5. Los calores de combustión del CH4 (g) el H 2(g) y el C (s) son

CANARIAS / JUNIO98.LOGSE / QUÍMICA / TERMOQUÍMICA / OPCIÓN A / Nº 5
5. Los calores de combustión del CH4 (g) el H2(g) y el C (s) son respectivamente: -50,72
kJ/mol, -16,34 kJ/mol y -22,5 kJ/mol.
a) Calcule el calor de formación del CH4 .
b) Si se queman 45 g de CH4 , ¿cuántos litros de CO2 se obtienen en condiciones
normales, si la reacción tiene un rendimiento del 38%?
Solución 5:
Los procesos de combustión son:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
∆H1=-50,72 kJ/mol
∆H2= - 16,34 kJ/mol
∆H3=-22,5 kJ/mol
H2 (g) + 1/2O2 (g)
H2O (g)
C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
a) El calor de formación del CH4 (g) es el calor que acompaña al proceso de obtención de dicho
compuesto a partir de sus elementos:
C (g) + 2 H2 (g)
CH4 (g)
Hf = (desconocido)
En este caso abría que aplicar la ley de Hess que dice: “cuando una reacción se puede expresar
como suma algebraica de otras, su calor de reacción puede expresarse como suma algebraica de
los calores de las reacciones parciales”. Así se comprueba que:
Hf (CH4) =
H3 + 2
H2
H1 sustituyendo obtenemos
Hf (CH4) = -22,5 + 2(-16,34) – (-50,72) = -4,46 kJ/mol
b) Tomemos la primera reacción de combustión:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
Según esta reacción por cada mol de CH4 se forma 1 mol de CO2 que en C.N. ocupa 22,4
litros.
nCH 4 =
m 45
=
= 2,81moles
M 16
VCH4=V0·n=22,4·2,81=63L
VCO2=VCH4=63L
Puesto que el rendimiento de la reacción es del 38%, el volumen real de CO2 obtenido será:
V real = 63 · 0,38 = 23,9 L.
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