QUIMICA 2ºBAC Recuperación temas 1 a 3 Justificar las respuestas

QUIMICA 2ºBAC
Recuperación temas 1 a 3
Alumno/a: ................................................................................................................................
21-12-2015
Justificar las respuestas es imprescindible para poder alcanzar la calificación máxima
1. En la siguiente reacción CH4(g) + Cl2(g) → CH2Cl2(l) + HCl(g) , que está sin ajustar, se forma diclorometano, en el
que dos hidrógenos del metano quedan sustituidos por átomos de cloro.
a) Calcula la entalpía de reacción estándar por mol de metano utilizando entalpías de enlace, detallando
previamente el mecanismo de la reacción. (15)
b) Haz el cálculo utilizando entalpías de formación estándar. (10)
c) Dibuja el diagrama energético del proceso. (5)
d) Si la temperatura inicial de una mezcla reactiva es de 22 ºC, ¿puede ser la final de 15 ºC? (5)
2. Fíjate en la reacción de formación del ácido acético a partir de sus elementos
2 C(s) + 2 H2(g) + O2(g) → CH3COOH(l)
o
o
Sabiendo que ∆H = -485 kJ y ∆S = -309 J/K.
a) Justifica el signo de ∆So. (5)
b) Deduce si el proceso será espontáneo a temperatura ambiente (20ºC). (10)
c) Determina el intervalo de temperaturas en el que se formará espontáneamente este ácido. (5)
d) Si realizas el proceso de síntesis a una temperatura a la que no es espontáneo, ¿significa que el grado de
reacción será del 0%? (5)
e) ¿Con qué condiciones podrás conseguir que la reacción se produzca lo más rápidamente posible? (10)
3. En un recipiente cerrado de 2 litros de capacidad hay PCl5(g) a 19 ºC y 4,8 atmósferas. El sistema se calienta a
200 ºC, estableciéndose el equilibrio PCl5(g) ⇔ PCl3(g) + Cl2(g). Si la presión se estabiliza en 11,28 atm, calcula:
a) La cantidad de sustancia de PCl3(g) en el equilibrio. (15)
b) La presión parcial de Cl2(g). (5)
c) El grado de disociación del PCl5(g). (5)
d) El valor de Kp. (5)
e) Justifica, sin calcularlo, si el valor de Kc será mayor, igual o menor que el de Kp. (5)
f) Una vez alcanzado el equilibrio, se inyecta 1 mol de cloro. ¿Cómo cambia el valor de la Kp por efecto de esa
acción? (5)
4. El metanol se prepara industrialmente a partir del llamado gas de síntesis según el proceso
CO(g) + 2 H2(g) ⇔ CH3OH(g); ∆H = -91 kJ
a) Indica las condiciones más adecuadas para que el proceso industrial sea eficiente (se obtenga la mayor
cantidad de metanol en el menor tiempo posible). (20)
b) En el proceso se va a utilizar un catalizador metálico. ¿Qué función tiene en el proceso y cómo se modifica
éste por acción del catalizador? Representa el diagrama energético correspondiente. (10)
c) Si Kc= 43 a 300ºC en la reacción sin catalizador, ¿cómo varía Kc si se añade el catalizador a 300ºC? (5)
5. La constante de equilibrio Kp de la reacción de disociación del N2O4 en NO2 vale 0,25 a
100 ºC. Recuerda que el N2O4 es un gas incoloro, mientras que el NO2 es un gas de
color rojizo. Mezclas en un reactor muestras de los dos gases, de forma que sus
presiones parciales son P(N2O4)= 8 atm y P(NO2)= 2 atm, y la temperatura se mantiene
constante a 100 ºC.
a) ¿Cómo evoluciona el color de la mezcla? (10)
b) ¿Qué significa que el estado de equilibrio es dinámico? (5)
c) Justifica sin cálculos si la presión total en el equilibrio puede ser de 12 atm. (10)
d) Si antes de inyectar en el reactor la mezcla de gases hubieses colocado TiO2(s), que
cataliza la disociación del N2O4 en NO2, ¿qué diferencias observarías con respecto a la reacción sin la
presencia del catalizador? (5)
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6. Responde brevemente a las siguientes cuestiones.
a) Cuando se disuelve la sal sólida nitrato de potasio (KNO3) en agua, se produce un apreciable enfriamiento de
la disolución con respecto a la temperatura inicial del agua. Justifica termodinámicamente la realización de
este proceso. (15)
b) Para una determinada reacción química, la constante de equilibrio Kc es 3 a 350 K, mientras que su valor es
1,8 a 450 K. ¿El proceso es endo o exotérmico? Indica a cuál de esas dos temperaturas llevarías a cabo la
reacción si quieres conseguir que el grado de reacción sea lo más grande posible. (10)
DATOS
R = 0,082 atm /K mol
Entalpías de enlace en kJ/mol: (Cl−Cl)=244; (C−Cl)=320; (C−H)=415; (H−Cl)=430; (H-H)=436
ΔHfo [CH4(g)]=−74,9 kJ/mol, ΔHfo [CH2Cl2]=−72,3 kJ/mol, ΔHfo[HCl(g)]=−92,3 kJ/mol