Ejercicio 4B · Química PAU Murcia Extraordinaria 2025

En tres experimentos distintos, realizados a la misma temperatura pero con distintas concentraciones iniciales de los reactivos, se obtuvieron las siguientes velocidades iniciales para la reacción:

$$2\text{ NO (g)} + 2\text{ H}_2\text{ (g)} \longrightarrow \text{N}_2\text{ (g)} + 2\text{ H}_2\text{O (g)}$$

Exp. · $[\text{NO}]_{\text{inicial}}\ (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})$ · $[\text{H}_2]_{\text{inicial}}\ (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})$ · velocidad inicial de reacción, $\text{M}\cdot\text{s}^{-1}$

1 · 0,10 · 0,10 · $1{,}23\cdot 10^{-3}$

2 · 0,10 · 0,20 · $2{,}46\cdot 10^{-3}$

3 · 0,20 · 0,10 · $4{,}92\cdot 10^{-3}$

4B Una bombona de butano estándar contiene $12,5\text{ kg}$ de gas butano licuado, a alta presión. Cuando se abre la válvula de la bombona se permite la evaporación de parte del butano, que se mezcla con el oxígeno del aire y se quema, liberando energía en forma de calor.

a)

Complete y ajuste la reacción de combustión de un mol de butano: [0,50 puntos]

$$\mathrm{C_4H_{10}\,(g) + O_2\,(g) \longrightarrow}$$

b)

Calcule el volumen que ocuparía todo el butano de la bombona, a $25\,^\circ\mathrm{C}$ y $1\text{ atm}$. [0,50 puntos]

c)

Si para la combustión de un mol de butano $\Delta H^\circ_\mathrm{c} = -2877,5\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ y $\Delta S^\circ_\mathrm{c} = 310\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$:

c1)

Calcule la energía obtenida de la combustión total de una bombona de butano, expresando el resultado con dos cifras significativas. [0,50 puntos]

c2)

Calcule el valor de $\Delta G^\circ$ a $298\text{ K}$, expresando el resultado también con dos cifras significativas, y explique si la reacción será espontánea en condiciones estándar a dicha temperatura. [0,50 puntos]