Simulacre d'Examen FQ #3 — Oposicions Secundària Catalunya 2026

El 2-bromobutà és un compost important en síntesi orgànica. Considereu la reacció del (R)-2-bromobutà amb ió hidròxid (OH⁻) en diferents condicions. a) Escriviu el mecanisme complet de la reacció SN2 del (R)-2-bromobutà amb NaOH en dissolvent apròtic (DMSO). Indiqueu la configuració del producte i expliqueu per què es produeix inversió de Walden. (0,75 punts) b) Si la mateixa reacció es du a terme en dissolvent pròtic (etanol/aigua) amb baixa concentració de nucleòfil, quin mecanisme predominarà? Escriviu-lo i indiqueu els productes possibles amb les seves configuracions. (0,75 punts) c) El (R)-2-bromobutà pot experimentar eliminació E2 amb t-butòxid potàssic. Determineu tots els productes possibles, indiqueu quin serà majoritari (regla de Saytzeff) i expliqueu per què E2 és estereoespecífica. (0,5 punts) d) Compareu les velocitats relatives de reacció SN1, SN2, E1 i E2 per als substrats: 1-bromobutà, 2-bromobutà i 2-bromo-2-metilpropà. Justifiqueu. (0,5 punts)

Una màquina tèrmica ideal (cicle de Carnot) opera entre un focus calent a T₁ = 600 K i un focus fred a T₂ = 300 K. La màquina absorbeix Q₁ = 2000 J de calor del focus calent en cada cicle. a) Calculeu el rendiment teòric màxim de la màquina i el treball net produït per cicle. Compareu amb una màquina real que tingués rendiment del 35%. (0,75 punts) b) Determineu la calor cedida al focus fred (Q₂) i la variació d'entropia de l'univers per cicle (considerant la màquina ideal). (0,5 punts) c) Si volem duplicar el rendiment de la màquina de Carnot sense canviar T₂, a quina temperatura hauria d'estar el focus calent? És això termodinàmicament consistent amb el tercer principi? (0,75 punts) d) La mateixa màquina opera ara com a bomba de calor. Calculeu el COP (coeficient d'operació) per a calefacció i per a refrigeració. Interpreteu físicament aquests valors. (0,5 punts)

Una espira rectangular de dimensions a = 0,20 m i b = 0,30 m, amb N = 100 voltes de fil conductor, gira amb velocitat angular constant ω = 100π rad/s dins d'un camp magnètic uniforme B = 0,50 T perpendicular a l'eix de rotació. a) Deduïu l'expressió de la força electromotriu (fem) induïda en funció del temps. Determineu el valor màxim de la fem i la freqüència del corrent altern generat. (0,75 punts) b) Si l'espira es connecta a una resistència de càrrega R = 50 Ω (considerant la resistència de l'espira menyspreable), calculeu la intensitat eficaç del corrent i la potència mitjana dissipada. (0,5 punts) c) Expliqueu la llei de Lenz aplicada a aquest generador: per què el corrent induït s'oposa al canvi de flux? Relacioneu-ho amb el principi de conservació de l'energia. (0,5 punts) d) Si en lloc de girar l'espira, aquesta es manté fixa i el camp magnètic varia segons B(t) = B₀·cos(ωt), calculeu la fem induïda i compareu amb el cas anterior. (0,75 punts)

Es prepara una dissolució tampó barrejant 100 mL d'àcid acètic (CH₃COOH) 0,20 M amb 100 mL d'acetat de sodi (CH₃COONa) 0,15 M. Dades: Ka (àcid acètic) = 1,8 × 10⁻⁵; pKa = 4,74 a) Calculeu el pH de la dissolució tampó resultant. Justifiqueu per què aquesta dissolució resisteix canvis de pH. (0,75 punts) b) Si afegim 10 mL de NaOH 0,50 M a la dissolució tampó, quin serà el nou pH? Compareu amb el pH que s'obtindria afegint el mateix NaOH a 200 mL d'aigua pura. (0,75 punts) c) Volem valorar 25,0 mL d'una dissolució d'àcid acètic de concentració desconeguda amb NaOH 0,10 M. Si el punt d'equivalència s'assoleix als 20,0 mL de NaOH afegits, calculeu la concentració de l'àcid acètic i el pH en el punt d'equivalència. (0,5 punts) d) Quin indicador seria adequat per aquesta valoració: vermell de metil (interval 4,4-6,2) o fenolftaleïna (interval 8,2-10,0)? Justifiqueu-ho. (0,5 punts)