PAU Química 2017 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 4

4. El bioetanol és un biocombustible que s’obté per fermentació dels sucres presents en les espècies vegetals que tenen un alt contingut en sacarosa, com ara la canya de sucre o la remolatxa, o bé un alt contingut en midó, com ara el blat, el blat de moro, l’ordi o les patates. El bioetanol es pot utilitzar com a combustible en vehi­ cles de motor. a) Escriviu i ajusteu la reacció de combustió de l’etanol, i calculeu la variació d’entalpia estàndard a 25 °C i la variació d’energia interna estàndard a 25 °C del procés de com­ bustió. [1 punt] b) Calculeu la calor alliberada, a 1 atm i 25 °C, associada a la combustió d’1 L d’etanol, de densitat 0,79 g cm–3. Raoneu si la variació d’entropia en condicions estàndard, associada a la combustió de l’etanol, és positiva o negativa. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. Constant universal dels gasos ideals: R = 8,31 J mol–1 K–1. Entalpies estàndard de formació a 25 °C: Compost ΔHf° (kJ mol–1) H2O(l) –285,8 CO2(g) –393,5 C2H5OH(l) –277,6

Pregunta 4 a) C2H5OH (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) a 25ºC (0,2 punts) Càlcul de la variació d’entalpia (H): H = ( i · Hf i) productes  (R · H f i) reactius (0,1 punts) H = 2 · Hf (CO2(g)) + 3 · Hf (H2O(l))   Hf (C2H5OH(l)) + 3 · Hf (O2(g)) H = 2 · (393,5) + 3 · (285,8,5)  (277,6) + 3 · 0 H =  787  857,4 + 277,6 = 1366,8 kJ/mol etanol H = 1366,8 kJ/mol (0,3 punts) Càlcul de la variació d’energia interna (E): H = E + P V = E +  R T Variació del nombre de mols de gas entre productes i reactius:  = 2  3 = 1 (0,2 punts) E = H  n R T = – 1366,8 x 103  (1) (8,31) (298) = – 1364323,6 J/mol etanol E = – 1364,3 kJ/mol (0,2 punts) b) P = constant. Qp = H (0,2 punts) Etanol : V=1 L = 1000 cm3 n = (1000 cm3) (790 g/cm3) / (46 g/mol) = 17,17391304 mol (0,2 punts) Qp = (17,17391304 mol etanol) (1366,8 kJ/mol etanol) = 23473,30435 kJ Qp = 23473,3 kJ (0,3 punts) Entropia: En els productes hi ha menys mols de gas i més m […]