Examen de Química de selectivitat — Illes Balears 2026

Química Model 2 — Convocatòria 2026

L'examen té cinc preguntes. La primera és obligatòria, mentre que a les preguntes 2, 3, 4 i 5 només s'ha de respondre un dels dos apartats proposats. S'avaluarà la coherència, la cohesió i la correcció gramatical, lèxica i ortogràfica, així com la presentació de les respostes.

S'ha d'utilitzar bolígraf de tinta blava o negra. Es pot fer servir la taula periòdica adjunta i una calculadora convencional (no programable).

Cada pregunta val 2 punts. Temps disponible: 90 minuts.

Exercici 1 (Pregunta 1. 2 punts) (sense opcions)

El premi Nobel de Química de l'any 2025 va ser concedit de forma conjunta als investigadors S. Kitagawa, R. Robson i O. M. Yaghi (figura 1) pel desenvolupament de xarxes metal·loorgàniques (MOF). Aquests materials presenten una àrea superficial extraordinària i s'utilitzen, entre altres aplicacions, com a sensors químics molt selectius. Un pas comú en la síntesi de MOF és la preparació de dissolucions dels precursors metàl·lics i orgànics. Un precursor orgànic molt utilitzat és l'àcid acètic (CH₃COOH) (figura 2).

[Figura: Figura 1 mostra els tres investigadors Susumu Kitagawa, Richard Robson i Omar M. Yaghi. Figura 2 mostra l'estructura química de l'àcid acètic amb la fórmula estructural: H unida a C (marcat amb el número 2) amb dos H més, aquest C unit a un altre C (marcat amb el número 1) que té un doble enllaç amb O i un enllaç simple amb O-H]

a) L'àcid acètic és un àcid feble. Quan es dissol en aigua, es dissocia parcialment i cedeix un únic protó (H⁺). A quin àtom de la molècula representada a la figura 2 es troba enllaçat aquest protó? Raona la resposta.

b) Indica de forma raonada quin tipus d'hibridació presenta l'àtom de carboni indicat amb el número 2 a la molècula de l'àcid acètic (figura 2).

c) La síntesi de MOF utilitza precursors inorgànics i lligands orgànics.
i) Escriu la fórmula del nitrat de zinc, un precursor inorgànic freqüent.
ii) Escriu el nom de la molècula orgànica CH₃–CH₂–OH, utilitzada com a dissolvent en alguns processos de síntesi de MOF.

d) Quan s'utilitza CH₃COOH, és habitual afegir NaOH per ajustar el pH del medi. En aquestes condicions té lloc una reacció de neutralització. Escriu l'equació química ajustada de la reacció entre CH₃COOH i NaOH i identifica quin és l'àcid i quina és la base segons la teoria de Brønsted-Lowry.

Exercici 2 (Pregunta 2. Contesta només un dels dos apartats: 2A o 2B)

2A. (2 punts) Considera les espècies químiques següents:
I₂ (iode sòlid), CH₄ (metà), MgCl₂ (clorur de magnesi), Cu (coure) i CH₃OH (metanol).

Per a cadascuna de les situacions descrites a continuació, selecciona l'espècie de la llista anterior que millor s'hi adapti i justifica la teva elecció basant-te en el tipus d'enllaç o forces intermoleculars.

a) Un sòlid molecular a temperatura ambient, que se sublima fàcilment quan augmenta la temperatura.

b) Un compost amb un alt punt de fusió (>700 °C) que, en estat sòlid, no condueix l'electricitat, però sí en estat líquid o en dissolució aquosa.

c) Una espècie química que presenta alta conductivitat elèctrica i tèrmica, així com una elevada ductilitat.

d) Un compost molecular polar que, en estat líquid o en dissolució aquosa diluïda, presenta enllaços d'hidrogen com a força intermolecular dominant.

