigua, H2O(l)

electròlit

membrana intercanviadora de H+

a) Escriviu les semireaccions anòdica i catòdica, i la reacció global de la pila de combustible d’electròlit polimèric. Indiqueu la polaritat dels elèctrodes.
[1 punt]

b) La quantitat teòrica màxima d’energia elèctricadisponible en una pila electroquímica és la variació d’energia lliure (ΔG°), mentre que la quantitat màxima d’energia alliberada quan es crema un combustible és la seva variació d’entalpia (ΔH°). Per a avaluar una pila de combustible s’utilitza el paràmetre del valor d’eficiència (ε), que es defineix ε = ΔG°/ΔH°. Calculeu la força electromotriu (FEM) i l’eficiència (ε) de la pila de combustibled’electròlit polimèric, en condicions estàndard i a 298 K.
[1 punt]

DADES: Constant de Faraday, F = 9,65 × 104 C mol–1. Entalpia estàndard de formació de l’aigua líquida a 298 K: ΔHf° = –285,8 kJ mol–1. Potencial estàndard de reducció a 298 K: E°(H+ | H2) = 0,00 V; E°(O2 | H2O) = 1,23 V.

2

4.

Un dels gasos més presents en la nostra vida és el metà, component principal del gas natural,que és un bon combustible. A partir de les dades de la taula següent, responeu a les qüestions. Entalpies de combustió en condicions estàndard i a 298 K
Reacció de combustió CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l) C(s) + O2(g) → CO2(g) 1 H2(g) + –O2(g) → H2O(l) 2 Entalpia de combustió (kJ mol–1) – 890,3 – 393,5 – 285,8

a) Imagineu que us voleu dutxar amb l’aigua a una temperatura de 45 °C....