Termoquímica para Selectividad EBAU Castilla y León

Ejercicios resueltos de selectividad EBAU del tema de termodinámica química (termoquímica) de Castilla y León

Ejercicios resueltos de termodinámica para selectividad EBAU CyL

La termodinámica es una rama fundamental de la química que estudia las relaciones entre el calor y otras formas de energía. Este conocimiento es crucial para comprender las reacciones químicas y los cambios de estado. A continuación, se presentan ejercicios resueltos relacionados con la termodinámica, específicamente diseñados para ayudar a los estudiantes a prepararse para la selectividad EBAU en Castilla y León.

Junio CyL 2014

Las entalpías de combustión de tres compuestos relevantes son: el 1,3-butadieno (C₄H₆), el hidrógeno (H₂) y el butano (C₄H₁₀), que presentan valores de –2539,4 kJ/mol, –286,1 kJ/mol y –2879,1 kJ/mol, respectivamente. Es importante mencionar que el agua generada en estas reacciones se encuentra en estado líquido.

a) Escriba las ecuaciones de las reacciones de combustión para los compuestos mencionados. Las combustiones son reacciones químicas donde los hidrocarburos reaccionan con el oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. Por ejemplo:

• Para el 1,3-butadieno: C₄H₆ + 5 O₂ → 4 CO₂ + 3 H₂O
• Para el hidrógeno: 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
• Para el butano: 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ → 8 CO₂ + 10 H₂O

b) Calcule la energía de la reacción de hidrogenación del 1,3-butadieno a butano:

C₄H₆ (g) + 2 H₂ (g) → C₄H₁₀ (g)

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Septiembre CyL 2014

Para la reacción N₂O (g) + 3/2 O₂ (g) → 2 NO₂ (g) a 298 K, se requiere calcular:

• a) La entalpía de reacción, indicando si es un proceso exotérmico o endotérmico.
• b) La variación de entropía y energía libre. Es importante determinar si este proceso es espontáneo en las condiciones dadas, y en qué intervalo de temperaturas será espontáneo (suponiendo que la entalpía y la entropía no varían con la temperatura).

Datos: ∆Hºf N₂O = 81,6 kJ/mol; ∆Hºf NO₂ = 33,2 kJ/mol; Sº N₂O = 220,1 J/mol·K; Sº NO₂ = 240,1 J/mol·K; Sº O₂ = 205,2 J/mol·K.

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Ejercicio 02 Selectividad Pau CyL Septiembre 2013

Dada la reacción del carburo cálcico con agua:

CaC₂ (s) + H₂O (l) → Ca(OH)₂ (s) + C₂H₂ (g)

a) Calcule su variación de entalpía estándar. Ver solución

Datos: ΔHºf (CaC₂) = – 59,0 kJ/mol; ΔHºf [H₂O (l)] = – 285,8 kJ/mol; ΔHºf [Ca(OH)₂] = – 986,0 kJ/mol; ΔHºf (C₂H₂) = 227,0 kJ/mol.

Ejercicio 03 Selectividad CyL Septiembre 2013

¿Qué calor se desprende en la combustión de 100 dm³ de acetileno, C₂H₂, medidos a 25 ºC y 1 atm? Ver solución

Datos: ΔHºf (CO₂) = – 393,5 kJ/mol; ΔHºf [H₂O (l)] = – 285,8 kJ/mol; ΔHºf (C₂H₂) = 227,0 kJ/mol.

Ejercicio 04 Selectividad CyL junio 2012

La entalpía de combustión del benceno líquido (C₆H₆) es – 3.267,4 kJ/mol. A partir de esto, se requiere calcular:

• a) El valor de la entalpía de formación del benceno líquido.
• b) La energía implicada en la combustión de 100 g de benceno líquido.

Datos: DH^of [CO₂ (g)] = – 393,5 kJ/mol; DH^of [H₂O (l)] = – 285,8 kJ/mol.

Masas atómicas: C=12; H=1. Parte 1 Parte 2

Castilla y León junio 2025

El estudio termodinámico de la unión de proteínas en el cuerpo humano es esencial para el diseño de fármacos en el tratamiento de enfermedades. La siguiente tabla muestra los valores de ∆Hº y ∆Gº asociados a dos uniones:

A partir de los datos proporcionados, calcule:

• a) El valor de ∆Sº para las dos uniones a las temperaturas de la tabla.
• b) El intervalo de temperatura en el que las uniones se producen espontáneamente.

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Castilla y León septiembre 2015

Contesta razonadamente las siguientes cuestiones:

• a) Explica cómo se puede predecir si una reacción ocurrirá de forma espontánea en función de los valores de ∆Hº y ∆Sº.
• b) Los valores ∆Sº y ∆Hº para la descomposición térmica de un óxido de nitrógeno según la reacción N₂O (g) → N₂(g) + 1/2 O₂(g) son, respectivamente, 75,2 J·K–1·mol–1 y 43,9 kJ·mol–1. Determina la temperatura a la que la reacción anterior se produce espontáneamente. Resultado: b) A partir de 310,78 ºC

Castilla y León junio 2015

Se almacena propano, C₃H₈, en una cisterna para utilizarlo como combustible.

• a) Calcula su entalpía estándar de combustión.
• b) Calcula la energía que se desprenderá al quemar 1 m³ de dicho combustible gaseoso medido en condiciones normales de presión y temperatura.
• c) Sin hacer cálculos, ¿cuál sería previsiblemente el signo de la variación de entropía? Considerando que el H₂O producto de la combustión está en estado líquido.

Datos: ∆Hf º (C₃H₈)(g) = – 103,8 kJ·mol–1; ∆Hf º (CO₂) (g) = – 393,5 kJ·mol–1; ∆Hf º (H₂O) (l) = – 285,8 kJ·mol–1.

Resultados: a) ∆Hc = – 2.219,9 kJ·mol–1; b) 9,91 · 10⁷ kJ; c) ∆HS > 0.

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