2B. (2 punts) Donats els ions Mg²⁺ i Na⁺, justifica si les afirmacions següents són vertaderes o falses:

a) El radi iònic de l'ió Mg²⁺ és major que el radi atòmic de l'àtom de magnesi neutre (Mg).

b) L'ió Na⁺ i l'àtom de neó (Ne) són espècies isoelectròniques.

c) L'energia necessària per obtenir Mg²⁺ a partir de Mg⁺ és superior a l'energia necessària per obtenir Mg⁺ a partir de Mg.

d) En el compost MgO, la proporció d'ions és 1:1, igual que en el NaCl.

Exercici 3 (Pregunta 3. Contesta només un dels dos apartats: 3A o 3B)

3A. (2 punts) L'àcid fòrmic (HCOOH), també conegut com a àcid metanoic, és l'àcid orgànic més senzill i es troba de manera natural en el verí de les formigues i en alguns vegetals. És un àcid carboxílic feble que es dissocia parcialment en dissolució aquosa. A 25 °C, la seva constant d'acidesa, Ka, té un valor d'1,8 × 10⁻⁵.

En un laboratori s'analitza una dissolució d'àcid fòrmic 0,20 M.

a) Calcula el pH de la dissolució d'àcid fòrmic 0,20 M.

b) Si es dilueixen 100 mL d'aquesta dissolució amb aigua destil·lada fins a un volum final de 500 mL, el pH de la dissolució resultant serà major o menor que el de la dissolució inicial? Justifica la resposta.

c) Per determinar experimentalment el punt final d'una valoració d'àcid fòrmic amb una base forta (per exemple, NaOH), es disposa dels indicadors següents:

Indicador	Interval de viratge	Color
Taronja de metil	3,1 - 4,4	Vermell → groc
Verd de bromocresol	3,8 - 5,4	Groc → blau-verd
Fenolftaleïna	8,2 - 10,0	Incolor → rosa

Quin indicador seria el més adequat? Justifica la resposta.

3B. (2 punts) En un laboratori de química es construeix una pila galvànica amb un elèctrode de coure submergit en una dissolució de CuSO₄ i un elèctrode de zinc submergit en una dissolució de Zn(NO₃)₂, connectats mitjançant un pont salí i un voltímetre per mesurar la diferència de potencial entre els elèctrodes.

a) Calcula el potencial estàndard de la pila galvànica.

b) Escriu la semireacció que té lloc al càtode.

c) Explica les funcions del pont salí en aquesta pila galvànica.

d) Si s'introdueix una barra de ferro en una dissolució de CuSO₄, es recobrirà de coure? Justifica la resposta.

Dades de potencials estàndard de reducció:

• Eº(Cu²⁺/Cu) = +0,34 V
• Eº(Zn²⁺/Zn) = −0,76 V
• Eº(Fe²⁺/Fe) = −0,44 V

Exercici 4 (Pregunta 4. Contesta només un dels dos apartats: 4A o 4B)

4A. (2 punts) El iodur d'hidrogen (HI) és un reactiu important en la síntesi de fàrmacs i en la indústria química. Aquest compost es pot obtenir industrialment a partir dels seus elements en fase gasosa, segons l'equilibri homogeni següent:

$\text{H}_2 \text{ (g)} + \text{I}_2 \text{ (g)} \rightleftharpoons 2 \text{ HI (g)} \text{ amb } \Delta H^\circ < 0 \text{ (exotèrmica)}$

En un reactor tancat de 10,0 L, inicialment buit, s'introdueixen 2,0 mols de H₂ (g) i 2,0 mols de I₂ (g). La mescla s'escalfa fins a una temperatura de 450 ºC, en la qual la constant d'equilibri Kc té un valor de 49,0.

a) Una vegada assolit l'equilibri, calcula el nombre de mols de dihidrogen que hauran reaccionat.

b) Determina el valor de la pressió total de la mescla gasosa en l'equilibri.

c) Calcula el valor de Kp per a aquest equilibri a 450 ºC.

d) Si, una vegada assolit l'equilibri químic a 450 ºC, augmentam la temperatura del sistema fins a 500 ºC, la concentració de HI (g) en el recipient augmentarà o disminuirà? Justifica la resposta.

