PAU Química 2012 · Juny · Sèrie 3 · Exercici 7

7. El combustible més utilitzat al nostre país pels automòbils és la gasolina, que està constituïda fonamentalment per octà, C8H18. Actualment es treballa molt en una línia de combustibles —denominats biocombustibles— que s’obtenen de la matèria orgàni- ca originada en un procés biològic. El bioetanol és un tipus de biocombustible que fonamentalment conté etanol, CH3CH2OH, i que s’obté de la fermentació dels carbo- hidrats presents en la canya de sucre o el blat de moro. a) Escriviu l’equació de la reacció de combustió de l’etanol. Calculeu l’entalpia estàn- dard de formació de l’etanol a 298K. [1 punt] b) Si la gasolina es ven a 1,30€/L, quin haurà de ser el preu de l’etanol, expressat en €/L, per a obtenir la mateixa quantitat d’energia per euro? [1 punt] DADES: Entalpia estàndard Entalpia estàndard de formació, ΔH°f, de combustió, ΔH°comb, Substància a 298K (kJmol–1) a 298K (kJmol–1) CO2(g) −393,5 H2O(l) −285,8 C8H18(l) −5445,3 CH3CH2OH(l) −1369,0 Densitat a 298K: octà=0,70gmL–1; etanol=0,79gmL–1 Massa molecular relativa: octà=114; etanol=46 Proves dʼAccés a la Universitat. Curs 2011-2012 Química

a) Reacció de combustió de l’etanol: CH3CH2OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O [0,2 p] (ó també: C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O) Per trobar l’entalpia estàndard de formació de l’etanol: Procediment 1 La reacció corresponent a l’entalpia estàndard de formació de l’etanol és: 2 C(s) + 3 H2 (g) + ½ O2(g) → CH3CH2OH (g) ΔHf, etanol [0,2 p] L’entalpia de la reacció de formació de l’etanol (ΔHf, etanol) la podem trobar aplicant la llei de Hess. Caldria fer la següent suma de reaccions: Reacció 1: 2 CO2 (g) +3 H2O(l) → CH3CH2OH (g) +3 O2(g) ΔH1 = –1x (–1369,0) kJ Reacció 2: 2 x (C(s) + O2(g) → CO2(g) ) ΔH2 = 2 x (–393,5 ) kJ Reacció 3: 3 x (H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ) ΔH3 = 3 x (–285,8) kJ Utilitzant la llei de Hess: ΔHf,etanol = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3 [0,3 p] ΔHf, etanol = (1369,0) + (–787) + (–857,4) = –275,4 kJ L’entalpia de la reacció de formació de l’etanol = –275,4 kJ (ó –275,4 kJ · mol-1) [0,3 p] Procediment 2 Podem relacionar l’entalpia de combustió de l’etanol, que tenim a la taula, amb les entalpies de […]