TERMOQUÍMICA. H = -15,5 KJ Fe 3 O 4 (s) + CO (g) 3 FeO(s) + CO 2 (g) H = -41,0 KJ FeO(s) + CO (g) Fe(s) + CO 2 (g) H = 9,0 KJ

De

sa

m

RG

TERMOQUÍMICA

1. JUNY 1994 –B.P1

Una mescla d’hidrazina (N2H4) i tetròxid de dinitrogen gasós s’ha utilitzat com a propulsora per a

coets.

La reacció que té lloc es representa per l´eqüació N2H4(l) + N2O4(g)  N2(g) + H2(g) + H2O(g)

a) Ajustar la reacció i justificar l´augment de volum experimentat.

b) Determinar la calor intercanviada al reaccionar estequiomètricament 1 Kg d´hidrazina amb el N2H4(g) necessari, en condicions estàndard.

H2O(g) N2H4(l) N2O4(g)

Hf -57,8 +12,1 +2,3 Kcal/mol

Ar(N)= 14 Ar(O)=16 Ar(H)=1

2 JUNY 1995 –A.P1.

El ferro s’obté en els alts forns fent reaccionar els minerals de ferro, fonamentalment Fe2O3, amb

monòxid de carboni :

Fe2O3(s) + 3 CO(g)  2Fe(s) + 3 CO2(g)

A) Si tenim 1000 Kg de mineral de ferro, amb una riquesa del 80% en pes de Fe2O3, Quants Kg de

ferro podríem obtenir si el rendiment del procés és del 75% ? B) Calculeu la variació d’entalpia de la reacció d’obtenció del ferro.

Dades : Masses atòmiques: C =12 O =16 Fe =55,8

Fe2O3 (s) + 1/3 CO/g)  2/3 Fe3O4(s) + 1/3 CO2(g) H = -15,5 KJ

Fe3O4 (s) + CO (g)  3 FeO(s) + CO2(g) H = -41,0 KJ

FeO(s) + CO (g)  Fe(s) + CO2(g) H = 9,0 KJ

3. JUNY 1995 -B-Q4

L’energia necessària per a realitzar una activitat física es pot obtenir de l’oxidació de la glucosa, C6H12O6, en les cèl·lules.

A) Escriu i ajusta la reacció d’oxidació de la glucosa per a donar diòxid de carboni gasós i aigua líquida.

B) Si se sap que la variació d’entalpia per a l’oxidació de la glucosa a 37ºC es de -2876 KJ/mol i es suposa que el 30% de la calor despresa en aquesta reacció pot convertir-se en treball mecànic, Quina quantitat de treball podria desenvolupar un ciclista a partir de 10 g de glucosa ?

Dades : Masses atòmiques: H=1 C=12 O =16

4. SETEMBRE 1995 -P.1.

La fermentació de la glucosa produeix etanol i diòxid de carboni : C6H12O6 2 C6H5OH + 2 CO2

A) Si en la reacció de combustió de la glucosa para dar CO2 i H2O(l) es desprenen 2814 KJ/mol,

calcular la variació d’entalpia per a la reacció de fermentació

B) Quin volum ocuparà el CO2(g) produït en la fermentació de 1Kg de glucosa, mesurat a la pressió

de 1 atmosfera i a 25 ºC ?

Dades : Masses atòmiques: H=1 C=12 O=16

Entalpies de formació etanol= -278 KJ/mol CO2= -394 KJ/mol H2O(l) = -286 KJ/mol

5. SETEMBRE 1995. B-Q2.

A) Definir “energia d’enllaç”. Explicar com es pot calcular la variació d’entalpia d’una reacció a partir de les energies d’enllaç. Donar un exemple.

sa

m

RG

6 JUNY 1996. A-P-1.

En alguns països s’utilitza l’etanol,C2H5OH, com substitut de la gasolina en els motors dels

automòbils. Suposant que la gasolina estigués formada sols per por octà, C8H18

A) Ajustar les reaccions de combustió de l’etanol i de l’octà, els productes de reacció són diòxid de carboni gasos i aigua líquida.

B) Calcular la variació d’entalpia en KJ/mol per a la combustió de l’etanol i de l’octà, suposant que les reaccions es produeixen a 25ºC.

C) Quina de les dues produeix més calor per quilogram de combustible cremat? Dades: masses atòmiques : H=1 C=12 O=16

Entalpies de formació KJ/mol etanol(l) =—278 octà (l) =—270 CO2(g)=—394 H2O(l) =—286

7. SETEMBRE 1996. A-P1.

A)Calcular l’energia de l’enllaç C=C a partir de l’entalpia d’hidrogenació de l’eté per a formar età : CH2=CH2 (g) + H2(g)  CH3-CH3(g) Hº = —137 KJ/mol

Les energies d’enllaç H-H, C-C i C-H són respectivament 436,347 i 415 KJ/mol .