4B. (2 punts)

a) Indica el nom del grup funcional de cadascun dels composts que apareixen a les figures 3 i 4, respectivament:

[Figura: Figura 3 mostra una estructura amb cadena carbonada CH₃-CH₂-CH₂ unida a C=O unida a CH₃ (cetona). Figura 4 mostra un anell benzènic amb una cadena lateral -CH₂-NH₂]

b) Formula i indica, de forma raonada, per a cada parell de composts orgànics, si són isòmers. En cas afirmatiu, explica el tipus d'isomeria que es dona en cada cas:
i) but-1-è i but-2-è
ii) etanoat d'etil i àcid butanoic

Exercici 5 (Pregunta 5. Contesta només un dels dos apartats: 5A o 5B)

5A. (2 punts) El metanol (CH₃OH) és un biocombustible i un reactiu fonamental en la indústria química. La seva combustió completa amb oxigen (O₂) és una reacció que s'estudia per a l'emmagatzematge d'energia i per entendre els processos de combustió neta. La reacció química ajustada és la següent:

$$2 \text{ CH}_3\text{OH (l)} + 3 \text{ O}_2 \text{ (g)} \rightarrow 2 \text{ CO}_2 \text{ (g)} + 4 \text{ H}_2\text{O (l)}$$

a) Calcula l'entalpia estàndard de reacció (ΔH°) a 298 K per a la combustió completa del metanol i indica si es tracta d'una reacció endotèrmica o exotèrmica.

b) Sabent que el valor de l'entropia estàndard de reacció (ΔS°) a 298 K és de –390,2 J·K⁻¹·mol⁻¹, determina si aquesta reacció és espontània a 298 K. Raona la resposta a partir del càlcul de l'energia lliure de Gibbs (ΔG°).

c) A la fitxa de seguretat del metanol apareixen diversos pictogrames. Un és el següent. Indica quin significat té.

[Figura: Pictograma de perill amb símbol de flama en un rombe vermell]

Dades: Entalpies estàndard de formació (Hf°) a 298 K:

• Hf° (CH₃OH, l) = –239,2 kJ·mol⁻¹
• Hf° (CO₂, g) = –393,5 kJ·mol⁻¹
• Hf° (H₂O, l) = –285,8 kJ·mol⁻¹

5B. (2 punts) El monòxid de nitrogen (NO) és un contaminant atmosfèric emès pels motors de combustió. A l'atmosfera pot reaccionar amb oxigen (O₂) per formar diòxid de nitrogen (NO₂), el qual és un precursor de la boira fotoquímica. En un estudi de laboratori per simular aquest procés en fase gasosa, es duu a terme la reacció següent:

$$2 \text{ NO (g)} + \text{O}_2 \text{ (g)} \rightarrow 2 \text{ NO}_2 \text{ (g)}$$

Un equip d'investigadors realitza experiments a 500 K per determinar l'equació de velocitat d'aquesta reacció química. Mesuren la velocitat inicial (v₀) de formació de NO₂ per a diferents concentracions inicials dels reactius. Les dades que han obtingut són les següents:

Experiment	[NO]₀ (mol·L⁻¹)	[O₂]₀ (mol·L⁻¹)	v₀ (mol·L⁻¹·s⁻¹)
1	0,010	0,010	2,5 × 10⁻³
2	0,020	0,010	1,0 × 10⁻²
3	0,010	0,020	5,0 × 10⁻³

a) Determina els ordres de reacció respecte al NO i al O₂.

b) Escriu l'equació de velocitat completa.

c) Calcula el valor de la constant de velocitat (k) a 500 K, amb les seves unitats.