Ejercicio 1A · Química PAU Asturias Extraordinaria 2021

Tema: Enlace químico: Lewis, geometría, fuerzas intermoleculares y propiedades · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

A partir de los siguientes datos: Entalpía estándar de formación del LiCl(s)\text{LiCl(s)} [ΔHf  LiCl(s)\Delta\text{H}_\text{f}\;\text{LiCl(s)}] = −408,3 kJ mol−1-408{,}3\text{ kJ mol}^{-1}; Entalpía de sublimación del Li(s)\text{Li(s)} [ΔHs  Li(s)\Delta\text{H}_\text{s}\;\text{Li(s)}] = 159,3 kJ mol−1159{,}3\text{ kJ mol}^{-1}; Entalpía de disociación del Cl2(g)\text{Cl}_2\text{(g)} [ΔHD  Cl2(g)\Delta\text{H}_\text{D}\;\text{Cl}_2\text{(g)}] = 244 kJ mol−1244\text{ kJ mol}^{-1}; Primera energía de ionización del Li(g)\text{Li(g)} [ΔHionizacioˊn  Li(g)\Delta\text{H}_{\text{ionización}}\;\text{Li(g)}]1_1 = 520,2 kJ mol−1520{,}2\text{ kJ mol}^{-1}; Afinidad electrónica del Cl(g)\text{Cl(g)} [ΔHafinidad  Cl(g)\Delta\text{H}_{\text{afinidad}}\;\text{Cl(g)}] = −349 kJ mol−1-349\text{ kJ mol}^{-1}

1A. (2,0 puntos)

A partir de los siguientes datos: Entalpía estándar de formación del LiCl(s) [ΔHf LiCl(s)\Delta H_\mathrm{f}\ \mathrm{LiCl(s)}] = -408,3 kJ mol−1^{-1}; Entalpía de sublimación del Li(s) [ΔHsLi(s)\Delta H_\mathrm{s}\mathrm{Li(s)}] = 159,3 kJ mol−1^{-1}; Entalpía de disociación del Cl2_2(g) [ΔHDCl2(g)\Delta H_\mathrm{D}\mathrm{Cl}_2\mathrm{(g)}] = 244 kJ mol−1^{-1}; Primera energía de ionización del Li(g) [ΔHionizacioˊnLi(g)1\Delta H_{\mathrm{ionizaci\acute{o}n}}\mathrm{Li(g)}_1] = 520,2 kJ mol−1^{-1}; Afinidad electrónica del Cl(g) [ΔHafinidadCl(g)\Delta H_{\mathrm{afinidad}}\mathrm{Cl(g)}] = -349 kJ mol−1^{-1}

i.

Dibuje el ciclo de Born-Haber para la formación del LiCl(s), a partir de litio metálico y cloro gas. (1,5 puntos)

ii.

Calcule la energía de red (ΔHred\Delta H_\mathrm{red}) del LiCl(s). (0,5 puntos)

Enunciado: Ejercicio 1A · Química PAU Asturias Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

ii. Calcule la energía de red (ΔHred) del LiCl(s).

Solución: -860,8 kJ/mol

i. Dibuje el ciclo de Born-Haber para la formación del LiCl(s), a partir de litio metálico y cloro gas.

Solución: Esquema del ciclo de Born-Haber para LiCl(s): - Nivel inicial: Li(s)+12Cl2(g)\mathrm{Li(s)} + \frac{1}{2}\mathrm{Cl}_2\mathrm{(g)} - Sublimación de Li: Li(g)+12Cl2(g)\mathrm{Li(g)} + \frac{1}{2}\mathrm{Cl}_2\mathrm{(g)} (ΔHs=159,3 kJ/mol\Delta H_\mathrm{s} = 159{,}3\text{ kJ/mol}) - Disociación de 12Cl2\frac{1}{2}\mathrm{Cl}_2: Li(g)+Cl(g)\mathrm{Li(g)} + \mathrm{Cl(g)} (12ΔHD=122 kJ/mol\frac{1}{2}\Delta H_\mathrm{D} = 122\text{ kJ/mol}) - Ionización de Li: Li+(g)+Cl(g)\mathrm{Li^+(g)} + \mathrm{Cl(g)} (ΔHion=520,2 kJ/mol\Delta H_\mathrm{ion} = 520{,}2\text{ kJ/mol}) - Afinidad electrónica de Cl: Li+(g)+Cl−(g)\mathrm{Li^+(g)} + \mathrm{Cl^-(g)} (ΔHafin=−349 kJ/mol\Delta H_\mathrm{afin} = -349\text{ kJ/mol}) - Formación de la red: LiCl(s)\mathrm{LiCl(s)} a partir de los iones gas (ΔHred=−860,8 kJ/mol\Delta H_\mathrm{red} = -860{,}8\text{ kJ/mol}) - Formación directa: Li(s)+12Cl2(g)→LiCl(s)\mathrm{Li(s)} + \frac{1}{2}\mathrm{Cl}_2\mathrm{(g)} \rightarrow \mathrm{LiCl(s)} (ΔHf=−408,3 kJ/mol\Delta H_\mathrm{f} = -408{,}3\text{ kJ/mol})

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