Question

PROBLEMA 2.- Determina:
a) La entalpía de la reacción en la que se forma 1 mol de N2O5 (g) a partir de los elementos que lo integran. Utiliza los siguientes datos: N2 (g) + 3 O2 (g) + H2 (g) → 2 HNO3 (ac) ∆Hº = – 414,70 kJ; N2O5 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (ac) ∆Hº = – 140,20 kJ; 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g) ∆Hº = – 571,70 kJ;
b) La energía necesaria para la formación de 50 L de N2O5 (g) a 25 ºC y 1 atm de presión a partir de los elementos que lo integran. DATOS: R = 0,082 atm · L · mol–1 · K–1 . Resultado: a) ∆Hº = 11,35 kJ; b) 23,2 kJ. PRUEBA SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEP 2014 QUIMICA

Answer 1

Esta es la solución al problema 2 de la prueba de selectividad Andalucía Convocatoria SEP 2014 de Química:

a) Multiplicamos la reacción química del agua por 1/2, para invertir las reacciones de formación de ácido nítrico a raíz del pantóxido de dinitrogeno y el agua. Esto cambia sus entalpías, y aplicando la Ley de Hess conseguimos la ecuación:

N₂(g) + 3O₂ (g) + H₂(g) → 2HNO₃ (ac)                              ΔH° = -414,70 kJ
2HNO₃(ac)                    → N₂O₅ (g) + H₂O(l)                     ΔH° =  140,20 kJ
H₂O(l)                           → H₂(g) + (1/2)O₂(g)                    ΔH° =  285,85 kJ
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N₂(g) + (5/2)O₂(g)        →   N₂O₅ (g)                                  ΔH° =  11,35 kJ 

b) Partiendo de la ecuación de estado de los gases ideales podemos conocer cuáles son los moles de N₂O₅ que ocupan 50L:

P.V = n.R.T 

n = $\frac{P.V}{R.T}$ = $\frac{1atm.50L}{298K.0,082atm.L/mol.K}$ = 2,046 moles

Ahora calculamos la energía:

2,046 moles. $\frac{11,36 kJ}{1mol} =$ 23,2 kJ