Ejercicio 2B · Química PAU Navarra Extraordinaria 2025

2B. – La reacción entre metano, $\mathrm{CH_4}$, y agua puede emplearse para la producción de monóxido de carbono e hidrógeno de acuerdo con la reacción que se indica.

$$\mathrm{CH_4\,(g) + H_2O\,(g) \rightleftarrows CO\,(g) + 3\,H_2\,(g)} \quad \Delta H = +206\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$$

Datos

Entalpías de formación: Metano, $-74{,}8\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$; Monóxido de carbono, $-110{,}5\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$; $R = 0{,}082\ \mathrm{atm\cdot L\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$.

i)

Calcule la entalpía de formación del agua en estado gaseoso [0,50 ptos.].

ii)

Se ha determinado que la variación de entropía para este proceso es $+215\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}$. Determine el rango de espontaneidad de dicha reacción [0,50 ptos.].

iii)

Si la constante de equilibrio, $K_c$, para esta reacción a $427\ ^\circ\mathrm{C}$ presenta un valor de $2{,}4\cdot 10^{-11}$, calcule el valor de $K_p$ [0,50 ptos.].

iv)

Indique cuál será el efecto en las concentraciones en el equilibrio de un aumento de la presión en el sistema [0,50 ptos.].