Problema resuelto de Química: Termoquímica y entalpías de reacciónSelectividad (PAU) · País Vasco 2018 · Junio · Opción A

a) ¿Es la entalpía una función de estado?

Una función de estado es una magnitud cuyo valor depende solo del estado del sistema (su presión, temperatura, composición…), de modo que su variación entre dos estados depende solo del inicial y del final, no del camino seguido. La entalpía se define como $H = U + PV$, y $U$, $P$ y $V$ son funciones de estado, así que $H$ también lo es. Precisamente por eso se cumple la ley de Hess: la $\Delta H$ de una reacción es la misma si se hace en una etapa o en varias. Falsa.

b) ¿ΔH = ΔU + PΔV solo a presión constante?

De la definición $H = U + PV$, la variación en un proceso cualquiera es$$\Delta H = \Delta U + \Delta(PV)$$Solo si la presión es constante se puede sacar $P$ fuera: $\Delta(PV) = P\,\Delta V$, y queda $\Delta H = \Delta U + P\Delta V$. En ese caso, además, por el primer principio ($\Delta U = Q_p - P\Delta V$) se obtiene $\Delta H = Q_p$: la variación de entalpía es el calor intercambiado a presión constante. Si la presión cambia, la expresión con $P\Delta V$ no es válida. Verdadera.

c) ΔH < 0 y ΔS > 0

Un proceso es espontáneo cuando $\Delta G < 0$, con$$\Delta G = \Delta H - T\Delta S$$Si $\Delta H < 0$, el primer término es negativo; si $\Delta S > 0$, el término $-T\Delta S$ también es negativo para cualquier temperatura (absoluta, $T > 0$). La suma de dos términos negativos es siempre negativa: $\Delta G < 0$ a cualquier temperatura. Verdadera.