B) Quines seran les condicions de pressió i temperatura més adequades per a obtenir un rendiment elevat en la reacció d’hidrogenació de l’eté? Raoneu la resposta.

8. SETEMBRE 1996 -B-P1.

Les entalpies de les reaccions de combustió de l’etanol CH3-CH2OH(l) i d‘acetaldehid CH3-CHO(l) són

respectivament —327,6 y —279,0 kcal/mol.

A) Ajustar les reaccions de combustió de l’etanol i de l’acetaldehid.

B) Calcular la variació d’entalpia de la reacció d’oxidació d’etanol a acetaldehid :

2 CH

3

-CH

2

OH (l) + O

2

(g)



2CH

3

-CHO (l) + 2 H

2

O(l)

9. JUNY 1997.A-Q1.

A)Es diu que les temperatures relativament elevades que s’observen en l’estratosfera són degudes a la calor alliberada en la reacció de descomposició de l’ozó : O3(g) + O (g) 2 O2(g). Justifiqueu,

amb càlculs, aquesta afirmació.

B) Indiqueu, almenys, un contaminant atmosfèric que desfaça l’ozó, i expliqueu la seua forma d’actuació. A més, suggeriu una forma d’evitar aquest efecte destructiu.

DADES: entalpies de formació Hfº (kJ/mol) : O3(g) = +247,3 ; O2(g) =0

10. JUNY 1998. B-P.1.

A)Escrigueu la reacció de formació de l’amoníac gasós a partir dels seus elements, explicant quins enllaços es formen i quins es trenquen en aquesta reacció.

B) Calcular la variació d’entalpia per a la reacció anterior, expressant-la en kJ/mol d’amoníac. C) Calcular la variació d’entalpia per a l’oxidació de l’amoníac:

4 NH

3

+ 5 O

2

(g)



4 NO(g) + 6 H

2

O (g)

Dades : Energies d’enllaç (kJ/mol) : (N N :941) ; (N-H :389) ; (H-H : 436) Hfº(kJ/mol) : NO(g) —90,4 H2O(g)—241,8

11.JUNY 1999. B-Q1.

Analitzar justificadament la veracitat o falsetat de les següents proposicions:

A) En algunes reaccions la calor de reacció a pressió constant és igual a la variació d’energia interna.

B) La condensació és un procés endotèrmic

De

sa

m

RG

12. JUNY 1999. A-P1.

La vaporització de 1 mol de mercuri a 350ºC i pressió constant de 1 atmosfera, absorbeix 270 J/g de Hg vaporitzat. Calcular :

A) El treball d’expansió realitzat en kJ/mol a pressió constant. B) La variació d’energia interna experimentada en kJ/mol C) La variació d’entalpia experimentada, en kJ/mol

Dades : Ar(Hg)=201, densitat del Hg líquido=13,6 g/mL

1 atmosfera= 101.300 Pascales ; R= 8,31 J/mol.K ; R = 0,082 atm.L/(mol.K)

13 . SETEMBRE 1999. A-P1.

A) les entalpies de combustió dels compostos líquids C2H6O i C2H4O, són respectivament —327,6 i

—279,0 kcal/mol. Aplicant la llei de Hess calcular la variació d’entalpia per a la reacció de oxidació :

2 C

2

H

6

O(l) + O

2

(g)



2 C

2

H

4

O(l) + 2 H

2

O(l)

14 . SETEMBRE 1999 -B-Q2

Sabent que : CaO(s) + CO2(g)



CaCO3(s) H= — 42,5 Kcal/mol. Indicar quina o quines de les

següents mescles de reactius alliberaran 42,5 kJ segons la reacció anterior. Raoneu la resposta. A) 56 g de CaO y 44 g de CO2

B) 13,4 g de CaO y 10,5 g de CO2

C) 1,34 g de CaO y 1,05 g de CO2

D) 234 g de CaO y 184 g de CO2

E) 13,4 g de CaO y 21 g de CO2

DADES: 1 caloria= 4,184 J ; Masses atòmiques: Ar(C)= 12 Ar(O)= 16 Ar(Ca) =40

15. JUNY 2000.Q.1.

Calculeu l’entalpia de formació estàndard del monòxid de nitrogen a pressió constant, i expresseu-la en kJ/mol, a partir de les equacions termoquímiques següents :

N2(g) + 2 O2(g) 2 NO2(g) H1= 67,78 kJ

2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g) H2= —112,92 kJ

16. JUNY 2000. P.1.

A) Escriviu la reacció ajustada d’hidrogenació de l’etí (acetilè) per a obtenir etè i la reacció d’hidrogenació de l’etè per a obtenir età, ambdues a 25ºC.

