1. Indica qué tipo de
reacciones químicas son las siguientes: (ES 3.2.1: 1 punto todo bien, 1 fallo
0,5, 0 otro caso]
2HCl + Zn à H2 + ZnCl2 3C + 4H2 à C3H8 CaCO3 à CaO + CO2 CH4 + 2O2 à CO2+2H2O
Por orden: Sustitución, Síntesis,
Descomposición, Oxidación.
2. Completa las
siguientes reacciones entre un ácido y una base escribiendo los productos que
se obtienen. (ES 3.3.1: 0,25 cada una de ellas]
HCl + NaOH à NaCl
+ H2O HBr
+ KOH à KBr + H2O
HNO3 + NaOH à NaNO3 + H2O H2SO4
+ Ca(OH)2 à CaSO4 + H2O
3.
¿Qué factores
intervienen en la velocidad de una reacción química? Cítalos y describe uno de
ellos. (ES 3.1.2: 0,5 cita, 0,5 describe)
Entre otros factores, intervienen: el
estado de agregación de los reactivos, la temperatura, el grado de división de
los reactivos, la presencia de catalizadores.
La temperatura modifica la velocidad de las
moléculas, de forma que a altas temperatura su movimiento es más rápido. Como una
reacción química transcurre debido a los choques entre moléculas de reactivo,
cuanto mayor es la velocidad de las moléculas, mayor es la probabilidad de que
en el golpe de una molécula con otra se produzca la velocidad. Además ocurren
más choques por minuto.
4. En un laboratorio
de química tenemos un vaso de precipitados que contiene HCl añadimos zinc
metálico. Se genera hidrógeno molecular y dicloruro de cinc. Nos centramos en
la reacción química y … [ES 4.1.1]
a. ¿Cuál es el sistema
termodinámico y cuáles los alrededores? [0,5]
b. ¿Se trata de un
sistema abierto, cerrado, o aislado? Explica tu respuesta. [0,5 explicación
correcta]
El sistema termodinámico es el vaso de precipitados con los
reactivos y los productos formados. Los alrededores es el resto del Universo.
Se trata de un sistema abierto porque puede intercambiar
energía y materia con los alrededores.
5. Indica cuáles de
las siguientes magnitudes son funciones de estado y cuáles no. En este último
caso indica por qué no lo son: calor, energía interna, entropía, Trabajo. [ES
4.1.1: respuesta correcta, 0.5 argumentación con términos científicos no
ambiguos]
Son funciones de estado la entropía y la
energía interna únicamente. En cambio el calor y el trabajo dependen del tipo
de proceso en el que estén implicados, no sólo del punto de partida y del
estado final. Por ejemplo el trabajo a presión constante no es la misma
cantidad que el trabajo realizado a temperatura constante.
6. Para la siguiente
reacción química: [ES 4.4. 0,5 cada una de ellas y 0,5 si están argumentadas
las respuestas]
a. Indica si se trata
de una reacción endotérmica o exotérmica.
b. Dibuja el diagrama
entálpico.
c. Indica si aumenta o
disminuye la entropía
2 KClO3
(s) --> 2 KCl (s) + 3O2
(g) ΔH= - 89, 5 kJ/mol
Se
trata de una reacción exotérmica.
La entropía aumenta porque la materia aparece más dividida
en productos, al haber 5 moléculas frente a 2 en reactivos. Además hay
presencia de gases en productos, extremo que no había en reactivos.
7. ¿Quién tiene un
mayor contenido de entropía, el agua congelada, o el vapor de agua? ¿Por qué?[ES
4.6.1: respuesta correcta, 0.5 argumentación con términos científicos no
ambiguos]
En un sólido las moléculas
aparecen situadas en posiciones fijas, alrededor de las cuales sólo pueden
vibrar. Sin embargo en el caso del gas las moléculas son libre de moverse, y lo
hacen a gran velocidad alejadas unas de otras moviéndose en línea recta sin una
dirección prefijada, al azar. Obviamente es más desordenado un gas que un
sólido.
8. En una reacción
química la entropía puede aumentar o disminuir, sin embargo la dirección
espontánea de los procesos en la Naturaleza es que la entropía aumente. Aquí
hay aparentemente una contradicción, ¿qué es lo que está mal en esta
afirmación, si es que hay algo mal? [ES 4.8.2 0.5 respuesta correcta, 0.5
argumentación con términos científicos no ambiguos]
No hay contradicción, porque la afirmación
segunda afirma que en un proceso natural la entropía aumenta o permanece
constante siempre, pero hay que tener en cuenta que el Universo se divide en
Sistema y Alrededores. Puede ocurrir por tanto que en el sistema la entropía
disminuya, pero que a la vez en los alrededores aumente con creces.
9. Una reacción
química, por ejemplo A+B à C+D, tiene una variación de entropía positiva y además es
exotérmica. ¿Qué puedes afirmar sobre su espontaneidad? [0,5 correcto; 0,5 argumentación
basada en principios químicos]
Planteamos la ecuación de la
energía libre de Gibbs, cuya variación en los procesos espontáneos debe ser
negativa.
ΔG=ΔH-TΔS
Al ser ΔH negativa, y como la
variación de entropía es positiva, pero tiene delante un signo negativo que
hace que el término TΔS sea también negativo, la suma de ambos, entalpía y entropía,
dará siempre un valor negativo. Por tanto siempre será espontánea.
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