Problema 9 · Química PAU Aragón Extraordinaria 2022

Tema: Termoquímica y espontaneidad: entalpía, entropía y energía libre · Del examen Extraordinaria (2022)

Enunciado

9. (2 puntos) La combustión de metanol líquido (CH3OH\text{CH}_3\text{OH}) produce dióxido de carbono gaseoso y agua líquida, y la entalpía molar estándar de la reacción es de −726 kJ/mol-726\text{ kJ/mol}.

Datos: ΔHf∘ (kJ⋅mol−1): CO2 (g)=−393,5\Delta H_f^\circ\text{ (kJ}\cdot\text{mol}^{-1}\text{): } \text{CO}_2\text{ (g)} = -393{,}5; H2O (l)=−285,8\text{H}_2\text{O (l)} = -285{,}8

S∘ (J⋅mol−1⋅K−1): CH3OH (l)=126,8S^\circ\text{ (J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}\text{): } \text{CH}_3\text{OH (l)} = 126{,}8; O2 (g)=205,1\text{O}_2\text{ (g)} = 205{,}1; CO2 (g)=213,8\text{CO}_2\text{ (g)} = 213{,}8; H2O (l)=69,9\text{H}_2\text{O (l)} = 69{,}9

a)

Escriba y ajuste la ecuación de combustión del metanol. (0,5 puntos)

b)

Calcule la entalpía molar de formación del metanol. (0,5 puntos)

c)

Calcule la entropía de la reacción y justifique si la reacción será espontánea en condiciones estándar (T=298 KT = 298\text{ K}). (1 punto)

Enunciado: Problema 9 · Química PAU Aragón Extraordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Escriba y ajuste la ecuación de combustión del metanol

Solución: CH3OH (l) + 3/2 O2 (g) -> CO2 (g) + 2 H2O (l)

b) Calcule la entalpía molar de formación del metanol

Solución: −239,1-239{,}1 kJ/mol

c) Calcule la entropía de la reacción

Solución: −80,85-80{,}85 J/(mol·K) / −80,85-80{,}85 J/K

c) Justifique si la reacción será espontánea en condiciones estándar (T = 298 K)

Solución: Es espontánea (ΔGº = -701,9 kJ < 0)

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