Pregunta 5A · Química PAU Baleares Extraordinaria 2025

El diòxid de sofre ($\text{SO}_2$) s'origina principalment durant la combustió de combustibles fòssils que contenen sofre, tot i que també es pot produir a partir de la descomposició del triòxid de sofre ($\text{SO}_3$) segons la següent reacció química ajustada:

$$\text{SO}_3\,\text{(g)} \rightleftharpoons \text{SO}_2\,\text{(g)} + \tfrac{1}{2}\,\text{O}_2\,\text{(g)}$$ Dades: Entalpies estàndard de formació a $298\text{ K}$:

$\Delta H_\text{f}^\circ (\text{SO}_3\text{, g}) = -395{,}2\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_\text{f}^\circ (\text{SO}_2\text{, g}) = -296{,}1\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

5A. (2 punts) El metanol ($\mathrm{CH_3OH}$), a més de ser emprat per a la síntesi d'altres composts químics, s'utilitza principalment per elaborar combustibles, dissolvents i anticongelants. El metanol es pot obtenir industrialment a partir de $\mathrm{CO}$ i $\mathrm{H_2}$, mitjançant el procés químic següent:

$$\mathrm{CO\,(g) + 2H_2\,(g) \rightarrow CH_3OH\,(g)}$$

Considerant les reaccions químiques següents:

i) $\mathrm{CO\,(g) + 1/2\, O_2\,(g) \rightarrow CO_2\,(g)}$ \quad $\Delta H_\text{I}^\circ = -283{,}0\text{ kJ mol}^{-1}$

ii) $\mathrm{CH_3OH\,(g) + 3/2\, O_2\,(g) \rightarrow CO_2\,(g) + 2\, H_2O\,(g)}$ \quad $\Delta H_\text{II}^\circ = -764{,}4\text{ kJ mol}^{-1}$

iii) $\mathrm{H_2\,(g) + 1/2\, O_2\,(g) \rightarrow H_2O\,(g)}$ \quad $\Delta H_\text{III}^\circ = -285{,}8\text{ kJ mol}^{-1}$

a)

Calcula l'entalpia de la reacció d'obtenció del metanol a partir de $\mathrm{CO}$ i $\mathrm{H_2}$.

b)

Quina quantitat d'energia se cedirà o s'absorbirà per obtenir 1 kg de metanol?