B) L’entalpia d’hidrogenació de l’etí a etè és de —174,5 kJ/mol, i l’entalpia d’hidrogenació de l’etè és de —137,3 kJ/mol. Calculeu l’entalpia de deshidrogenació de l’età per a obtenir etí a 25ºC. C) Calculeu l’entalpia corresponent a la reacció de deshidrogenació d´1,0 grams d’età per a obtenir

etè a 25ºC

DADES: Ar(H)= 1 Ar(C)= 12

17. SETEMBRE 2000 -P.1.

Si sabem que la calor de combustió del propà, C3H8(g) + 5 O2(g)  3 CO2(g) + 4 H2O(l), a pressió

constant i temperatura de 25ºC és —2218,8 kJ/mol, calculeu : A)La variació d’energia interna, en kJ/mol.

B) L’entalpia de formació estàndard de l’aigua líquida

sa

m

RG

18. JUNY 2001.P.2.

L’età pot ser obtingut per hidrogenació de l’etè a partir de la reacció : CH2=CH2(g) + H2(g)  CH3-CH3(g) Hº = —137 kJ/mol

a) Calculeu l’energia de l’enllaç C=C tenint en compte que les energies dels enllaços C-C, H-H i C-H són, respectivament, 346, 391 i 413 kJ/mol

b) Raoneu quines serien les condicions de pressió i temperatura més adequades per a obtenir un alt rendiment en la producció d‘età.

19. SETEMBRE 2001. B-P1.

El metanol s’obté industrialment a partir de monòxid de carboni e hidrogen d’acord amb la reacció : (1) CO(g) + 2 H2(g) CH3OH (g) H1=—283,0 kJ

(2) CH3OH(g) + 3/2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O (l) H2= —764,4 kJ

(3) H2(g) + ½ O2(g)  H2O (g) H3= —285,8 kJ

Calculeu.

a) El canvi d’entalpia per a la reacció d’obtenció de metanol a partir de CO(g) y H2(g), indicant si

la reacció absorbeix o cedeix calor.

b) Quina quantitat d’energia en forma de calor s’absorbirà o cedirà la síntesis de 1 kg de metanol ?

Dades : Masses atòmiques : H=1 ; C=12 ; O=16

20. JUNY 2002. A-P2.

L’àcid acètic (CH3COOH) s‘obté industrialment per reacció del metanol (CH3OH) amb monòxid de

carboni.

a)Raoneu si la reacció és exotèrmica o endotèrmica.

b)Calculeu la quantitat ‘energia intercanviada si fen reaccionar 50 Kg de metanol amb 30 kg de monòxid de carboni si el rendiment de la reacció és del 80%.

Dades : entalpia de formació (metanol) =—238 kJ/mol (àcid acètic)= —485 kJ/mol

(monòxid de carboni) = —110 kJ/mol Masses atòmiques : H=1 ; C= 12 ; O=16

21 SETEMBRE 2002. B-P1.

Les entalpies de combustió en condicions estàndard, Hº, de l’etè, C2H4(g), i de l’etanol, C2H5OH

(l) valen —1411 kJ/mol i —764 kJ/mol, respectivament. Calculeu : a) l‘entalpia en condicions estàndard de la reacció :

C2H4(g) + H2O (l) CH3CH2OH(l)

b)Indiqueu si la reacció és exotèrmica o endotèrmica

c)La quantitat d‘energia que és absorbida o cedida en sintetitzar 75 g d’etanol a partir de l’etè i aigua.

Dades : masses atòmiques : H=1, C=12 ; O=16

22. JUNY 2003 -P.3.

El butà (C4H10) és un compost gasós que pot experimentar una reacció de combustió.

a) Formuleu la reacció i ajusteu-la estequiomètricament.

b) Calculeu la calor (en Kcal) que pot subministrar una bombona que conté 4 kg de butà.

c) Calculeu el volum d’oxigen, en condicions normals, que es necessitarà per a la combustió de tot el butà contingut a la bombona.

DADES: Masses atòmiques: C =12 ; O=16 ; H =1 1kcal= 4,18 kJ

De

sa

m

RG

23.

SETEMBRE 2003 -Q.3

L’òxid de calci, CaO, es transforma en hidròxid de calci, Ca(OH)2, després de reaccionar amb aigua.

Calcular :

a) El canvio d’entalpia molar, en condicions estàndard, de la reacció anterior. Indicar si es tracta

d’una reacció exotèrmica o endotèrmica.

b) La quantitat d’energia en forma de calor que es absorbida o cedida en dissoldre 0,25 g d’òxid de

calci en aigua.

