QUÍMICA - Termoquímica

Ejercicio Selectividad 2005 resuelto

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jose.PRoFeBLoG.es

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QUÍMICA - Termoquímica

En la combustión de 5 g de metano, CH4 , llevada a cabo a presión constante y a 25 ºC, se desprenden 275 kJ. En estas condiciones, determine:

a) La entalpía de formación y de combustión del metano.

b) El volumen de metano necesario para producir 1 m3 de CO2 , medidos a 25ºC y 1 atm.

Datos: ∆Hºf [CO2(g)] = −393 kJ/mol, ∆Hºf [H2O(l)] = −285’8 kJ/mol. Masas atómicas: C = 12; H = 1.

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QUÍMICA - Termoquímica

a) empezaremos con la entalpía de combustión del metano, ya que los datos del enunciado nos permiten calcularla casi directamente, 

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QUÍMICA - Termoquímica

a) empezaremos con la entalpía de combustión del metano, ya que los datos del enunciado nos permiten calcularla casi directamente, 5 g de CH4 producen 275 kJ de energía

CH4(g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l);∆H˚_comb= - 275 kJ/5 gCH4

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QUÍMICA - Termoquímica

a) empezaremos con la entalpía de combustión del metano, ya que los datos del enunciado nos permiten calcularla casi directamente, 5 g de CH4 producen 275 kJ de energía

CH4(g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l);∆H˚_comb= - 275 kJ/5 gCH4

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esto significa que en la combustión de 1 mol de CH4 se desprenden 887,1 kJ de energía en forma de calor, por tanto,

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QUÍMICA - Termoquímica

a) empezaremos con la entalpía de combustión del metano, ya que los datos del enunciado nos permiten calcularla casi directamente, 5 g de CH4 producen 275 kJ de energía

CH4(g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l);∆H˚_comb= - 275 kJ/5 gCH4

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esto significa que en la combustión de 1 mol de CH4 se desprenden 887,1 kJ de energía en forma de calor, por tanto,

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CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l);

∆H˚_combustion= -887,1kJ/mol

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QUÍMICA - Termoquímica

a) para determinar la entalpía de formación del metano

- escribimos la reacción de combustión del metano

CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l); ∆H˚_combustion

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QUÍMICA - Termoquímica

a) para determinar la entalpía de formación del metano

- escribimos la reacción de combustión del metano

CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l); ∆H˚_combustion

a esta reacción le aplicamos

∆H˚ = ∑n·∆H˚f_productos - ∑n·∆H˚f_reactivos

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QUÍMICA - Termoquímica

a) para determinar la entalpía de formación del metano

- escribimos la reacción de combustión del metano

CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l); ∆H˚_combustion

a esta reacción le aplicamos

∆H˚_combustion = ∑n·∆H˚f_productos - ∑n·∆H˚f_reactivos

∆H˚_c = 2·∆H˚f_H2O +∆H˚f_CO2 - (∆H˚f_CH4+2·∆H˚f_O2)‏

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QUÍMICA - Termoquímica

a) para determinar la entalpía de formación del metano

- escribimos la reacción de combustión del metano

CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l); ∆H˚_combustion

a esta reacción le aplicamos

∆H˚_combustion = ∑n·∆H˚f_productos - ∑n·∆H˚f_reactivos

∆H˚_c = 2·∆H˚f_H2O + ∆H˚f_CO2 - (∆H˚f_CH4+2·∆H˚f_O2)‏

- 887,1 = 2·(−285’8) + (−393) - (∆H˚f_CH4+2· 0)‏

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QUÍMICA - Termoquímica

a) para determinar la entalpía de formación del metano

- escribimos la reacción de combustión del metano

CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l); ∆H˚_combustion

a esta reacción le aplicamos

∆H˚_combustion = ∑n·∆H˚f_productos - ∑n·∆H˚f_reactivos

∆H˚_c = 2·∆H˚f_H2O + ∆H˚f_CO2 - (∆H˚f_CH4+2·∆H˚f_O2)‏

- 887,1 = 2·(−285’8) + (−393) - (∆H˚f_CH4+2· 0)‏

∆H˚f_CH4= - 77,5 kJ/mol

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b) El volumen de metano necesario para producir 1 m3 de CO2 , medidos a 25ºC y 1 atm.

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CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l)

QUÍMICA - Termoquímica

b) El volumen de metano necesario para producir 1 m3 de CO2 , medidos a 25ºC y 1 atm.

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Puesto que se trata de dos sustancias gaseosas, la proporción entre las cantidades de sustancia que reaccionan (mol) es la misma que entre los volúmenes (en las mismas condiciones de P y T).

Por tanto para producir 1 m3 de CO2 se necesita 1 m3 de metano

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CH4(g) + 2 O2(g) --> CO2(g) + 2 H2O(l)

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