PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2003 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

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1 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 003 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Junio, Ejercicio 5, Opción B Reserva 1, Ejercicio 5, Opción A Reserva, Ejercicio 3, Opción B Reserva 3, Ejercicio 6, Opción A Reserva 3, Ejercicio 3, Opción B Reserva 4, Ejercicio 4, Opción A Reserva 4, Ejercicio 6, Opción B Septiembre, Ejercicio 5, Opción B

2 El proceso de otosíntesis se puede representar por la ecuación: 0 6CO (g) + 6HO(l) C6H1O 6(s) + 6O (g) Δ H = 340'8kJ Calcule: a) La entalpía de ormación estándar de la glucosa, CH 6 1O. 6 La energía necesaria para la ormación de 500 g de glucosa mediante otosíntesis. o o Datos: Δ H [HO(l)] = 85'8 kj / mol ; Δ H [CO (g)] = 393'5 kj / mol. Masas atómicas: C = 1; H = 1; O = 16. QUÍMICA JUNIO. EJERCICIO 5. OPCIÓN B a) Para cualquier reacción: Δ H 0 ( 0 ) ( 0 R= ΔH ΔH ), luego: productos reactivos 340'8 =ΔH 6 ( 393'5) 6 ( 85'8) Δ H = 673'8 kj 180 g de glu cos a 340'8 kj x = 945' kj 500 g x

3 A eectos prácticos se puede considerar la gasolina como octano(c8h 18). Las entalpías de ormación estándar de HO(g), CO (g)y C8H 18(l) son, respectivamente: 41'8kJ / mol, 393'5kJ / mol y 50'0kJ / mol. Calcule: a) La entalpía de combustión estándar del octano líquido, expresada en kj/mol, sabiendo que se orman CO y HO gaseosos. La energía, en kilojulios, que necesita un automóvil por cada kilómetro, si su consumo es de 5 L de octano líquido por cada 100 km. Datos: Densidad del octano líquido = 0 8 kg/l. Masas atómicas: C = 1; H =1. QUÍMICA RESERVA 1. EJERCICIO 5. OPCIÓN A a) Escribimos la reacción de combustión del octano: CH O 8CO + 9HO Para cualquier reacción: Δ H 0 ( 0 ) ( 0 R= ΔH ΔH ), luego: productos reactivos Δ H c = 8 ( 393'5) + 9 ( 41'8) ( 50) = 5074' kj 114 g de oc tan o 5074' kj x = 1780'4 kj 40 g x

4 Indique, razonadamente, cómo variará la entropía en los siguientes procesos: a) Disolución de nitrato de potasio, KNO 3, en agua. Solidiicación del agua. c) Síntesis del amoniaco: N(g) + 3H (g) NH 3(g) QUÍMICA RESERVA. EJERCICIO 3. OPCIÓN B a) Se pasa de un estado muy ordenado (cristal de nitrato potásico) a otro muy desordenado como es la disolución. Aumenta por tanto el desorden y con él, la entropía. Sucede ahora lo contrario, se pasa de estado líquido a sólido ordenado, por lo que disminuye la entropía al aumentar el orden en el sistema. c) En esta reacción disminuye el desorden porque por cada cuatro moles de gas que desaparecen, sólo aparecen dos moles. Disminuirá por tanto la entropía.

5 Se obtiene cloruro de hidrógeno a partir de la reacción: H(g) + Cl (g) HCl Δ H = 184'4kJ Calcule: a) La energía desprendida para la producción de 100 kg de cloruro de hidrógeno. La entalpía del enlace H Cl, si las entalpías de enlace H H y Cl Cl respectivamente, 435 kj/mol y 43 kj/mol. Masas atómicas: Cl = 35 5; H = 1. QUÍMICA RESERVA 3. EJERCICIO 6. OPCIÓN A son, a) 36'5 g HCl 184'4 kj x = 560'7 kj g x ( ) ( ) Δ H = H H R enlaces rotos enlaces ormados 184' 4 = ΔH Δ H = 431' kj HCl HCl

6 a) Dibuje el diagrama entálpico de la reacción: 3 3 CH CH H CH CH = + sabiendo que la reacción directa es exotérmica y muy lenta, a presión atmosérica y temperatura ambiente. Cómo se modiica el diagrama entálpico de la reacción anterior por eecto de un catalizador positivo? c) Justiique si la reacción inversa sería endotérmica o exotérmica. QUÍMICA RESERVA 3. EJERCICIO 3. OPCIÓN B a) Complejo activado H E a1 E a Reactivos Productos Coordenadas de la reacción Un catalizador positivo aumenta la velocidad de reacción al rebajar la energía de activación. c) Forzosamente ha de ser exotérmica, puesto que la energía de activación de la reacción inversa es mayor que la de la reacción directa.

7 Justiique si es posible que: a) Una reacción endotérmica sea espontánea. Los calores de reacción a volumen constante y a presión constante sean iguales en algún proceso químico. QUÍMICA RESERVA 4. EJERCICIO 4. OPCIÓN A a) Para que una reacción sea espontánea ha de suceder que: Δ G =ΔH TΔ S< 0. Como la entalpía es positiva (endotérmica), la energía libre será negativa siempre que Δ S sea positivo (aumente el desorden) y además TΔ S > Δ H. De esta orma Δ G será negativo y la reacción será espontánea. Ambos calores se relacionen entre sí de la orma: Qp = Qv +Δn R T. Serán iguales cuando Δ n = 0, o sea, si no hay gases en el proceso o si, habiendo gases, no hay variación del número de moles gaseosos entre productos y reactivos.

8 A 5º C y 1 atm, la variación de entalpía es 3351 kj para la reacción: AlO 3(s) 4 Al(s) + 3O (g) Calcule: a) La entalpía de ormación estándar del AlO 3. La variación de entalpía cuando se orman 10 g de AlO 3, en las mismas condiciones de presión y temperatura. Masas atómicas: Al = 7; O = 16. QUÍMICA RESERVA 4. EJERCICIO 6. OPCIÓN B a) Para cualquier reacción: Δ H 0 ( 0 ) ( 0 R= ΔH ΔH ), luego: productos reactivos 3351 = 0 ΔH Δ H = 1675'5 kj 3 = 10 g de Al O 3351 kj 10 g x x 164'6 kj

9 Calcule: a) La variación de entalpía estándar para la descomposición de 1 mol de carbonato de calcio, CaCO 3(s), en dióxido de carbono, CO (g), y óxido de calcio, CaO(s). La energía necesaria para preparar 3 kg de óxido de calcio. 0 Datos: Δ H (kj/mol) : CO (g) = 393'5 ; CaCO 3(s) = 106' ; CaO(s) = 635'6. Masas atómicas: Ca = 40; O = 16. QUÍMICA SEPTIEMBRE. EJERCICIO 5. OPCIÓN B a) Escribimos la reacción de descomposición del carbonato de calcio: CaCO 3 CO + CaO Para cualquier reacción: Δ H 0 ( 0 ) ( 0 R= ΔH ΔH ), luego: productos reactivos Δ H R = 393'5 635'6 ( 106') = 177'1 kj 56 g de CaO 177'1 kj x = 9487'5 kj 3000 g x