Pruebas pau de asturias energía de las reacciones químicas




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Departamento de Física y Química 2º bachillerato

EJERCICIOS PROPUESTOS EN PRUEBAS PAU DE ASTURIAS


ENERGÍA DE LAS REACCIONES QUÍMICAS
1.- (PAU 94) El ácido nítrico se obtiene mediante el proceso Ostwald consistente en la oxidación catalítica del amoníaco: 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g). El monóxido de nitrógeno formado se oxida rápidamente en contacto con el aire: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g).

  1. ¿Qué entiendes por entalpía de reacción? Calcula la entalpía para la oxidación del monóxido de nitrógeno a dióxido de nitrógeno.

  2. En este proceso industrial se producen dos productos contaminantes, ¿podría analizar cómo afectan al ecosistema terrestre?

Datos: Entalpía de formación del NO(g) = +90.3 kJmol-1; Entalpía de formación del NO2(g) = +33.2 kJmol-1; Masas atómicas: H = 1.008 uma; N = 14.01 uma; O = 16.00 uma

2.- (PAU 95) Al calentar suavemente NH4NO3(s) se descompone en N2O(g) y H2O(g). Sin embargo, a altas temperaturas y en un recinto cerrado explota dando N2, O2 y H2O.


  1. Calcula Hº cuando 8,00 kg de NH4NO3: 1) se calienta suavemente; 2) explotan.

  2. ¿Habrá variado en estos procesos la entropía? ¿Por qué?

  3. Si tuvieses que transportar NH4NO3, ¿qué precauciones tomarías?

Datos: Calores de formación, Hfº(kJmol-1): NH4NO3(s) = 365.6; N2O(g) = +82.0; H2O(g) = 241.8.

Masas atómicas (uma): N = 14.00; O = 16.00; H = 1.01
3.- (PAU 95)

  1. ¿Qué condiciones son necesarias para que una reacción sea espontánea?

  2. ¿En qué condiciones un proceso endotérmico puede ser espontáneo?

  3. ¿Cuándo dejará de ser espontáneo un proceso exotérmico?

  4. ¿Será espontánea la reacción de formación del dióxido de carbono a 25ºC y 1 atm?

Datos: Calor de formación, Hfº(kJmol-1): CO2(g)= 393.5

Entropías, Sº(Jmol-1K-1): C(grafito)=5.74; O2(g)=205.1; CO2(g)=213.7

4.- (PAU 96) Los organismos vivos obtienen energía de la oxidación de la comida, tipificada por la glucosa, C6H12O6.


  1. Suponiendo una dieta típica de 3000 kcal, ¿cuántos gramos de glucosa deben ser consumidos por día? ¿Cuántos moles de oxígeno se necesitarán para la oxidación completa? ¿Qué cantidad de dióxido de carbono se obtendrá?

  2. El dióxido de carbono generado por los seres vivos contribuye a la contaminación atmosférica “natural”. ¿Cuál es el efecto de esta contaminación atmosférica?

Datos: Entalpía de combustión de la glucosa = 2800 kJmol-1; 1 cal = 4.18 J
5.- (PAU 96) Unos amigos tuyos tienen que cambiar el sistema de calefacción. Realizan varias consultas sin llegar a ninguna conclusión, ya que unas personas les aconsejan propano y otras, gas natural (constituido fundamentalmente por metano).

  1. Suponiendo que tanto las calderas como el kg cualquiera de los dos combustibles tuviera el mismo coste, ¿cuál de los dos combustibles les aconsejarías? Razona la respuesta.

  2. ¿Qué signo tendrá la variación de entropía de la combustión del propano? Razona tu respuesta.

  3. ¿Qué podrías decir sobre la espontaneidad del proceso de combustión del propano? Razona tu respuesta.

Suponer que todas las sustancias están en estado gaseoso.

Datos: Entalpías de formación, Hfº(kJmol-1): CO2(g)= 393.5; CH4(g)=74.8; C3H8=103.8; H2O(g)=241.8

6.- (PAU 97)


(a) ¿Qué entiendes por calor? ¿Bajo qué condiciones se transfiere calor de un sistema a otro? Si una reacción química ocurre a presión constante, ¿qué denominación especial recibe el calor implicado en ella? ¿Y si ocurre a volumen constante?