DADES: Masses atòmiques: H=1 ; O=16 ; Ca=40

Hºf CaO(s)=—634,3 kJ/mol HºfCa(OH)2(s) =—986,2 kJ/mol Hºf H2O(l)=—285,8 kJ/mol

24.

JUNY 2004 -P.1A

Donades les següents equacions termoquímiques:

(1) C (s) + O2

(g)



CO

2

(g)

H1=—393,5 kJ

(2) H2

(g) + 1/2 O

2

(g)



H

2

O (l)

H2= —285,8 kJ

(3) CH4

(g) + ½ O

2

(g)



CO

2

(g) + 2 H

2

O (l)

H3= —890,0 kJ

a) Calculeu la variació d’entalpia en la reacció de formació del metà (1 punt)

b) Calculeu els litres de diòxid de carboni mesurats a 25ºC i 1 atm de pressió, que es

produeixen en cremar 100 g de metà. Quina quantitat de calor s’intercanvia en aquesta reacció? (1 punt)

DADES: Masses atòmiques: H=1 ; O=16 ; C=12 ; R= 0,082 atm.L/mol.K

25.

JUNY 2004 -P.1B

Consideru la reacció de descomposició del triòxid de sofre,

SO

3

(g), en diòxid de sofre,

SO

2

(g), i

oxigen molecular:

a) Calculeu la variació d’entalpia de la reacció i indiqueu se aquesta absorbeix o cedeix calor

(0,7 punts)

b) Si la variació d’entroìa de la reacció (per mol de

SO

3

(g) descompost) val 94,8 J /K.mol,

predigueu si la reacció és espoània a 25 ºC i 1 atm de pressió (0,7 punts)

c) Calculeu la temperatura a la qual Gº= 0 (0,6 punts)

DADES: Hºf 

SO

3

(g)

=—395,18 kJ/mol Hºf

SO

2

(g)

 =—296,06 kJ/

26.

SETEMBRE 2004 -Q.1B

En la taula següent s’indiquen els signes de H i de S per a quatre processos diferents: Procés ( I ) ( II ) ( III ) ( IV )

Signe de H — + — +

Signe de S + — — +

Raoneu en cada cas si el procés serà espontani o no? (0,5 punts cada procés)

27.

JUNY 2005 –Q.1B

La variació d’entalpia de la reacció:

Ag

2

O (s)



2 Ag (s) + 1/2 O

2

(g) és

Hº= 30,60 kJ. Sabent que la variació d’entropia d’aquesta reacció ve donada per Sº= 66,04J/K, i suposant que Sº i Hº romanen constants amb la temperatura, calculeu:

a) la variació d’energia lliure de Gibbs a 25ºC, indicant si la reacció serà o no espontània (1 punt) b) la temperatura a partir de la qual la reacció és espontània (1 punt)

sa

m

RG

28.

JUNY 2005 -P.3

Donades les següents equacions termoquímiques:

(1) Na (s) + ½ Cl2

(g)



Na (g) + Cl (g)

H1= + 230 kJ

(2) Na (g) + Cl (g)



Na

+

_{(g) + C l}

—

_(g)

_H

2= + 147 kJ

(3) Na (s) + ½ Cl2

(g)



NaCl (s)

H3= —411 kJ

a) Calculeu la variació d’entalpia per a la reacció: Na+ _{(g) + C l}— _{(g)  NaCl (s) (0,8 punts)}

b) Calculeu la quantitat d’energia intercanviada en forma de calor en formar-se 100 g de NaCl (s) segons la reacció de l’apartat (a) (0,6 punts)

c) Calculeu l’entalpia de formació de NaCl i expresseu-la en kJ/mol i en J/g (0,6 punts) DADES: Masses atòmiques: Na=23 ; Cl=35,5

29.

SETEMBRE 2005 -P.2

Sota certes condicions el clorur amònic, NH4Cl (s), es dissocia completament en amoníac NH3(g), i

clorur d’hidrogen, HCl (g). Calculeu:

a) La variació d’entalpia de la reacció de descomposició del clorur amònic en condicions estàndards, i indiqueu si la reacció absorbeix o cedeix energia en forma de calor. (0,7 punts)

b) Quina quantitat d’energia en forma de calor absorbirà o cedirà la descomposició d’una mostra de 87 g de NHCl4,(s) d’una puresa del 79%? (0,7 punts)

c) Si la reacció de l’apartat anterior es porta a terme a 1000K en un forn elèctric de 25 L de volum, quina serà la pressió en el seu interior en finalitzar la reacció? (0,6 punts)

DADES: Masses atòmiques.- H: 1 , Cl: 35,5 , N: 14. R = 0,082 atm·L·K-1·mol-1 ;

Hfº[NH3(g)] = -46,3 kJ/mol; Hfº[NH4Cl (s)] = -315,4 kJ/mol; Hfº[HCl (g)] = -92,3 kJ/mol

30.

