PAU Química 2019 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 6

6. El propà i el butà són combustibles que s’utilitzen a les llars i en la indústria. Es poden liquar fàcilment a pressió, i això facilita que es puguin transportar i vendre envasats en bombones. a) Escriviu les reaccions de combustió del propà i del butà. Volem obtenir 1 500 kJ d’ener­ gia en forma de calor mitjançant la combustió de butà o propà a una pressió constant d’1,0 bar. Quin dels dos processos de combustió genera menys quantitat de diòxid de carboni? [1 punt] b) Calculeu la massa d’aigua a 20 °C que es pot escalfar fins a 80 °C si cremem 145 g de butà a una pressió constant d’1,0 bar. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0. Entalpies estàndard de combustió a 298 K: ∆H°comb (propà) = –2 220 kJ mol–1; ∆H°comb (butà) = –2 876 kJ mol–1. Calor específica de l’aigua (entre 20 i 80 °C) = 4 180 J kg–1 °C–1.

Formulació. Propà CH3CH2CH3 Butà CH3CH2CH2CH3 [– 0,5 p si no formulen bé els dos compostos]  Es penalitza 0,5 p tant si s’equivoquen en la formulació d’un compost (propà o butà) o en els dos. Reaccions de combustió Combustió del propà CH3CH2CH3 + 5 O2 → 3 CO2 + 4 H2O [0,15 p] Combustió del butà CH3CH2CH2CH3 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O [0,15 p] (o també per al butà: 2 CH3CH2CH2CH3 + 13 O2 → 8 CO2 + 10 H2O) Quin compost genera menys CO2 Volem obtenir: q = 1500 kJ A pressió constant (1,0 bar): qp = ∆Ho [0,1 p] Calculem els mols de CO2 que generem en la combustió del propà: Propà: ∆Hocomb (propà) = -2220 kJ mol-1 = energia despresa en forma de calor 1500 kJ x (1 mol propà / 2220 kJ) x (3 mol CO2 / 1 mol propà) = 2,027 mol CO2 [0,2 p] Calculem els mols de CO2 que generem en la combustió del butà: Butà: ∆Hocomb (butà) = -2876 kJ mol-1 = energia despresa en forma de calor 1500 kJ x (1 mol butà / 2876 kJ) x (4 mol CO2 / 1 mol butà) = 2,086 mol CO2 [0,2 p]  la combustió del propà genera menys q […]