Problema 5 · Química PAU Extremadura Ordinaria 2024

Tema: Termoquímica: entalpía, ley de Hess, ciclo de Born-Haber y espontaneidad · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

Sea la reacción CH3-CH2OH(l)+O2(g)→CH3-COOH(l)+H2O(l)\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{OH}_{\text{(l)}} + \text{O}_{2\text{(g)}} \rightarrow \text{CH}_3\text{-COOH}_{\text{(l)}} + \text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}}

Datos:

ΔHf∘ (kJ⋅mol−1)\Delta H^{\circ}_f\ (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}): CH3-CH2OH(l)=227,6\text{CH}_3\text{-CH}_2\text{OH}_{\text{(l)}} = 227{,}6; CH3-COOH(l)=−487,0\text{CH}_3\text{-COOH}_{\text{(l)}} = -487{,}0; H2O(l)=−285,8\text{H}_2\text{O}_{\text{(l)}} = -285{,}8

a)

Calcular la variación de entalpía de la reacción a 25 ∘C25\ ^{\circ}\text{C}, en condiciones estándar.

b)

Razonar cuál será el signo de la variación de entropía a 25 ∘C25\ ^{\circ}\text{C}, en condiciones estándar.

c)

Razonar si la reacción será espontánea a cualquier temperatura.

Enunciado: Problema 5 · Química PAU Extremadura Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Calcular la variación de entalpía de la reacción a 25ºC, en condiciones estándar.

Solución: −1000,4-1000{,}4 kJ·mol⁻¹ / −1000,4-1000{,}4 kJ

b) Signo de la variación de entropía a 25ºC, en condiciones estándar.

Solución: negativa / negativo / -

b) Razonar el signo de la variación de entropía a 25ºC, en condiciones estándar.

Solución: La variación de entropía es negativa porque en los reactivos hay un mol de gas (O2) y en los productos no hay ningún gas (todos son líquidos), por lo que disminuye el desorden del sistema (Δn_gas < 0).

c) Razonar si la reacción será espontánea a cualquier temperatura.

Solución: No será espontánea a cualquier temperatura. Como ΔH < 0 y ΔS < 0, según ΔG = ΔH - TΔS, será espontánea únicamente a temperaturas bajas, cuando |ΔH| > |T·ΔS|, es decir, T < |ΔH|/|ΔS|.

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