PAU Química 2020 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 3

3. El butà i el propà són dos combustibles gasosos utilitzats en la indústria i la llar. Les reac­ cions no ajustades de combustió d’aquests gasos són les següents: C4H10(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) C3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) a) Ajusteu les reaccions. Calculeu l’entalpia de combustió estàndard del butà i del propà a pressió constant. [1,25 punts] b) Un dels gasos causants de l’efecte d’hivernacle és el CO2. Justifiqueu quin dels dos combustibles genera més mols de CO2 per quantitat de calor alliberada a pressió cons­ tant. [1,25 punts] Dades:  Entalpies estàndard de formació a 25 °C: ΔHf° (H2O, l) =  –285,8 kJ · mol–1; ΔHf° (CO2, g) =  –393,5 kJ · mol–1. ΔHf° (C4H10, g) =  –126,2 kJ · mol–1; ΔHf° (C3H8, g) =  –103,8 kJ · mol–1. Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. Temperatura de l’experiment: 25 °C.

Reaccions ajustades: C4H10(g) + 13/2 O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O(l) C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l) [0,25 p] Determinar l’entalpia de combustió estàndard Entalpia de la reacció de combustió: ΔHºreacció = ( np ΔHºf, productes) – ( nr ΔHºf, reactius) Butà: ΔHºreacció = [4 x ΔHºf, (CO2) + 5 x ΔHºf, (H2O)] – [(1 x ΔHºf, C4H10)] ΔHºreacció = [4 x -393,5 + 5 x -285,8] – [(1 x -126,2)] = -2876,8 kJ·mol-1 C4H10 [0,5 p] Propà: ΔHºreacció = [3 x ΔHºf, (CO2) + 4 x ΔHºf, (H2O)] – [(1 x ΔHºf, C3H8)] ΔHºreacció = [3 x -393,5 + 4 x -285,8] – [(1 x -103,8)] = -2219,9 kJ·mol-1 C3H8 [0,5 p] PREGUNTA 3b Efecte hivernacle Quin combustible genera més mols de CO2 per quantitat de calor alliberada: Butà: Calor a pressió constant per mol de CO2 = -2876,8 kJ / 4 mols de CO2 = -719,2 kJ·mol-1 de CO2 L’invers del valor anterior representa el nombre de mols de CO2 per quantitat de calor alliberada: (719,2 kJ·mol-1 de CO2)-1 = 1,3910-3 mol de CO2·kJ-1 Propà: Calor a pressió constant per mol de CO2 = -2219, […]