Exercici 4.c · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 1 2025

Tema: Termodinàmica · Del examen Juny Serie 1 (2025)

Enunciado

Exercici 4

Responeu només a DUES de les quatre qüestions plantejades (a, b, c i d).

El cloroetè (CH2=CHCl\text{CH}_2=\text{CHCl}), també anomenat clorur de vinil, figura entre els compostos químics més produïts arreu del món perquè és el monòmer a partir del qual s'obté el clorur de polivinil (PVC), un plàstic ben conegut i molt utilitzat per a fer canonades, persianes o finestres, entre d'altres aplicacions.

El clorur de vinil es pot obtenir a partir d'acetilè (CH≡CH\text{CH}\equiv\text{CH}) i clorur d'hidrogen segons la reacció de síntesi següent:

CH≡CH(g)+HCl(g)→CH2=CHCl(g)\text{CH}\equiv\text{CH(g)} + \text{HCl(g)} \rightarrow \text{CH}_2=\text{CHCl(g)}

Després, aquest compost pot reaccionar fàcilment amb el clor per a donar 1,1,2-tricloroetà, un dissolvent organoclorat:

CH2=CHCl(g)+Cl2(g)→CH2Cl−CHCl2(l)\text{CH}_2=\text{CHCl(g)} + \text{Cl}_2\text{(g)} \rightarrow \text{CH}_2\text{Cl}-\text{CHCl}_2\text{(l)}

DADES:

Substància · CH≡CH(g)\text{CH}\equiv\text{CH(g)} · HCl(g)\text{HCl(g)} · CH2=CHCl(g)\text{CH}_2=\text{CHCl(g)}

Entalpia estàndard de formació a 298 K298\text{ K} ΔHf∘ (kJ⋅mol−1)\Delta H_f^\circ\ (\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}) · −226,9-226{,}9 · −92,3-92{,}3 · −37,26-37{,}26

Substància · C−C\text{C}-\text{C} · C−H\text{C}-\text{H} · C=C\text{C}=\text{C} · Cl−Cl\text{Cl}-\text{Cl} · C−Cl\text{C}-\text{Cl}

Entalpia d'enllaç a 25 ∘C25\ ^\circ\text{C} i 1 atmosfera1\text{ atmosfera} (kJ⋅mol−1)(\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}) · 348348 · 412412 · 608608 · 242242 · 328328

Constant universal dels gasos ideals: R=0,082 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}; R=8,314 J⋅K−1⋅mol−1R = 8{,}314\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}.

Nombres atòmics: Z(H)=1Z(\text{H}) = 1; Z(C)=6Z(\text{C}) = 6; Z(Cl)=17Z(\text{Cl}) = 17.

Electronegativitat segons l'escala de Pauling: H=2,2\text{H} = 2{,}2; C=2,5\text{C} = 2{,}5; Cl=3,2\text{Cl} = 3{,}2.

c)

Calculeu l'entalpia de la reacció d'obtenció de l'1,1,2-tricloroetà a partir del clorur de vinil en condicions estàndard a 25 °C utilitzant les energies d'enllaç. Raoneu quin signe tindrà l'entropia (ΔS\Delta S) d'aquesta reacció i justifiqueu qualitativament si serà espontània a temperatures altes o baixes.

[1,25 punts]

Enunciado: Exercici 4.c · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 1 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Entalpia estàndard de la reacció (ΔH∘\Delta H^\circ):

Solución: −154-154 kJ/mol / −154-154 kJ

Signe de l'entropia (ΔS\Delta S) d'aquesta reacció:

Solución: Negatiu

Justificació del signe de l'entropia:

Solución: L'entropia és una magnitud que mesura el desordre d'un sistema. En aquesta reacció química es passa de 2 mols de gas en els reactius a 1 mol de líquid en els productes, per tant, durant el transcurs de la reacció el desordre disminueix i per això ΔS\Delta S serà negatiu.

Temperatures a les quals serà espontània la reacció (altes o baixes):

Solución: Temperatures baixes

Justifiqueu qualitativament si serà espontània a temperatures altes o baixes:

Solución: Una reacció serà espontània quan ΔG∘<0\Delta G^\circ < 0, on ΔG∘=ΔH∘−TΔS∘\Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ. En aquesta reacció ΔG∘\Delta G^\circ serà negativa quan el terme ∣TΔS∘∣|T\Delta S^\circ| sigui menor que ∣ΔH∘∣|\Delta H^\circ|, per tant, a temperatures baixes la reacció serà espontània. ΔH∘<0 i ΔS∘<0⇒ΔG∘=ΔH∘−TΔS∘=(−)−T(−)=(−)+T\Delta H^\circ < 0 \text{ i } \Delta S^\circ < 0 \Rightarrow \Delta G^\circ = \Delta H^\circ - T\Delta S^\circ = (-) - T(-) = (-) + T

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Exercici 4.b · Juny Serie 1 2025 · Exercici 3 - Termodinàmica · Juny Serie 4 2025 ›

Más ejercicios de Termodinàmica

Exámenes oficiales en PDF y soluciones: examenselectivitat.cat