Problema 4 · Química PAU Valencia Ordinaria 2024

Problema 4. En determinados dispositivos pirotécnicos se utiliza una mezcla de aluminio en polvo, $\mathrm{Al(s)}$, y perclorato de amonio, $\mathrm{NH_4ClO_4(s)}$. La mezcla reacciona de acuerdo con la siguiente ecuación química:

$$3\ \mathrm{Al(s)} + 3\ \mathrm{NH_4ClO_4(s)} \rightarrow \mathrm{Al_2O_3(s)} + \mathrm{AlCl_3(s)} + 6\ \mathrm{H_2O(g)} + 3\ \mathrm{NO(g)}$$

Datos:

Entalpías de formación estándar, $\Delta H_f^\circ\ (\mathrm{kJ\cdot mol^{-1}})$: $\mathrm{Al_2O_3(s)} = -1668{,}8$; $\mathrm{NH_4ClO_4(s)} = -294{,}1$; $\mathrm{AlCl_3(s)} = -704{,}2$; $\mathrm{NO(g)} = +90{,}3$; $\mathrm{H_2O(g)} = -241{,}8$.

Masas atómicas relativas: $\mathrm{H} = 1{,}0$; $\mathrm{N} = 14{,}0$; $\mathrm{O} = 16{,}0$; $\mathrm{Al} = 27{,}0$; $\mathrm{Cl} = 35{,}5$.

a)

Calcule la variación de entalpía estándar del proceso, expresada en $\mathrm{kJ}$ por mol de aluminio. [1 punto]

b)

¿Cuántos gramos de $\mathrm{Al}$ y $\mathrm{NH_4ClO_4}$ se necesitan para que su reacción libere $2000\ \mathrm{kJ}$ de energía? Calcule el porcentaje en masa de cada compuesto en la mezcla. [1 punto]

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