PAU Química 2018 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 3

3. En un institut, utilitzen un fogó d’alcohol per a escalfar els 300 cm3 d’aigua que conté un vas de precipitats, en condicions estàndard i a una temperatura de 15 °C. Quan el tipus d’alcohol que crema en el fogó és etanol, es produeix la reacció de combustió següent: CH3CH2OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g),  ∆H° = –1 249 kJ a) Calculeu la calor despresa quan s’han consumit 1,38 g d’etanol i determineu la tem­ peratura final que assolirà l’aigua. Considereu que la calor absorbida per l’ambient i pel vas de precipitats és negligible. [1 punt] b) Calculeu l’entalpia de l’enllaç O=O. [1 punt] Dades:  Massa molar de l’etanol = 46,0 g mol–1. Calor específica de l’aigua = 4,18 J g–1 °C–1. Densitat de l’aigua = 1,00 g cm–3. Entalpies d’enllaç: C=O Enllaç C—C C—O C—H O—H Entalpia d’enllaç (kJ mol–1) en condicions 348 360 412 463 797 estàndard i a 298 K

Pregunta 3.a) Reacció: CH3CH2OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g) ∆Ho = -1249 kJ Dades: Massa d’etanol = 1,38 g Variació d’entalpia de la reacció (tal com està igualada) = −1249 kJ Càlcul de la calor alliberada: ΔHo = qp (on qp és la calor de la reacció a pressió contant) [0,1 p] 1,38 g CH3CH2OH x (1 mol CH3CH2OH /46 g CH3CH2OH) x (1249 kJ /1 mol CH3CH2OH) = 37,47 kJ  Calor despresa = 37,47 kJ (o 37470 J) [0,3 p]  No cal que en els factors de conversió escriguin la calor amb signe negatiu.  És correcte si el resultat l’expressen en kJ o en J.  Si no apliquen correctament la relació estequiomètrica entre els mols del reactiu i la calor alliberada es penalitza 0,3 p. Càlcul de la temperatura final de l’aigua: Càlcul de la calor que es necessita per escalfar l’aigua: q = Ce · m · T [0,2 p] q = 37,47 kJ x (1000 J / 1 kJ) = 37470 J (és la calor alliberada per la combustió d’1,38 g d’etanol) Ce (aigua líquida) = 4,18 J g-1 oC-1 massa d’aigua = m = V x d = 300 cm3 x (1,00 g / 1 cm3) = […]