PROBLEMAS RESUELTOS SELECTIVIDAD ANDALUCÍA 6 QUÍMICA TEMA 4: ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS Junio, Ejercicio 3, Opción B Reserva 1, Ejercicio 5, Opción A Reserva, Ejercicio 4, Opción A Reserva, Ejercicio 6, Opción B Reserva 3, Ejercicio 5, Opción A Reserva 4, Ejercicio 5, Opción B Septiembre, Ejercicio 6, Opción A
Justifique la veracidad o falsedad de las afirmaciones siguientes: a) Toda reacción exotérmica es espontánea. b) En toda reacción química espontánea, la variación de entropía es positiva. c) En el cambio de estado HO(l) HO(g) se produce un aumento de entropía. QUÍMICA. 6. JUNIO. EJERCICIO 3. OPCIÓN B a) Falsa. Para que una reacción química sea espontánea se tiene que cumplir que: Δ G<, y como Δ G =ΔH TΔ S, para una reacción en donde Δ S< y T sea alta, no sería espontánea a pesar de que fuese exotérmica. b) Falsa. Si T fuese baja, puede ocurrir que Δ H> TΔ S, con lo cual no sería espontánea. c) Cierta. Ya que al pasar del estado liquido al gaseoso aumenta el desorden, con lo cual aumenta la entropía.
a) Calcule la variación de entalpía estándar, a 5ºC, de la reacción: 3 ZnS(s) + O (g) ZnO(s) + SO (g) b) Qué calor se absorbe o desprende, a presión constante, cuando reaccionan 15 g de ZnS con oxígeno gaseoso? Datos: Δ H f [ ZnS(s) ] = 3kJ / mol, Δ H f [ ZnO(s) ] = 348kJ / mol, Δ H f SO (g) = 96kJ / mol. Masas atómicas: S = 3; Zn = 65 4. QUÍMICA. 6. RESERVA 1. EJERCICIO 5. OPCIÓN A a) Para cualquier reacción: Δ H ( ) ( R= ΔH f ΔH f ), luego: b) Luego se desprenden 679 16 kj productos reactivos Δ H R = 348 96 + 3 = 441 kj / mol 97'4 g de ZnS 441 kj x = 679'16 kj 15 g x
Para una reacción determinada Δ H = 1 kj y Δ S = 3 J K 1. Suponiendo que H y S no varían con la temperatura razone: a) Si la reacción será espontánea a temperatura inferior a 5 ºC. b) La temperatura a la que el sistema estará en equilibrio. QUÍMICA. 6. RESERVA. EJERCICIO 4. OPCIÓN A a) Una reacción es espontánea cuando Δ G< y como: Δ G =ΔH TΔ S = 1 3 98 = 16 J > No espontánea. b) Una reacción está en equilibrio cuando Δ G =, luego: Δ G =ΔH TΔ S = 1 3 T = T = 333'33º K
Calcule la variación de entalpía estándar de hidrogenación, a 5ºC, del acetileno para formar etano según la reacción: CH(g) + H (g) CH 6(g) a) A partir de las energías medias de enlace. b) A partir de las entalpías estándar de formación, a 5 ºC. Datos: Energías medias de enlace en kj/mol: (C H) = 415; (H H) = 436; (C C) = 35; (C C) = 85. Δ H f CH 6(g) = 85kJ/mol, Δ H f CH (g) = 7kJ / mol. QUÍMICA. 6. RESERVA. EJERCICIO 6. OPCIÓN B a) ( ) ( ) Δ H = H H = 85 + 415 + 436 35 6 415 = 313 kj R enlaces rotos enlaces formados a) Para cualquier reacción: Δ H ( ) ( R= ΔH f ΔH f ), luego: productos reactivos Δ H = 85 (7) = 31 kj R
Dadas las ecuaciones termoquímicas siguientes: C(s) + O (g) CO (g) Δ H = 393'5 kj 1 H (g) + O (g) H O(l) Δ H = 85'8 kj CH 3COOH(l) + O (g) CO (g) + H O(l) Δ H = 87'3 kj Calcule: a) La entalpía estándar de formación del ácido acético. b) La cantidad de calor, a presión constante, desprendido en la combustión de 1 kg de este ácido. Masas atómicas: C = 1; O =16; H = 1. QUÍMICA. 6. RESERVA 3. EJERCICIO 5. OPCIÓN A a) CO (g) + H O(l) CH 3COOH(l) + O (g) Δ H = 87'3 kj + Δ = H (g) O (g) H O(l) H 85'8 kj + Δ = C(s) O (g) CO (g) H 393'5 kj + + Δ = C(s) O (g) H (g) CH 3COOH(l) H 488'3 kj / mol b) 6 g de CH 3COOH 87'3 kj x = 145'5 kj 1 g x
Las entalpías estándar de formación a 5ºC del CaO(s), CaC (s) y CO(g) son, respectivamente, 636, 61 y 111 kj/mol. A partir de estos datos y de la siguiente ecuación: CaO(s) + 3C(s) CaC (s) + CO(g) calcule: a) La cantidad de calor, a presión constante, necesaria para obtener una tonelada decac. b) La cantidad de calor, a presión constante, necesaria para obtener toneladas de CaC si el rendimiento del proceso es del 8 %. Masas atómicas: C = 1; Ca = 4. QUÍMICA. 6. RESERVA 4. EJERCICIO 5. OPCIÓN B a) Para cualquier reacción: Δ H ( ) ( R= ΔH f ΔH f ), luego: productos reactivos Δ H R = 61 111+ 636 = 464 kj / mol 64 g de CaS 464 kj x 7.5. kj 6 = 1 g x b) 1 8 x = '5 Toneladas x 1 Tm 7.5. kj x = 18.15. kj '5 Tm x
El pentaborano nueve se quema según la reacción: B5H 9(l) + 1O (g) 5BO 3(s) + 9HO(l) Calcule: a) La entalpía estándar de la reacción, a 5 ºC. b) El calor que se desprende, a presión constante, en la combustión de un gramo de BH 5 9. Datos: Δ Hf B5H 9(l) = 73'5kJ/mol; Δ Hf B O 3(s) = 163kJ / mol ; Δ Hf H O(l) = 85'8kJ / mol. Masas atómicas: H = 1 ; B = 11 QUÍMICA. 6. SEPTIEMBRE. EJERCICIO 6. OPCIÓN A a) Para cualquier reacción: Δ H ( ) ( R= ΔH f ΔH f ), luego: productos reactivos Δ H = 5 ( 163) + 9 ( 85'8) (73') = 933'6 kj R b) Luego se desprenden 7 58 kj 5 9 = 64 g de B H 933'6 kj 1g x x 7'58 kj