Examen Quimica Selectividad Madrid 2012

PRUEBA DE ACCESO A LA UNIVERSIDAD – Comunidad Madrid 2012

Química Pregunta 2 – Opción B.

Para la reacción en fase gaseosa A + B → C los valores de entalpía de reacción y energía de activación de la reacción directa son:  H = −150 kJ·mol-1 y Ea = 85 kJ·mol-1

a) Justifique el efecto de un aumento de temperatura en la constante de equilibrio y en la composición en equilibrio.

b) Justifique el efecto de un aumento de temperatura en la constante de velocidad y en la velocidad de la reacción directa.

c) Justifique el efecto de un aumento de volumen en la constante de equilibrio y en la composición en equilibrio.

d) Determine, para la reacción inversa C → A + B, los valores de  H y Ea y justifique si la constante de velocidad de la reacción inversa será mayor o menor que la directa.

Clases de Apoyo Selectividad – Mejora Curricular

Solución:

a) Reacción exotérmica:  un aumento de temperatura desplaza el equilibrio hacia los reactivos, luego la constante de equilibrio disminuye, las concentraciones de A y B aumentan y la de C disminuye.

b) Ecuación de Arrhenius  un  aumento de temperatura aumenta la  constante de velocidad  la velocidad de la reacción directa aumenta (independientemente de que el proceso sea endotérmico o exotérmico).

c) La constante de equilibrio depende solo de la temperatura, luego un aumento de volumen no cambia el valor de la constante de equilibrio. Un aumento de volumen equivale a una disminución de la presión, por lo que el sistema evoluciona (tratando de subir dicha presión) hacia donde hay mayor número de moles gaseosos (Le Chatelier), en este caso hacia los reactivos El número de moles de A y B aumenta y el número de moles de C disminuye.

d) ΔHr,i = − ΔHr,d = 150 kJ·mol−1; Ea,i = Ea,d +  ΔHr,i = 85 + 150 = 235 kJ·mol−1

La energía de activación para la reacción inversa es mucho mayor que para la directa → la constante de velocidad inversa será menor

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Química Pregunta 3 – Opción A.  A partir de los potenciales que se dan en los datos, justifique:

a) La pareja de electrodos con la que se construirá la pila galvánica con mayor potencial. Calcule su valor.

b) Las semirreacciones del ánodo y el cátodo de la pila del apartado anterior.

c) La pareja de electrodos con la que se construirá la pila galvánica con menor potencial. Calcule su valor.

d) Las semirreacciones del ánodo y el cátodo de la pila del apartado anterior.

Datos. E0(Sn2+/Sn) = –0,14 V; E0(Pt2+/Pt) = 1,20 V;  E0(Cu2+/Cu) = 0,34 V; E0(Al3+/Al) = –1,79 V

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Solución:

a) Se trata de combinar el par con el mayor potencial normal de reducción (que actuará de cátodo) con la pareja de menor potencial de reducción (que será el ánodo). Calculando el potencial de las diferentes parejas de electrodos el resultado es:

Pt2+/Pt y Al3+/Al;   E0= 1,20 – (–1,79) = 2,99 V

b) Regla nemotécnica: ánodo-oxidación (vocal-vocal); cátodo-reducción (consonante-consonante)

Ánodo: Al(s)  → Al3++ 3e; cátodo: Pt2++ 2e →  Pt(s)

c) Calculando el potencial de las diferentes parejas de electrodos el resultado es:

Sn2+/Sn y Cu2+/Cu;    E0= 0,34 – (–0,14) = 0,48 V

d) Ánodo: Sn(s)  → Sn2++ 2e; cátodo: Cu2++ 2e →  Cu(s)