Problema 2 · Química PAU Extremadura Ordinaria 2023

Tema: Termoquímica: entalpía, ley de Hess, ciclo de Born-Haber y espontaneidad · Del examen Ordinaria (2023)

Enunciado

a)

Representar el ciclo de Born-Haber del CaCl2\mathrm{CaCl_2} indicando cada una de sus etapas.

b)

Calcular la segunda energía de ionización del Ca(g)\mathrm{Ca}_{(g)}, sabiendo que la energía reticular del CaCl2 (s)\mathrm{CaCl_{2\,(s)}} es −2256,0 kJ⋅mol−1-2256{,}0\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}.

Datos (en kJ⋅mol−1\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}):

entalpía estándar de formación del CaCl2 (s)=−796,0\mathrm{CaCl_{2\,(s)}} = -796{,}0

entalpía de sublimación del Ca(s)=178,0\mathrm{Ca_{(s)}} = 178{,}0

entalpía de disociación del Cl2 (g)=244,0\mathrm{Cl_{2\,(g)}} = 244{,}0

primera energía de ionización del Ca(g)=590,0\mathrm{Ca_{(g)}} = 590{,}0

afinidad electrónica del Cl(g)=−349,0\mathrm{Cl_{(g)}} = -349{,}0

Enunciado: Problema 2 · Química PAU Extremadura Ordinaria 2023

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

a) Representar el ciclo de Born-Haber del CaCl2 indicando cada una de sus etapas.

Solución: Etapas del ciclo de Born-Haber para el CaCl2\mathrm{CaCl_2}: 1. Formación directa: Ca(s)+Cl2 (g)→CaCl2 (s)(ΔHf∘)\mathrm{Ca_{(s)} + Cl_{2\,(g)} \rightarrow CaCl_{2\,(s)}} \quad (\Delta H_f^\circ) 2. Sublimación del calcio: Ca(s)→Ca(g)(ΔHsub)\mathrm{Ca_{(s)} \rightarrow Ca_{(g)}} \quad (\Delta H_{\mathrm{sub}}) 3. Primera ionización del calcio: Ca(g)→Ca(g)++e−(EI1)\mathrm{Ca_{(g)} \rightarrow Ca^+_{(g)} + e^-} \quad (EI_1) 4. Segunda ionización del calcio: Ca(g)+→Ca(g)2++e−(EI2)\mathrm{Ca^+_{(g)} \rightarrow Ca^{2+}_{(g)} + e^-} \quad (EI_2) 5. Disociación del cloro: Cl2 (g)→2 Cl(g)(ΔHdis)\mathrm{Cl_{2\,(g)} \rightarrow 2\,Cl_{(g)}} \quad (\Delta H_{\mathrm{dis}}) 6. Afinidad electrónica del cloro: 2 Cl(g)+2 e−→2 Cl(g)−(2⋅AE)\mathrm{2\,Cl_{(g)} + 2\,e^- \rightarrow 2\,Cl^-_{(g)}} \quad (2\cdot AE) 7. Formación de la red iónica (energía reticular): Ca(g)2++2 Cl(g)−→CaCl2 (s)(Ur)\mathrm{Ca^{2+}_{(g)} + 2\,Cl^-_{(g)} \rightarrow CaCl_{2\,(s)}} \quad (U_r)

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