Pregunta 4 · Química PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2024

Tema: Termoquímica y espontaneidad · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

Pregunta 4 (3 puntos) Dada la ecuación de la reacción de combustión del etanol:

C2H6O (l)+O2 (g)→CO2 (g)+H2O (l)\mathrm{C_2H_6O\,(l) + O_2\,(g) \rightarrow CO_2\,(g) + H_2O\,(l)}

a)

(1 punto) Ajuste la ecuación y calcule la entalpía de combustión del etanol.

b)

(1 punto) Calcule la variación de entropía de esta reacción.

c)

(1 punto) Determine si este proceso será espontáneo a 25 °C.

Datos:

ΔHf0  C2H6O (l)=−277,7  kJ⋅mol−1\Delta H_f^0\;\mathrm{C_2H_6O\,(l)} = -277{,}7\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}};

ΔHf0  CO2 (g)=−393,5  kJ⋅mol−1\Delta H_f^0\;\mathrm{CO_2\,(g)} = -393{,}5\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}};

ΔHf0  H2O (l)=−285,8  kJ⋅mol−1\Delta H_f^0\;\mathrm{H_2O\,(l)} = -285{,}8\;\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}

S0  C2H6O (l)=160,7  J⋅mol−1⋅K−1S^0\;\mathrm{C_2H_6O\,(l)} = 160{,}7\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}};

S0  O2 (g)=204,8  J⋅mol−1⋅K−1S^0\;\mathrm{O_2\,(g)} = 204{,}8\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}

S0  CO2 (g)=213,6  J⋅mol−1⋅K−1S^0\;\mathrm{CO_2\,(g)} = 213{,}6\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}};

S0  H2O (l)=69,9  J⋅mol−1⋅K−1S^0\;\mathrm{H_2O\,(l)} = 69{,}9\;\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}

Enunciado: Pregunta 4 · Química PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Ajuste la ecuación

Solución: C2H6O (l)+3 O2 (g)→2 CO2 (g)+3 H2O (l)\mathrm{C_2H_6O\,(l) + 3\,O_2\,(g) \rightarrow 2\,CO_2\,(g) + 3\,H_2O\,(l)}

a) Calcule la entalpía de combustión del etanol.

Solución: −1366,7-1366{,}7 kJ / −1366,7-1366{,}7 kJ/mol

b) Calcule la variación de entropía de esta reacción.

Solución: −138,2-138{,}2 J·K⁻¹ / −138,2-138{,}2 J·mol⁻¹·K⁻¹

c) Determine si este proceso será espontáneo a 25 °C (cálculo de ΔG0\Delta G^0).

Solución: −1325,52-1325{,}52 kJ / −1325,52-1325{,}52 kJ/mol

c) Justifique si el proceso es espontáneo.

Solución: Sí, es espontáneo porque ΔG0<0\Delta G^0 < 0

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