SETEMBRE 2005 –Q.1A

a) Justifiqueu mitjançant càlcul l’afirmació que l’augment en la temperatura de l’estrastosfera està relacionat amb la formació de l’ozó d’acord amb la reacció (no ajustada): O2

(g) + O (g)



O

3

(g)

(1 punt)

Hfº[O3(g)] = 142,3 kJ/mol; Hfº[ O (g)] = 247,3 kJ/mol

31.

JUNY 2006 -P.1

El trinitrotoluè (TNT) C7H5(NO2)3 és un explosiu molt potent que presenta com a avantatge enfront

de la nitroglicerina la seua major estabilitat en cas d’impacte. La descomposició explosiva del TNT es pot representar mitjançant la següent equació:

2 C

7

H

5

(NO

2

)

3

(s)



7 C (s) + 7 CO (g) + 3 N

2

(g) + 5 H

2

O (g)

a) Calculeu la calor produïda en «explotar» 2,27 quilograms de TNT. (1 punt)

b) Calculeu el volum total (en litres) ocupats pels gasos alliberats en la dita explosió a 500 ºC i 740 mm Hg. (1 punt)

DADES: Masses atòmiques.- H: 1 , C: 12 , O: 16, N: 14. R = 0,082 atm·L·K-1·mol-1 ; 1 atm = 760 mHg.

Hfº[TNT(s)] = -364,1 kJ/mol; Hfº[CO (g)] = -110,3 kJ/mol; Hfº[H2O (g)] = -241,6 kJ/mol

32.

SETEMBRE 2006 -Q.1

El procés de vaporització d’un cert compost A pot expressar-se mitjançant la reacció química: A(l) A (g) Tenint en compte que per a la reacció anterior Hº = +38,0 kJ/mol i Sº = +112.9 J/(K·mol)

a) Indiqueu si la reacció de vaporització del compost A és espontània a 25 ºC. (1 punt) b) Calculeu la temperatura a la qual el A (l) es troba en equilibri amb el A (g). (1 punt)

De

sa

m

RG

33.

SETEMBRE 2006 -P.3

La mescla constituïda per hidracina, N2H4, i tetraòxid de dinitrogen N2O4, s’utilitza en la propulsió

de coets espacials, ja que l’extraordinari volum gasós generat en la reacció genera el impuls en expel·lir els gasos des de la cambra del coet. La reacció ajustada és la següent:

3 N2H4 (l) + N2O4 (g)  4 N2 (g) + 2 H2 (g) + 4 H2O (g)

a) Calculeu la variació d’entalpia estàndard Hºreacció per a la reacció anterior, i indiqueu si la reacció absorbeix o cedeix energia en forma de calor. (0,8 punts)

b) Quina quantitat d’energia en forma de calor s’absorbirà o cedirà quan reaccionen 4500 g d’hidracina amb la quantitat adequada de N2O4? (0,6 punts)

c) Si la reacció de l’apartat (b) es porta a terme a 800 ºC i 740 mmHg, quin serà el volum que ocuparien els gasos producte de la reacció? (0,6 punts)

DADES: Masses atòmiques.- H: 1, N: 14, O: 16. R = 0,082 atm·L·K-1·mol-1

Hºf (kJ mol-1_{): Hºf [N}

2H4 (l)]= 50,63 ; Hºf [N2O4 (g)]= 9,16 ; Hºf [H2O (g)]= -241,82

(es produeix un canvi en el sistema de l’examen PAU)

34.

JUNY 2007 Bloc 2 / P- 2B.

El propà, C3H8(g), és un hidrocarbur que s’utilitza habitualment com a combustible gasós. En un

reactor de 25 L de volum mantingut a una temperatura constant de 150 ºC s’introdueixen 17,6 g de propà, C3H8(g), i 72 g d’oxigen, O2 (g). La reacció de combustió s’inicia mitjançant una espurna

elèctrica. Calculeu:

(a) La quantitat (en grams) de vapor d’aigua, H2O (g), obtinguda després de finalitzar la reacció de

combustió del propà. (0,7 punts)

(b) La quantitat d’energia en forma de calor que s’allibera com a conseqüència de la reacció de combustió anterior. (0,7 punts)

(c) La pressió total en l’interior del reactor després que ha finalitzat la reacció. (0,6 punts) DADES masses atòmiques: H: 1; C:12; O: 16 R= 0,082 atm L /(K mol)

