PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2011 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS

Transcripción

1 POBLEMAS ESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 11 QUÍMICA TEMA 4: ENEGÍA DE LAS EACCIONES QUÍMICAS Junio, Ejercicio 5, Opción B eserva 1, Ejercicio 6, Opción A eserva, Ejercicio 4, Opción A eserva, Ejercicio 6, Opción B eserva 3, Ejercicio 3, Opción B eserva 4, Ejercicio 5, Opción A Septiembre, Ejercicio 5, Opción A

2 La reacción utilizada para la soldadura aluminotérmica es: Fe O (s) Al(s) Al O (s) Fe(s) 3 3 a) Calcule el calor a presión constante y el calor a volumen constante intercambiados en condiciones estándar y a la temperatura de la reacción. b) Cuántos gramos de Al O 3 se habrán obtenido cuando se desprendan 1 kj en la reacción?. Datos: H f Al O 3(s) 1675'7 kj / mol ; Masas atómicas: Al 7 ; O 16 ; QUÍMICA. 11. JUNIO. EJECICIO 5. OPCIÓN B H f Fe O 3(s) 84' kj / mol ; a) El calor a presión constante es la entalpía de la reacción, luego: H H H f productos f reactivos H 1675'7 ( 84') 851'5 kj / mol El calor a volumen constante es la energía interna, luego: U H n T. Como en esta reacción n, entonces, U H 851'5 kj / mol b) 1 mol 1 g Al O 3 1 kj 1197'88 g Al O 851'5 kj 1 mol 3

3 Dada la reacción: H S(g) SO (g) H O(l) 3S(s) a) Calcule la entalpía de esta reacción a 5 ºC, en condiciones estándar. b) En estas condiciones, determine si la reacción es espontánea. Datos: H f H S(g) '63 kj / mol ; H f SO (g) 96'8 kj / mol ; 1 1 H f H O(l) 85'8 kj / mol ; S H S(g) 5'8 J mol K ; S SO (g) 48' J mol K ; S H O(l) 69'9 J mol K ; S S(s) 31'8 J mol K 1 1 QUÍMICA. 11. ESEVA 1. EJECICIO 6. OPCIÓN A a) Para cualquier reacción: H H f H f, luego: productos reactivos H ( 85'8) ( '63) ( 96'8) 33'54 kj b) Aplicamos la fórmula: G H T S. S 69'9 331'8 5'8 48' 44'6 J /º K mol '446 kj /º K mol Luego: G H TS 33'54 kj / mol 98º K ( '446) kj /º K mol 17 kj / mol Por lo tanto, la reacción es espontánea, ya que G

4 Dada la reacción H(g) H (g), conteste de forma razonada: a) Cuánto vale H de la reacción si la energía de enlace H H es 436 kj/mol? b) Qué signo tiene la variación de entropía de esta reacción? c) Cómo afecta la temperatura a la espontaneidad de la reacción? QUÍMICA. 11. ESEVA. EJECICIO 4. OPCIÓN A a) Calculamos la entalpía. H H H kj enlaces rotos enlaces formados b) La entropía es negativa ya que disminuye el desorden. c) La espontaneidad viene determinada por el valor de G. G H T S Si la temperatura es muy alta, entonces TS H, con lo cual, Gy la reacción no es espontánea. Si la temperatura es baja, entonces H T S, con lo cual, G y la reacción es espontánea.

5 Para la reacción: CH 4(g) O (g) CO (g) H O(l) a) Calcule la variación de entalpía y de la entropía de la reacción en condiciones estándar a 5 ºC. b) Indique razonadamente si el proceso es espontáneo a 1 ºC. Datos: H f CH 4(g) 74'8 kj / mol, H f H O(l) 85'5 kj / mol. H f CO (g) 393'5 kj / mol, S CH 4(g) 186'3 J mol K, S O (g) 5'1 J mol K, 1 1 S CO (g) 13'7 J mol K, S H O(l) 69'9 J mol K QUÍMICA. 11. ESEVA. EJECICIO 6. OPCIÓN B 1 1 a) Calculamos la entalpía. H H H 393'5 ( 85'5) ( 74'8) 889'7 kj productos reactivos Calculamos la entropía. S 13'7 (69'9) (186'3 5'1) 43 J K '43 kj K 1 1 b) Para ver si la reacción es espontánea tenemos que calcular el valor de G. G H TS 889'7 373 ( '43) 799'61 Es espontánea.

6 Dada la reacción: H (g) O (g) H O(g) H 483'6 kj azone sobre la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: a) Al formarse 18 g de agua en condiciones estándar se desprenden kj. b) Dado que H, la formación de agua es un proceso espontáneo. c) La reacción de formación de agua es un proceso exotérmico. Masas atómicas: H = 1; O = 16. QUÍMICA. 11. ESEVA 3. EJECICIO 3. OPCIÓN B a) Falso. Se despenderán 483'6 41'8 kj b) Falso. La espontaneidad de una reacción tiene que ver con el valor de G y no con el valor de H. c) Verdadera. Ya que se desprenden 483'6 kj

7 En Andalucía se encalan las casas con cal, que se obtiene por el apagado de la cal viva con agua, según la reacción: CaO(s) H O(l) Ca(OH) (s) a) Calcule la entalpía de reacción en condiciones estándar, a 5ºC. b) Cuánto calor se desprende a presión constante al apagar 5 kg de cal viva del 9 % de riqueza en óxido de calcio? H CaO(s) 635'1 kj / mol, Datos: f H f H O(l) 85'8 kj / mol, H f Ca(OH) (s) 986' kj / mol. Masas atómicas: Ca = 4; O = 16. QUÍMICA. 11. ESEVA 4. EJECICIO 5. OPCIÓN A a) Para cualquier reacción: H H f H f, luego: productos reactivos H 986' ( 635'1 85'8) 65'1 kj b) 9 1 mol 65'1 kj 5. g 61.56'5 kj 1 56 g 1mol

8 La reacción de hidrogenación del buta-1,3-dieno para dar butano es: C H (g) H (g) C H (g) Calcule la entalpía de la reacción a 5ºC y en condiciones estándar: a) A partir de la entalpía de formación del agua y de las entalpías de combustión del buta-1,3- dieno y del butano. b) A partir de las entalpías de enlace. Datos: H C C 4H 6(g) 54' kj / mol ; H C C 4H 1(g) 877'6 kj / mol ; H f H O(l) 85'6 kj / mol ; Entalpías de enlace en kj/mol: (C C) 348' ; (C C) 61'9; (C H) 415'3; (H H) 436'4 QUÍMICA. 11. SEPTIEMBE. EJECICIO 5. OPCIÓN A a) Aplicamos la ley de Hess. 11 C 4H 6 O 4 CO 3 H O 54' kj 13 4 CO 5 H O C 4H 1 O 877'6 kj H O H O 85'6 kj C4H 6(g) H (g) C4H 1(g) H 54' 877'6 85'6 33'8 kj / mol b) Si la calculamos a partir de las energías de enlace, tenemos: H Energía enlaces rotos Energía enlaces formados H 6 415'3 348' 61'9 436'4 (3 348' 1 415'3) 59kJ / mol