Ejercicio 4A · Química PAU Madrid Ordinaria 2026

Se pretende sintetizar metanol líquido, $\mathrm{CH_3OH}$, mediante la reacción del monóxido de carbono con hidrógeno molecular.

a)

[1 punto] Escriba la ecuación química ajustada detallando el estado de las especies, y calcule la energía de Gibbs estándar de la reacción a $25\ ^\circ\mathrm{C}$.

b)

[0,5 puntos] A $25\ ^\circ\mathrm{C}$, la reacción de síntesis de metanol es termodinámicamente posible, pero cinéticamente muy lenta. Justifique razonadamente cuál o cuáles de las siguientes propuestas aumentan la velocidad de reacción:

i) Uso de un catalizador adecuado.

ii) Aumento de la temperatura de operación.

iii) Aumento de las presiones parciales de los reactivos.

c)

[1 punto] En un experimento se han sintetizado $145\ \mathrm{mL}$ de metanol de densidad $0{,}786\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$. Suponiendo que el rendimiento de la reacción es del $87{,}0\ \%$, calcule el volumen de hidrógeno que ha reaccionado, medido a $25\ ^\circ\mathrm{C}$ y $0{,}980\ \mathrm{atm}$.

Datos

A $298\ \mathrm{K}$, $\Delta H_f^\circ(\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}})$: $\mathrm{CH_3OH\,(l)} = -238{,}7$; $\mathrm{CO\,(g)} = -110{,}5$.

$S^\circ(\mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}})$: $\mathrm{CH_3OH\,(l)} = 126{,}8$; $\mathrm{CO\,(g)} = 197{,}7$; $\mathrm{H_2\,(g)} = 130{,}7$.

$R = 0{,}0820\ \mathrm{atm\cdot L\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$. Masas atómicas $(\mathrm{u})$: $\mathrm{H} = 1{,}0$; $\mathrm{C} = 12{,}0$; $\mathrm{O} = 16{,}0$.