Hºf (kJ mol-1_{): Hº}

f [C3H8(g)]= - 103,8 ; Hºf [CO2 (g)]= - 393,5 ; Hºf [H2O (g)]= -241,8

35. SETEMBRE 2007 Bloc 2 / P- 2B.

L’octà, C8H18(l), és un hidrocarbur líquid de densitat 0,79 kg·L-1 i és el component majoritari de la

gasolina. Tenint en compte les entalpies de formació estàndard que es donen al final de l’enunciat, calculeu:

a) L’entalpia molar de combustió de l’octà, C8H18(l), en condicions estàndard. (0,6 punts)

b) Si 1 L d’octà costa 0,97 €, quin serà el cost de combustible (octà) necessari per a produir 106 J d’energia en forma de calor? (0,8 punts)

c) Quin serà el volum d’’octà que ha de cremar-se per a fondre 1 kg de gel si l’entalpia de fusió del gel és +6,01 kJ·mol-1_{? (0,6 punts)}

DADES: Masses atòmiques- H: 1 ; C: 12 ; O: 16.

Hºf (kJ mol-1_{): Hfº[C}

sa

m

RG

36. JUNY 2008 Bloc 2 / P- 2B.

L’etanol, CH3CH2OH (l), està sent considerat com un possible substitut dels combustibles fòssils tals

com l’octà, C8H18 (l), component majoritari de la gasolina. Tenint en compte que la combustió, tant

de l’etanol com de l’octà, dóna lloc a CO2 (g) i H2O(l). Calculeu:

(a) L’entalpia corresponent a la combustió d’1 mol d’etanol i la corresponent a la combustió d’1 mol de octà. (0,6 punts)

(b) La quantitat d’energia en forma de calor que desprendrà en cremar-se 1 gram d’etanol i compareu-la amb la que desprén la combustió d’1 g d’octà (0,7 punts)

(c) La quantitat d’energia en forma de calor que es desprén en cada una de les reaccions de combustió (d’etanol i d’octà) per a cada mol de CO que produeix (0,7 punts)

DADES masses atòmiques: H: 1; C:12; O: 16

Hºf (kJ mol-1): Hºf [C8H18(l)]= -250,1; Hºf [CO2 (g)]= -393,5; Hºf[H2O (l)]= -285,8 ;Hºf [etanol(l)]= -277,7

37.

SETEMBRE 2008 Bloc 2 / P- 2B.

En la combustió de 9,2 g d’etanol, C2H6O (l), a 25ºC es desprenen 274,1 kJ, mentre que en la

combustió de 8,8 g d’etanal, C2H4O (l), a 25ºC es desprenen 234,5 kJ. En aquests processos de

combustió es formen CO2 (g) i H2O (l) com a productes.

(a) Escriviu les equacions ajustades corresponents a la combustió de l’etanol i a la del l’etanal. (0,6 p) (b) Calculeu la calor despresa en la combustió d’1 mol d’etanol així com en la combustió d’1 mol

d’etanal. (0,6 punts)

(c) Mitjançant reacció amb oxigen(g), l’etanol(l) es transforma en etanal (l) i aigua. Calculeu

Hº per a la transformació d’1 mols d’etanol (l) en etanal (l). (0,8 punts)

38.

JUNY 2009 Bloc 2 / P- 2A.

En 1947 un vaixell carregat de fertilitzant a base de nitrat amònic, NH4NO3 , va esclatar a Texas City

en provocar-se un incendi. La reacció de descomposició explosiva del nitrat amònic es pot escriure de la següent manera: 2 NH4

NO

3 (s)

 2 N

2 (g)

+

2 O

2 (g)

+ 4

H

2

O

(g) Calculeu:

(a) El volum total en litres dels gasos formats per la descomposició de 1000 kg de nitrat amònic, a la temperatura de 819ºC i 740 mmHg (1 punt)

(b) La quantitat d’energia en forma de calor que es desprén en la descomposició de 1000 kg de nitrat amònic . (1 punt)

DADES: masses atòmiques: H=1, N=14; O=16; R= 0,082 atm L K—1 _mol—1 _{1 atm = 760 mmHg} Hºf [NH4NO3 (s)]= — 366,0 KJ·mol—1 ; Hºf [H2O (g)]= — 241,82 KJ·mol—1 ;

39.

SETEMBRE 2009 Bloc 2 / P- 2B.

