PAU Química 2021 · Setembre · Sèrie 1 · Exercici 6

6. L’etí (C2H2), anomenat habitualment acetilè, és l’alquí més senzill que existeix i n’és ben coneguda la utilització en equips de soldadura. En aquest procés, es poden unir les vores de dues peces metàŀliques a la temperatura de fusió (aproximadament, 3 200 °C) mitjan­ çant la calor que genera la flama formada per la combustió de l’acetilè amb oxigen. a) Escriviu i igualeu la reacció de combustió de l’acetilè gasós. Quina quantitat de calor es desprendrà en cremar, a pressió constant, 100 L d’acetilè amb 500 L d’oxigen, amb­ dós gasos mesurats a 1,0 atm i 298 K? [1,25 punts] Nota:  Suposeu que en la reacció de combustió es forma aigua en estat líquid i diòxid de carboni en estat gasós. b) Calculeu l’entalpia estàndard de formació de l’acetilè gasós a 298 K. Raoneu si es des­ prèn més calor en la formació d’un mol d’acetilè a pressió constant o a volum cons­ tant. [1,25 punts] Dades:  Entalpia estàndard de combustió de l’acetilè a 298 K (per mol de substància que es crema): ΔHc° = –226,0 kJ mol–1. Constant dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K–1 mol–1 = 8,31 J K–1 mol–1. Entalpies estàndard de formació a 298 K: ΔHf° (CO2, g) = –393,8 kJ mol–1; ΔHf° (H2O, l) = –285,8 kJ mol–1.

Pregunta 6a Escriure la reacció de combustió de l’acetilè [0,25 p] Reacció: C2H2(g) + 5/2 O2(g)  2 CO2(g) + H2O(l)  S’accepta qualsevol altre igualació correcte com, per exemple: 2 C2H2(g) + 5 O2(g)  4 CO2(g) + 2 H2O(l) Càlcul de la quantitat de calor despresa en la combustió Dades. 100 L C2H2(g) i 500 L de O2(g) mesurats a 1,0 atm i 298 K Raonem quin reactiu és el limitant [0,4 p] Si tenim les mateixes condicions de p i T, el nombre de mols de cada gas és proporcional al volum que ocupa. Per l’estequiometria de la reacció, per cada 1 mol de C2H2 necessitem 2,5 mol de O2. Fixada una p i T, per cada 1 L de C2H2 necessitem 2,5 L de O2. Si tenim 100 L de C2H2 necessitem: 100 L C2H2 x (2,5 L O2 / 1 L C2H2) = 250 L de O2 Disposem de més de 250  el reactiu limitant és l’acetilè (i l’oxigen és el reactiu en excés) Procediment alternatiu: Calculem els mols de cada reactiu amb l’equació dels gasos ideals: pV = n R T Acetilè(g): n = pV / RT = (1 x 100) / (0,082 x 298) = 4,092 Oxigen(g): n = […]