PAU Química 2011 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 4

4. L’alcohol metílic o metanol, CH3OH, es fa servir com a combustible en les fondues de formatge, xocolata o carn. L’equació de la reacció de combustió del metanol és la següent: CH3OH(l)+ O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) a) A partir de les dades d’aquesta taula, calculeu l’entalpia estàndard de combus- tió del metanol a 298 K. [1 punt] Entalpia d’enllaç en condicions estàndard Enllaç i a 298K (kJmol–1) C−H 414 O−H 528 CO 715 OO 498 C−O 352 b) A partir de les entalpies estàndard de formació, s’ha calculat l’entalpia estàn- dard de combustió del metanol a 298K, i el resultat obtingut és –726kJmol–1. Calculeu la calor que s’allibera, a pressió constant, en cremar 96g de metanol amb 320g d’oxigen, en condicions estàndard i a 298K. [1 punt] DADES: Masses atòmiques relatives: H=1,0; C=12,0; O=16,0.

Pregunta 4 a) Equació de combustió: CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2 H2O L’entalpia estàndard de combustió es pot calcular a partir de les entalpies dels enllaços trencats (reactius) menys les entalpies dels enllaços formats (productes): ΔH = Σ nr Etrencats - Σ np Eformats [0,2 p] En els reactius, per cada molècula cal trencar: 3 enllaços C-H 1 enllaç C-O 1 enllaç O-H 1 enllaç O=O [0,2 p] En els productes, per cada molècula, cal formar: 2 enllaços C=O 2 enllaços O-H [0,2 p] ΔH = [(3EC-H + EC-O + EO-H) + (3/2 · EO=O) ] – [(2EC=O) + (2 · 2EO-H)] [0,2 p] ΔH = – 673 kJ · mol-1 (ó – 673 kJ) [0,2 p] b) La calor alliberada (a pressió constant) serà igual a la variació d’entalpia: q = ΔH = -726 kJ · mol-1 [0,1 p] Cal comprovar, d’entrada, quin reactiu és el limitant i quin està en excés. Massa molecular del metanol = 32 Mols de metanol = 96 / 32 = 3 Massa molecular de l’oxigen = 32 Mols d’oxigen: 320 / 32 = 10 [0,2 p] El metanol és el reactiu limitant (i l’oxigen el reactiu en excés), ja que la relaci […]