La gasolina és una mescla complexa d’hidrocarburs que a efectes pràctics considerarem que està constituïda únicament per octà, C8H18 (l). La combustió d’un hidrocarbur produeix aigua i diòxid de

carboni. Es cremen completament 60 L d’octà. Calculeu:

a) El volum d’aire, en m3_{, necessari mesurats a 765 mmHg i 25 ºC, per a dur a terme la combustió(1p)}

b) La massa d’aigua, en kg, produït en aquesta combustió (0,5 punts) c) La calor que es desprén (0,5 punts)

DADES: L’aire conté un 21% d’oxigen; la densitat de l’octà 0,8 g/mL

masses atòmiques: H=1, C=12; O=16; R= 0,082 atm L K—1 _mol—1 _{; 1 atm = 760 mmHg}

De

sa

m

RG

Procés ∆H ∆S 1 ∆H < 0 ∆S > 0 2 ∆H > 0 ∆S < 0 3 ∆H < 0 ∆S < 0 4 ∆H > 0 ∆S > 0

(es produeix un canvi en el sistema de l’examen PAU: dues opcions tancades d’examen)

40.

JUNY 2010 Opció A: P.2.

La reacció de la hidrazina, N2H4, amb el peròxid d'hidrogen, H2O2, s'usa en la propulsió de coets. La

reacció ajustada que té lloc és aquesta: N2H4 (l) + 2 H2O2 (l) →N2 (g) + 4 H2O (g) ; H= — 642,2 kJ

a) Calculeu l'entalpia de formació estàndard de la hidrazina. (0,8 punts)

b) Calculeu el volum total, en litres, dels gasos formats quan reaccionen 320 g d’hidrazina amb la quantitat adequada de peròxid d'hidrogen a 600ºC i 650 mmHg. (1,2 punts)

DADES.- Masses atòmiques: H=1; N=14; O=16; R=0,082 atm L/mol K ; 1 atmosfera=760 mmHg.

Hºf (kJ/mol): Hºf [H2O2 (l)]= —187,8 ; Hºf [H2O (g)]= —241,8.

41.

SETEMBRE 2010 Opció B: p.2.

Les mescles de termita s'utilitzen en algunes soldadures a causa del caràcter fortament exotèrmic de la reacció següent (no ajustada): Fe2O3 (s) + Al (s) → Al2O3 (s) + Fe (s)

a) Ajusteu la reacció anterior i calculeu la quantitat d’ energia, en forma de calor, que s'allibera en reaccionar 2 grams de Fe2O3 amb la quantitat adequada de Al. (1 punt)

b) Quina quantitat de Al, en grams, caldrà que reaccione amb la quantitat adequada de Fe2O3

perquè s'alliberen 106 J d’energia en forma de calor? (1punt)

DADES.- Entalpies de formació (kJ/mol): ∆Hºf [Fe2O3 (s)] = -824 ; ∆Hºf [Al2O3 (s)] = -1676 ;

Masses atòmiques: O = 16 ; Al = 27 ; Fe=55,8.

42.

SETEMBRE 2010 Opció B: Q.3.

Considereu la següent reacció ajustada de descomposició del carbonat càlcic: CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g) ; ∆H > 0

Expliqueu, justificant la resposta, si són certes o falses aquestes afirmacions: (0,5 punts cada apartat) a) La reacció és espontània a qualsevol temperatura.

b) La reacció només és espontània a baixes temperatures. c) La variació d’entropia s’oposa a l'espontaneïtat de la reacció. d) La reacció serà espontània a altes temperatures.

43.

JUNY 2011 Opció A: P.2.

El metanol es pot obtenir a partir de la reacció: 2 H2 (g) + CO (g)  CH3OH (l)∆H = -128 kJ

a) Si l’entalpia de formació del monòxid de carboni, CO (g), val -110,5 kJ/mol, calculeu l’entalpia molar de formació del metanol líquid. (1 punt)

b) Si l’entalpia de vaporització del metanol és de 35,2 kJ/mol, calculeu l’entalpia de formació del metanol gas. (1 punt)

44.

JUNY 2011 Opció A: Q.3.

Contesteu raonadament i justifiqueu la resposta.

a) Quin dels processos següents és sempre espontani i quin no ho serà mai? (1 punt)

b) Per damunt de quina temperatura serà espontània una reacció amb ∆H=98 kJ i ∆S=125 J/K? (1p)

sa

m

RG

45.

SETEMBRE 2011 Opció A: P.2.

En una fàbrica de ciment es requereix aportar al forn 3300 kJ per cada quilogram de ciment produït. L’energia s’obté per combustió de gas metà, CH4, amb oxigen de l’aire d’acord amb la reacció no ajustada: CH4 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l) ;

Calculeu:

a) La quantitat de gas metà consumit, expressada en kg, per a obtenir 1000 kg de ciment. (1,2 p) b) La quantitat d’aire, en metres cúbics, mesurada a 1 atmosfera i 25ºC, necessari per a la combustió completa del metà de l’apartat a). (0,8 punts)

DADES.- Masses atòmiques: H=1; C=12; O=16; R=0,082 atm·L/mol·K; l’aire conté 21% (volum) de O2

∆Hºf (kJ/mol): CH4 (g)= -74,8 ; CO2 (g) = -393,5 ; H2O (l) = -285,8.