(b) Se sabe que la expansión de un gas requiere 1,55 kJ de calor y que su energía interna aumenta en 1,32 kJ, ¿qué cantidad de trabajo está implicado en el proceso? ¿realiza el sistema trabajo o lo recibe de los alrededores? Nombre y formule la ley que utiliza para calcular el trabajo.

7.- (PAU 97) En la fermentación anaerobia (en ausencia de oxígeno) de la fruta y otras sustancias, la glucosa, C6H12O6(s), se transforma en etanol(l) (alcohol etílico), además se desprende dióxido de carbono, siendo Hºreacción = 69,4 kJ/mol.


  1. ¿Cree que el proceso podrá ser espontáneo a cualquier temperatura? Justifique la respuesta.

  2. Calcule H para la obtención de 5,00 g de etanol.

  3. ¿Qué cantidad de calor está implicado en la reacción a presión constante de 95,0 g de etanol con la cantidad estequiométrica de dióxido de carbono?

Datos: Masas atómicas (uma): H = 1,008; C = 12,01; O = 16,00

8.- (PAU 98) Al reaccionar CH4(g) con NH3(g) se obtiene H2(g) y HCN(g). Determinar el calor de reacción a presión constante y 25ºC para el proceso anterior clasificando la reacción en exotérmica o endotérmica. Predecir si será o no espontánea.


Datos: Entalpías de formación, Hfº(kJmol-1): NH3(g)= 45,9; CH4(g)=74,9; HCN(g)= 135,2
9.- (PAU 99)

  1. ¿Qué condiciones son necesarias para que una reacción sea espontánea? Mediante calentamiento, ¿es posible que cualquier reacción no-espontánea a 25ºC, pase a ser espontánea a temperatura más alta?

  2. Indique las condiciones que considere idóneas para que el proceso de descomposición del CaCO3(s) en CaO(s) y CO2 sea espontáneo.

Datos: Hºf (en kJ): CO2 = 393; CaO = 635; CaCO3 = 1207
10.- (PAU 00) Debe elegir, entre etino y propano, el combustible de una calefacción. Suponga que:

a) Reactivos y productos son gases. b) La capacidad del depósito no es un problema. c) El precio de ambos combustibles es análogo.

  1. ¿Qué condición es necesaria para que una reacción sea espontánea? ¿Qué podría decir sobre la espontaneidad de las combustiones del etino y del propano?

  2. ¿Cuál de los dos combustibles elegiría? ¿Por qué?

Datos: Hº combustión (kJ.mol-1): Etino = -50; Propano = -50. Masas molares (g.mol-1): H = 1; C = 12
11.- (PAU 00)

  1. Suponiendo que solo el etanol sufre combustión, ¿qué cantidad de calor se producirá en un individuo que beba 355 cm3 de una cerveza que contiene un 3,7% en masa de etanol?

  2. Si el sudor estuviese constituido solo por agua, ¿qué masa deberá evaporar para eliminar de su organismo el calor producido por los 355 cm3 de cerveza?

Datos: Densidad de la cerveza (g.cm-3) = 1,0. Hº (kJ.mol-1): combustión del etanol -1371; vaporización del agua = 41. Masas molares (g.mol-1): H = 1; C = 12; O = 16
12.- (PAU 01) Utilizando los datos de la siguiente tabla:

Entalpía estándar de sublimación del C(s)

717 kJ/mol

Entalpía estándar de formación del CH4(g)

-75 kJ/mol

Energía media de enlace H - H

436 kJ/mol




  1. Obtener el valor de la variación de entalpía de la reacción:

C(g) + 2 H2(g) → CH4(g)

y justificar si es exotérmica o endotérmica.

  1. Estimar el valor de la energía media de enlace C – H


13.- (PAU 01)

  1. Calcular la variación de entalpía correspondiente a la descomposición de 100 kg de carbonato de calcio sólido en óxido de calcio sólido y dióxido de carbono gaseoso.

Entalpías de formación, ΔHºf (kJ/mol) : carbonato de calcio (s) = - 1207,0; óxido de calcio (s) = - 635,5 ; dióxido de carbono (g) = - 393,5

Masas atómicas (u): C = 12,0; Ca = 40,0; O = 16,0

  1. En los hornos industriales este proceso se lleva a cabo a unos 1000ºC. Predecir el signo de la variación de

entropía de la reacción, y justificar cualitativamente por qué una temperatura tan alta favorece su espontaneidad.

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