Selectividad Termoquímica Resueltos

Ejercicios Química PAU Comunidad de Madrid 2000-2014. Soluciones
enrique.garciasimon@educa.madrid.org. Revisado 1 octubre 2013

Energía y espontaneidad

2014-Modelo
Pregunta B4.a) Utilizando la ley de Hess ΔHºc= ΔHºf (B2O3) + 3·ΔHºf (H2O)- (ΔHºf (B2H6) + 3·ΔHºf (O2))=
ΔHºc= -1273+3·(-241)-(-57+3·0)=-1939 kJ/mol diborano
Las entalpías de reacción se expresan en kJ y no el kJ/mol salvo quequede claro a qué hace
referencia mol y la cantidad, como ocurre en entalpías de formación y combustión.
b) M(B2H6)=2·10,8+6·1=27,6 g/mol
−1939 kJ
1 mol diborano
E=
·
· 4 g diborano=−281 kJ (negativo, combustión exotérmica)
1 mol diborano 27,6 g diborano
c) Se indica “agua líquida” pero en la reacción el agua se encuentra en estado gaseoso, por lo que
para usar la ley de Hess haría faltala entalpía de la reacción de vaporización del agua H2O (l) →
H2O (g).
Nota: el dato de masa atómica de O no se utiliza.
2013-Septiembre
Pregunta B4.a) Planteamos y ajustamos las reacciones de combustión del enunciado:
CH3-CH2OH (l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (l) ; (A)
CH3-COOH (l) + 2O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H2O (l) ; (B)
Calculamos los calores de combustión molares. Tomamos signo negativosegún convenio al ser las
combustiones exotérmicas
M(CH3-CH2OH)=12·2+16+6=46 g/mol
−75 kJ
46 g etanol
kJ
Δ H c=
·
=−1380
2,5 g etanol 1 mol etanol
mol etanol
M(CH3-COOH)=12·2+2·16+4=60 g/mol
−21 kJ
60 g ácido acético
kJ
Δ H c=
·
=−840
1,5 g ácidoacético 1 mol ácidoacético
mol ácido acético
b) Llamando C a la reacción del enunciado CH3–CH2OH (l) + O2 (g) → CH3–COOH (l) + H2O (l),podemos plantear C=A-B, y utilizando la ley de Hess
ΔHºr(C)=ΔHºr(A) - ΔHºr(B)=-1380-(-840)= -540 kJ/mol
c) En las reacciones P=cte, ΔH=ΔU-PΔV, luego ΔU=ΔH+PΔV
Como el único reactivo o producto en estado gaseoso es el oxígeno, podemos plantear utilizando la
ley de los gases ideales V=nRT/P siendo n el número de moles de oxígeno, iguales por
estequiometría al de etanol. Si lo expresamos pormol, será V=RT/P.
ΔU=ΔH+RT=-540 kJ/mol + 8,31·10-3 kJ/(mol·K)·298 K = -537,5 kJ/mol
2013-Junio
Pregunta A4.a) Propano es CH3-CH2-CH3, fórmula molecular C3H8
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
b) Con los datos proporcionados planteamos ΔHc=ΣEenlacesrotos - ΣEenlacesformados
Se rompen: 2 enlaces C-C, 8 enlaces C-H y 5 enlaces O=O
Se forman: 6 enlaces C=O y 8 enlaces O-H
ΔHc=2·E(C-C) + 8·E(C-H)+5·E(O=O)– (6·E(C=O) + 8·E(O-H))
ΔHc=2·347 + 8·415+5·494 – (6·730 + 8·460)=-1576 kJ/mol
La entalpía de combustión la expresamos en kJ/mol al quedar claro que hace referencia a mol de
propano. Es negativa, ya que la combustión es exotérmica.
c) Usamos factores de conversión para calcular los moles de CO2 obtenidos:
1 mol C 3 H 8 3 mol CO 2
5990 kJ ·
·
=11,4 mol CO 2
1576 kJ
1 mol C 3 H 8Utilizando la ley de los gases ideales, utilizando la equivalencia de 1 atm = 760 mm Hg

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enrique.garciasimon@educa.madrid.org. Revisado 1 octubre 2013

Energía y espontaneidad

nRT 11,4 · 0,082·(273+25)
=
=278,6 L
P
1
2013-Modelo
Pregunta A1.d) Los productos están todos en estado gaseoso, y no todos losreactivos están en estado gaseoso ya
que uno está en estado líquido. La entropía en estado gaseoso es mayor que en estado líquido, por lo
que la entropía de los productos es mayor. El signo de la variación de entropía, productos menos
reactivos, es por lo tanto positiva, “el sistema se desordena”
Pregunta A4.a) 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2
Cualitativamente es la reacción inversa a la combustión.b) Utilizando la ecuación de los gases ideales calculamos el número de moles de O2 en 10 L en esas
condiciones de P y T. n=PV/RT=(700/760)·10/(0,082·(273+22))=0,38 mol
Según la estequiometría de la reacción, el número de moles de O2 obtenido es el mismo número de
moles de CO2 que reaccionan. Calculamos la masa de CO2 a partir de la masa molecular:
Masa molecular CO2=12+16·2=44 g/mol
Luego en...