46.

JUNY 2012 Opció A: P.2.

El procés de fotosíntesi es pot representar per l’equació química següent: 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) → C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) ∆Hº = +3402,8 kJ

Calcule: a) L’entalpia de formació estàndard de la glucosa, C6H12O6. (1 punt)

b) L’energia necessària per a la formació de 500 g de glucosa mitjançant fotosíntesi. (1 punt) DADES.- Masses atòmiques: H = 1; C = 12; O = 16; ∆Hfº[CO2(g)]= -393,5 kJ/mol ;

∆Hfº[H2O(l)]= -285,8 kJ/mol ;

47.

SETEMBRE 2012 Opció A: P.2.

La combustió de mescles hidrogen-oxigen s’utilitza en algunes operacions industrials quan és necessari arribar a altes temperatures. Tenint en compte la reacció de combustió de l’hidrogen en condicions estàndard: H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) ∆Hº1 = — 285,8 kJ

i la reacció de condensació del vapor d’aigua en condicions estàndard, H2O (g) → H2O (l) ∆Hº2 = — 44,0 Kj.

Calcule:

a) L’entalpia de combustió de l’hidrogen quan dóna lloc a la formació de vapor d’aigua: (0,8 punts) H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g) ∆Hº3

b) La quantitat d’energia en forma de calor que s’alliberarà en cremar 9 g d’hidrogen, H2(g), i 9 g

d’oxigen, O2(g), si el producte de la reacció és vapor d’aigua. produït. (1,2 punts)

DADES.- Masses atòmiques: H = 1; O = 16 .

48.

JUNY 2013 Opció A: P.2.

La descomposició de la pedra calcària, CaCO3(s), en calç viva, CaO(s), i CO2(g), es realitza en un

forn de gas. (1 punt cada apartat)

a) Escriga la reacció ajustada de la descomposició de la calcària i calcule la quantitat d’energia, en forma de calor, necessària per a obtenir 1000 kg de calç viva, CaO(s), per descomposició de la quantitat adequada de CaCO3(s).

b) Si la calor proporcionada al forn en l’apartat anterior prové de la combustió del butà, C4H10(g),

quina quantitat de butà (en kg) serà necessari cremar per a l’obtenció dels 1000 kg de calç viva, CaO(s)?

DADES.- Masses atòmiques: H =1 ; C = 12; O = 16; Ca = 40,1 ;

De

sa

m

RG

49.

JUNY 2013 Opció B: Q.2

Per a certa reacció química ΔHº = +10,2 kJ i ΔSº = +45,8 J·K—1_{. Indique, raonadament, si són certes o}

falses cada una de les afirmacions següents: (0,5 punts cada apartat)

a) Es tracta d’una reacció espontània perquè augmenta l’entropia. b) Es tracta d’una reacció que allibera energia en forma de calor.

c) És una reacció en què els productes estan més ordenats que els reactius. d) A 25ºC la reacció no és espontània.

50.

JULIOL 2013 Opció B: P.2

Donades les entalpies estàndard de combustió de l’hexà líquid, C6H14(l), C(sòlid) i H2(g), calcule:

a) L’entalpia de formació de l’hexà líquid, C6H14(l), a 25ºC. (1 punt)

b) El nombre de mols de H2(g) consumits en la formació de certa quantitat de C6H14 (l), si en la

citada reacció s’han alliberat 30 kJ. (1 punt)

DADES.- Entalpies de combustió estàndard, ΔHºcombustió (kJ·mol—1_{): C}

6H14 (l) = —4192,0 ;

C(sòlid) = —393,1 ; H2(g)= —285,8

Nota: considere que en els processos de combustió on es forme aigua, aquesta es troba en estat líquid

51.

JULIOL 2013 Opció B: Q.3

Per a cada una de les reaccions següents, justifique si serà espontània a baixa temperatura, si serà espontània a alta temperatura, espontània a qualsevol temperatura o no serà espontània per a qualsevol temperatura. (0,5 punts cada apartat)

a) 2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g) ΔHºr = +92,2 kJ

b) 2 NH4NO3 (s)  2 N2 (g) + 4 H2O (g) + O2 (g) ΔHºr = —225,5 kJ

c) N2 (g) + 3 Cl2 (g)  2 NCl3 (l) ΔHºr = + 230,0 kJ