PROBLEMA 1.
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Teniendo en cuenta que las entalpías estándar de formación a 25 ºC del butano, C₄H₁₀, dióxido de carbono y agua líquida son, respectivamente, – 125, 7, –393, 5 y –285, 8 kJ · mol⁻¹, calcula el calor de combustión estándar del butano a esa temperatura :
a) A presión constante.
La ecuación de la reacción de combustión del
butano es :
C₄H₁₀(g) + <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%0A%5Cfrac%7B13%7D%7B2%7D%20" />O₂
(g) → 4 CO₂ (g) + 5 H₂O (l).
La entalpía de combustión a presión constante es :
∆Hºr = ∑ a
· ∆Hºf productos – ∑ b · ∆Hºf reactivos.
∆Hºr = 4 · ∆Hºf (CO2) + 5 · ∆Hºf (H₂O) – ∆Hºf (C₄H₁₀) =
[4 · (– 393, 5) + 5 · (– 285, 8) – (– 125, 7)] kJ · mol⁻¹ = – 2.
877, 3 kJ · mol⁻¹.
Resultado :
a) ∆Hºr = – 2.
877, 3 kJ · mol⁻¹.
B) A volumen constante.
El calor de reacción a volumen constante es la
variación de energía interna del sistema.
Se obtiene de la expresión ∆U = ∆H –
∆n · R · T, donde ∆n es la variación de moles gaseosos en la reacción, es decir,
∆n = moles CO₂ – suma de moles C₄H₁₀ y
O₂ = 4 – 7, 5 = 3, 5
moles.
Luego :
<img src="https://tex.z-dn.net/?f=-2.877%2C3%0A%5Cfrac%7Bkj%7D%7Bmol%7D%20-%28-3%2C5moles.8%2C31%20%5Cfrac%7Bkj%7D%7Bmol.K%7D.%20298K%29%3D-2.868%2C63%20kJ.mol%20%5E%7B-1%7D%0A" />
Resultado :
b) ∆U = – 2.
868, 63 kJ · mol⁻¹.
Datos
R = 8, 31 J · mol⁻¹· K⁻¹.
PRUEBA SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEP 2015 QUIMICA.