Problema 6 · Química Selectividad Cataluña Setembre Serie 1 2021

6. L'etí ($\text{C}_2\text{H}_2$), anomenat habitualment acetilè, és l'alquí més senzill que existeix i n'és ben coneguda la utilització en equips de soldadura. En aquest procés, es poden unir les vores de dues peces metàl·liques a la temperatura de fusió (aproximadament, $3\;200\;{^\circ}\text{C}$) mitjançant la calor que genera la flama formada per la combustió de l'acetilè amb oxigen.

Dades:

Entalpia estàndard de combustió de l'acetilè a $298\;\text{K}$ (per mol de substància que es crema): $\Delta H_c^\circ = -226{,}0\;\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Constant dels gasos ideals: $R = 0{,}082\;\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8{,}31\;\text{J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$.

Entalpies estàndard de formació a $298\;\text{K}$:

$\Delta H_f^\circ (\text{CO}_2, \text{g}) = -393{,}8\;\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_f^\circ (\text{H}_2\text{O}, \text{l}) = -285{,}8\;\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$.

a)

Escriviu i igualeu la reacció de combustió de l'acetilè gasós. Quina quantitat de calor es desprendrà en cremar, a pressió constant, $100\;\text{L}$ d'acetilè amb $500\;\text{L}$ d'oxigen, ambdós gasos mesurats a $1{,}0\;\text{atm}$ i $298\;\text{K}$?

[1,25 punts]

NOTA: Suposeu que en la reacció de combustió es forma aigua en estat líquid i diòxid de carboni en estat gasós.

b)

Calculeu l'entalpia estàndard de formació de l'acetilè gasós a $298\;\text{K}$. Raoneu si es desprèn més calor en la formació d'un mol d'acetilè a pressió constant o a volum constant.

[1,25 punts]