Problema resuelto de Química: Termoquímica y entalpías de reacciónSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2024 · Junio

a) Signo de la entalpía. $\Delta H^\circ = -1367\ \text{kJ} < 0$: la entalpía de los productos es menor que la de los reactivos y la diferencia sale al entorno como calor. Es una reacción exotérmica, puesto que se produce una liberación de energía.

b) Masa de CO₂. Los 23 g de etanol son$$n(\text{C}_2\text{H}_6\text{O}) = \frac{23\ \text{g}}{46\ \text{g/mol}} = 0{,}50\ \text{mol}$$Por cada mol de etanol se forman 2 de $\text{CO}_2$:$$n(\text{CO}_2) = 2\cdot 0{,}50 = 1{,}0\ \text{mol} \qquad m(\text{CO}_2) = 1{,}0\ \text{mol}\cdot 44\ \text{g/mol} = 44\ \text{g}$$Se producen 44 g de $\text{CO}_2$.

c) Reacción de formación. Un mol de etanol líquido a partir de carbono (grafito), hidrógeno y oxígeno gaseosos, que son las formas estables de esos elementos en condiciones estándar:$$2\,\text{C}(s,\ \text{grafito}) + 3\,\text{H}_2(g) + \tfrac12\,\text{O}_2(g) \rightarrow \text{C}_2\text{H}_6\text{O}(l)$$d) Ley de Hess. La reacción pedida es la de combustión invertida (los productos pasan a reactivos) y multiplicada por 2. Invertir una reacción cambia el signo de su entalpía y multiplicarla por 2 la multiplica por 2:$$\Delta H^\circ{}' = -2\cdot\Delta H^\circ = -2\cdot(-1367\ \text{kJ}) = +2734\ \text{kJ}$$Es endotérmica, como era de esperar: hay que aportar la energía que libera la combustión de 2 mol de etanol.