Termodinámica y cinética: ejercicios de selectividad de Química (Andalucía)

6 ejercicios oficiales de Termodinámica y cinética de los exámenes de Química de la PAU de Andalucía, con el enunciado y un simulacro con corrección.

Ejercicio 2 — Opción A

2 puntos

Pregunta 2A (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado) Justifique la espontaneidad de cada uno de los siguientes procesos en función de la temperatura:

a) (0,5 puntos) $\mathrm{CaCO_{3}(s) \to CaO(s) + CO_{2}(g)}$ , $\Delta H > 0$ b) (0,5 puntos) $\mathrm{2 NO_{2}(g) \to 2 NO(g) + O_{2}(g)}$ , $\Delta H < 0$ c) (0,5 puntos) $\mathrm{Fe(s) + 2 HCl(aq) \to FeCl_{2}(aq) + H_{2}(g)}$ , $\Delta H < 0$ d) (0,5 puntos) $\mathrm{H_{2}(g) + CO(g) \to HCHO(g)}$ , $\Delta H > 0$

2 puntos

Pregunta 2B (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado) Dada la ecuación elemental

\mathrm{CO + Cl_{2} \to COCl_{2}}

, justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) (0,5 puntos) Su ecuación de velocidad es $v = k[\mathrm{CO}][\mathrm{Cl_2}][\mathrm{COCl_2}]$ . b) (0,5 puntos) La velocidad de reacción varía durante el transcurso de la reacción. c) (0,5 puntos) La constante $k$ es independiente de la temperatura. d) (0,5 puntos) Si duplicamos la concentración de $\mathrm{Cl_{2}}$ la velocidad se duplica.

2 puntos

Pregunta 2A (2 puntos: 0,5 puntos cada apartado) Razone si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) (0,5 puntos) Los procesos exotérmicos siempre ocurren de manera espontánea. b) (0,5 puntos) En una reacción no espontánea puede ocurrir que $\Delta H > 0$ y que $\Delta S < 0$ . c) (0,5 puntos) Un aumento de la temperatura favorece la espontaneidad si $\Delta H > 0$ y $\Delta S > 0$ . d) (0,5 puntos) Durante el proceso de fusión del hielo aumenta la entropía.

2 puntos

Pregunta 2A (2 puntos) Justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:

a) Un proceso exotérmico y espontáneo a cualquier temperatura tendrá $\Delta S > 0$ . b) La sublimación del diyodo es un proceso que implica un aumento de entropía. c) En todos los procesos espontáneos la entropía del sistema aumenta. d) La reacción $\mathrm{PCl_{3}(g) + Cl_{2}(g) \to PCl_{5}(g)}$ ( $\Delta H^\circ = -86$ kJ·mol⁻¹) no es espontánea a ninguna temperatura.

2 puntos

Pregunta 2B (2 puntos) La reacción química

\mathrm{2A + B \to C}

tiene como ecuación de velocidad

v = k\cdot[\mathrm{A}]^2\cdot[\mathrm{B}]

. Responda razonadamente:

a) ¿Cuál es el orden total de la reacción? b) Determine las unidades de la constante de velocidad. c) ¿Se puede considerar que, durante el transcurso de la reacción química, la velocidad de la reacción permanece constante? d) ¿La velocidad de desaparición de B es igual que la velocidad de aparición de C?

2 puntos

Pregunta 3A (2 puntos) a) Calcule la variación de entropía que tiene lugar en la combustión del etanol:

\mathrm{CH_{3}CH_{2}OH(l) + 3 O_{2}(g) \to 2 CO_{2}(g) + 3 H_{2}O(l)}

b) Calcule a partir de qué temperatura será espontánea la reacción anterior.

Datos: $S^\circ$ (J·mol⁻¹·K⁻¹): $\mathrm{O_{2}(g)}$ 204,8; $\mathrm{CO_{2}(g)}$ 213,8; $\mathrm{H_{2}O(l)}$ 69,8; $\mathrm{CH_{3}CH_{2}OH(l)}$ 160,5. $\Delta H_f^\circ$ (kJ·mol⁻¹): $\mathrm{O_{2}(g)}$ 0; $\mathrm{CO_{2}(g)}$ −393,5; $\mathrm{H_{2}O(l)}$ −285,8; $\mathrm{CH_{3}CH_{2}OH(l)}$ −277,3.