PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 2014 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
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- Ignacio San Segundo Godoy
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1 PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 14 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Junio, Ejercicio 5, Opción A Reserva 1, Ejercicio 5, Opción B Reserva, Ejercicio 4, Opción A Reserva, Ejercicio 6, Opción B Reserva 3, Ejercicio 3, Opción B Reserva 4, Ejercicio 5, Opción A Septiembre, Ejercicio 6, Opción A
2 Para la obtención del tetracloruro de carbono según: CS (l) 3Cl (g) CCl (l) S Cl (l) 4 a) Calcule el calor de reacción, a presión constante, a 5ºC y en condiciones estándar. b) Cuál es la energía intercambiada en la reacción anterior, en las mismas condiciones, cuando se forma un litro de tetracloruro de carbono cuya densidad es 1 4 g/ml. Datos: H f CS (l) 89'7 kj / mol ; H f CCl 4(l) 135'4 kj / mol ; H f S Cl (l) 59'8 kj / mol. Masas atómicas: C 1 ; Cl 35'5 QUIMICA. 14. JUNIO. EJERCICIO 5. OPCIÓN A a) Para cualquier reacción: H R H f H f, luego: productos reactivos H 135'4 59'8 (89'7) 84'9 kj R b) Calculamos el calor desprendido 1'4 g 1mol CCl 4 84'9 kj 1 ml 59 kj 1 ml 154g CCl 1mol CCl 4 4
3 Cuando se queman,35 g de benceno líquido ( C 6H 6 ) a volumen constante y a 5ºC se desprenden 98'53 kj. Sabiendo que el agua formada se encuentra en estado líquido, calcule: a) El calor de combustión del benceno a volumen constante y a esa misma temperatura. b) El calor de combustión del benceno a presión constante y a esa misma temperatura. 1 1 Datos: R 8'31 J mol K. Masas atómicas C 1 ; H 1. QUÍMICA. 14. RESERVA 1. EJERCICIO 5. OPCIÓN B Escribimos y ajustamos la reacción que tiene lugar: C 6H 6(l) 15 O (g) 6 CO (g) 3H O(l) a) Calculamos el calor a volumen constante: 98'53 kj 78 g C H 3.7'35 kj / mol Q U 6 6 v '35 g C 6H 6 b) Calculamos el calor a presión constante: 3 Q p H U n R T 3.7'35 8' '6 kj 3
4 a) Razone si las reacciones con valores positivos de S siempre son espontáneas a alta temperatura. b) La siguiente reacción (sin ajustar) es exotérmica: C H O(l) O (g) CO (g) H O(g). 3 8 Justifique si a presión constante se desprende más, igual o menos calor que a volumen constante. c) Razone si en un proceso exotérmico la entalpía de los reactivos es siempre menor que la de los productos. QUÍMICA. 14. RESERVA. EJERCICIO 4. OPCIÓN A a) Una reacción es espontánea cuando G. Teniendo en cuenta la fórmula de la variación de energía libre: G H T S podemos hacer la discusión. Será espontanea si H T S para el caso en que H. Si H, entonces siempre será espontanea. b) Ajustamos la reacción: C 3H 8O(l) 9 O (g) 3CO (g) 4 H O(g) Sabemos que: Q p H U n R T. Como en la reacción que nos dan entonces se desprende menos calor. 9 5 n 7, c) Sabemos que: H R H f H f, por lo tanto, si productos reactivos entalpía de los reactivos es siempre mayor que la de los productos. H, entonces la R
5 A 91 K, las entalpías de formación del amoniaco en los estados gaseoso y líquido son 46'5 y 67'7 kj mol 1, respectivamente. Calcule: a) La entalpía de vaporización del amoniaco. b) La energía que se desprende cuando se forman 1'5 1 moléculas de amoniaco líquido a 91 K. QUÍMICA. 14. RESERVA. EJERCICIO 6. OPCIÓN B a) Calculamos la entalpía de vaporización a partir de los datos que nos dan: 1 3 N (g) H (g) NH 3(g) 46'5 kj / mol 1 3 NH 3(l) N (g) H (g) 67'7 kj / mol NH 3(l) NH 3(g) 67'7 46'5 1' kj / mol b) Calculamos la energía que se desprende 67'7 kj 1'51 moléculas NH 3(l) 1'67 kj 3 6'31 moléculas NH 3(l)
6 Sin efectuar cálculo alguno justifique, para cada uno de los siguientes procesos, si será siempre espontáneo, si no lo será nunca o si lo será dependiendo de la temperatura: a) H (g) CO(g) HCHO(g) H b) Fe O 3(s) 3C(s) 4Fe(s) 3CO (g) H c) 4NH (g) 5O (g) 4NO(g) 6H O(g) H 3 QUÍMICA. 14. RESERVA 3. EJERCICIO 3. OPCIÓN B Para que una reacción sea espontánea, la variación de energía libre de Gibbs ha de ser negativa G. a) La variación entropía será negativa porque en el transcurso de la reacción aumenta el orden, ya que por cada dos moles de sustancias gaseosas que desaparecen, sólo aparece 1 mol. Disminuye el desorden y, por lo tanto, S. Como H, entonces: G y la reacción no es espontánea. b) La variación entropía será positiva ( S ) porque en el transcurso de la reacción aumenta el desorden, pues aparecen 3 moles de gas. Como H, entonces: G si la temperatura es alta, ya que entonces H TS y, por lo tanto, la reacción será espontánea sólo a temperaturas altas. c) La variación entropía será positiva ( S ) porque en el transcurso de la reacción aumenta el desorden, pues desaparecen 9 moles de gas y aparecen 1 moles. Como H, entonces: G y la reacción será siempre espontánea.
7 A partir de los siguientes valores de energías de enlace en kj/mol: C O(77) ; O O(498) ; H O(464) ; C H(414), calcule: a) La variación de entalpía para la reacción: CH 4(g) O (g) CO (g) H O(g). b) Qué energía se desprende al quemar CH 4(g) con 1,5 L de O medidos a 1 atm y 15ºC? 1 1 Dato: R '8 atm Lmol K. QUÍMICA. 14. RESERVA 4. EJERCICIO 5. OPCIÓN A a) H H H kj R enlaces rotos enlaces formados b) Calculamos los moles de oxígeno P V 11'5 n '3 moles de O R T '8398 Calculamos la energía que se desprende: 618 kj '3 moles O 98'88 kj moles O.
8 Determine: a) La entalpía de la reacción en la que se forma 1 mol de N O 5(g) a partir de los elementos que lo integran. Utilice los siguientes datos: N (g) 3O (g) H (g) HNO (aq) H 414,7 kj 3 N O 5(g) H O(l) HNO 3(aq) H 14, kj H (g) O (g) H O(l) H 571,7 kj b) La energía necesaria para la formación de 5 L de N O 5(g) a 5ºC y 1 atm de presión a partir de los elementos que lo integran. Dato: R,8 atm Lmol K QUÍMICA. 14. SEPTIEMBRE. EJERCICIO 6. OPCIÓN A 1 1 a) A partir de los datos que nos dan escribimos la reacción de formación del N O 5(g) N (g) 3O (g) H (g) HNO 3(aq) H 414,7 kj H O(l) H 1 571, 7 (g) O (g) H kj HNO (aq) N O (g) H O(l) H 14, kj '7 N (g) O (g) N O 5(g) H 414'7 14' 11'35 kj / mol b) Calculamos el número de moles Calculamos la energía P V 15 P V n R T n '46 moles R T '898 11'35 kj '46 moles 3' kj 1 mol
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