SOLUCIÓN EXAMEN RECUPERACIÓN TERMOQUÍMICA 2BACHILLERATO

1. Indica razonadamente el tipo de fuerza(s) intermolecular que existe entre las siguientes moléculas: [0,5 cada molécula siempre razonada]
• HCl
• H2O
• NH3
• Br2

En la molécula de Br2 por ser una molécula apolar, sólo se pueden producir entre ellas fuerzas entre dipolos instantáneos, las más débiles de todas.
En la molécula de HCl, polar, se producirán interacciones entre dipolos permanentes.
En las moléculas de agua y amoníaco, además de las interacciones entre dipolos permanentes de producirán puentes de hidrógeno, ya que tenemos un átomo de hidrógeno unido a un átomo pequeño y electronegativo, (O ó N), que además poseen pares de electrones no enlazantes como se ve al hacer los diagramas de Lewis.

2. Enuncia el primer principio de la Termodinámica, añadiendo el criterio de signos empleado.[1 criterio; 1 Enunciado]
La energía interna, (U), de un sistema cerrado, aumenta o disminuye según intercambie energía en forma de calor o trabajo con los alrededores:
∆U=Q-W
Con esta expresión matemática debemos hacer uso del siguiente criterio de signos:

Calor cedido al sistema: positivo
Trabajo ejercido sobre el sistema: negativo
Calor perdido por el sistema: negativo
Trabajo realizado por el sistema: positivo


3. Calcula la variación de entalpía de la reacción de formación del ZnCl2(aq) sabiendo que:
Formación del HCl(g) ΔH=-22,06 Kcal/mol
HCl(g) --> HCl(aq) ΔH=-17,63 Kcal/mol
Zn(s) + 2 HCl(aq) --> ZnCl2(aq) + H2(g) ΔH=-22,06 Kcal/mol
[0,5 escribe la Ley química a aplicar; 0,5 escribe la ecuación termoquímica de formación; resuelve de forma clara y limpia el ejercicio 0,5; Aplica bien el Principio 1; 0,5 solución]

REACCIÓN QUE DEBO BUSCAR: Zn(s) + Cl2(g) --> ZnCl2(aq)

A PARTIR DE LAS SIGUIENTES:

4. Indica el signo de la variación de entropía, razonadamente, para las siguientes reacciones. [0,25 cada una razonada]

SO3(g) --> ½ O2(g) + SO2(g)
CaCO3(g) --> CO2(g) + CaO(s)
C5H12(l) + 8 O2(g) --> 5CO2(g)+6H2O(g)
Pb+2 (aq)+ S2- (aq)--> PbS(s)

En la primera disminuye el número de moléculas en los reactivos, por tanto la entropía aumenta. Lo mismo ocurre en las reacciones 2 y 3. En la 3 además aumenta el número de moles de sustancias gaseosas.
En la última disminuye la entropía al descender el número de moles de sustancias en la reacción, y además surgir un sólido a partir de sustancias disueltas.


5. Dada la siguiente reacción:

2PbO(s) + 2SO2 (g) --> 2PbS(s) + 3O2(g); ΔH0=+830,8 Kj/mol ΔS=168J/K

• Calcula el calor de reacción a volumen constante, si T=500K, y R=8,36 J/molK [0,5 ecuación adecuada; 0,5 unidades; 0,5resultado]
• ¿En qué rango de Temperatura es espontánea?[se basa la respuesta en función de estado adecuada 0,5; respuesta correcta 0,5; 0,5 unidades]

El calor de reacción a presión constante es la variación de entalpía, y el de reacción a volumen constante es la variación de energía interna. Se trata de manejar la expresión que relaciona entalpía y energía interna.

∆H=∆U+∆(P•V)= ∆U+∆(nRT)

Siendo n referencia de los gases presentes.

QP=QV+(∆n)gasesRT

QV=QP+(∆n)gasesRT=830’8Kj/mol + (1mol)•8,36•10-3Kj/molK•500K=834,98 Kj/mol


Para la segunda cuestión, calculamos la temperatura de equilibrio, que es aquella para la que ∆G=0Kj/mol

∆G=∆H-T∆S=0 --> T=∆H/∆S=830800(J/mol)/168(J/molK)=4945 K

Por encima de esta temperatura la reacción será o no espontánea. Debemos observar los signos de la entalpía y de la entropía.
∆G=∆H-T∆S
Signos = + -(+)

El término de la entropía colabora de forma negativa, y cuando sea mayor que la entalpía la variación de G será negativa. Para que sea así, la temperatura debe ser alta, en concreto mayor que la temperatura de equilibrio.