Pregunta A4.
- El denominado “gas de síntesis” se obtiene al calentar carbón a temperaturas elevadas en presencia de vapor de agua, obteniéndose hidrógeno molecular y monóxido de carbono.
A) Formule la reacción de obtención del gas de síntesis.
C(s) + H₂O(l) → CO(g) + H₂(g)
b) Calcule el calor intercambiado cuando reaccionan 150 g de carbón, suponiendo que su contenido en carbono es del 80% en masa.
Para calcular el calor que se intercambia en la reacción se calcula la entalpía de reacción a partir de las entalpías de formación de los compuestos que participan en la reacción.
ΔH°r = Σ Vi ·ΔHfi° (Productos) - Σ Vi·ΔHf°i (Reactivos)
ΔH°r = ΔHf° (CO(g)) + ΔHf° (H₂(g)) - [ΔHf°(C(s)) + ΔHf° (H₂O(l))]
ΔHf°(H₂(g)) = ΔHf°(C(s)) = 0 Por tratarse de elementos en estado natural
ΔH°r = ΔHf° (CO(g)) - ΔHf° (H₂O(l)) = 1 mol· ( - 110, 5 kJ· mol⁻¹) - 1 mol· ( - 242, 8 kJ· mol⁻¹) = 132, 3 kJ > 0
REACCIÓN ENDOTÉRMICA
Conocido el calor que se intercambia en la reacción se calcula el calor necesario para que reaccionen 150 g de carbón al 80% en masa de riqueza en C, mediante factores de conversión.
ΔQ = 150g Carbón·<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B80g%20C%7D%7B100g%20Carbon%7D%20" /> ·<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B1%20mol%20C%7D%7B12gC%7D%20" />·<img src="https://tex.z-dn.net/?f=%20%5Cfrac%7B132%2C3%20kJ%7D%7Bmol%20C%7D%3D1323kJ%20" />
c) Calcule el volumen de monóxido
de carbono desprendido en la reacción del apartado anterior, medido a 2000 mm
Hg y 300 ºC.
Se calcula el número de moles de monóxido de carbono que se forman mediante
factores de conversión :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=n%28CO%29%3D150gCarbon.%20%5Cfrac%7B80gC%7D%7B100gCarbon%7D.%20%5Cfrac%7B1%20mol%20C%7D%7B12gC%7D%20.%20%5Cfrac%7B1%0AmolCO%7D%7B1%20molC%7D%3D10mol%20" />
Conocidos los moles de monóxido que se forman, con la ecuación de gases
ideales se calcula el volumen que ocupan en las condiciones del enunciado.
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=V_%7BCO%7D%3D%20%5Cfrac%7Bn%28CO%29R%20T%7D%7BP%7D%3D%20%5Cfrac%7B10%20mol.0%2C082%20%5Cfrac%7BatmL%7D%7BmolK%7D.573K%7D%7B%0A%5Cfrac%7B200%7D%7B760%7Datm%7D%3D178%2C5L%20" />Prueba de selectividad para la comunidad de Madrid.
Convocatoria Jun 2013 - 2014.
Química.