Ejercicio A3 · Química PAU País Vasco Extraordinaria 2021

Tema: Termoquímica y espontaneidad: entalpía, entropía y energía libre · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

Dadas las siguientes reacciones y sus valores de ΔH∘\Delta H^\circ (en kJ) y ΔS∘\Delta S^\circ (en J⋅K−1\text{J}\cdot\text{K}^{-1}):

Reacción · ΔH∘\Delta H^\circ (kJ) · ΔS∘\Delta S^\circ (J⋅K−1\text{J}\cdot\text{K}^{-1})

A) 2 O3(g)⟶3 O2(g)2\ \text{O}_3(g) \longrightarrow 3\ \text{O}_2(g) · −285,3-285{,}3 · +137,2+137{,}2

B) 2 H2S(g)+SO2(g)⟶3 S(s)+2 H2O(l)2\ \text{H}_2\text{S}(g) + \text{SO}_2(g) \longrightarrow 3\ \text{S}(s) + 2\ \text{H}_2\text{O}(l) · −233,5-233{,}5 · −424,2-424{,}2

C) 2 HCl(g)⟶H2(g)+Cl2(g)2\ \text{HCl}(g) \longrightarrow \text{H}_2(g) + \text{Cl}_2(g) · +184,5+184{,}5 · −373,6-373{,}6

a)

Justificar cuál de las reacciones no será espontánea a ninguna temperatura. [0,75]

b)

Justificar cuál de las reacciones será espontánea a cualquier temperatura. [0,75]

c)

Indicar cuál de las reacciones pasará de ser no espontánea a espontánea con la temperatura. ¿A qué temperatura (en °C) ocurrirá dicho cambio? [1,00]

°C

Enunciado: Ejercicio A3 · Química PAU País Vasco Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Justificar cuál de las reacciones no será espontánea a ninguna temperatura.

Solución: C

a) Justificación teórica de por qué la reacción C no es espontánea a ninguna temperatura.

Solución: ΔG = ΔH - T·ΔS > 0 para cualquier temperatura porque ΔH > 0 y ΔS < 0, con lo que -T·ΔS > 0 siempre.

b) Justificar cuál de las reacciones será espontánea a cualquier temperatura.

Solución: A

b) Justificación teórica de por qué la reacción A es espontánea a cualquier temperatura.

Solución: ΔG = ΔH - T·ΔS < 0 para cualquier temperatura porque ΔH < 0 y ΔS > 0, resultando en -T·ΔS < 0 siempre.

c) Indicar cuál de las reacciones pasará de ser no espontánea a espontánea con la temperatura.

Solución: B

c) ¿A qué temperatura (en °C) ocurrirá dicho cambio?

Solución: 277 / 277 °C

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