Problema 1 de Química de la Selectivitat 2022

Setembre 2022, Sèrie 3 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

1. En el mercat hi ha diversos envasos per a aliments i begudes que són autoescalfables. Aquests envasos consten de dos compartiments: un que conté l'aliment o la beguda i l'altre on es produeix una reacció química exotèrmica. En les begudes autoescalfables comercials, la reacció que produeix la calor necessària per a escalfar-les és la següent: CaO(s) + H_2O(l) \rightarrow Ca(OH)_2(s) a) Calculeu la variació d'entalpia estàndard d'aquesta reacció a 25 \, ^\circ C. Justifiqueu, mitjançant els càlculs necessaris, si la reacció serà espontània a 25 \, ^\circ C. [1,25 punts] b) Si dins de l'envàs hi ha 50,0 \, mL d'aigua i 14,0 \, g d'òxid de calci, calculeu quants mL d'una beguda de densitat 0,9 \, g \, mL^{-1}, que inicialment es troba a pressió constant i 20 \, ^\circ C, podrem escalfar fins a 42 \, ^\circ C. [1,25 punts] DADES: Capacitat calorífica de la beguda (entre 10 \, ^\circ C i 45 \, ^\circ C); C_e = 4,18 \, kJ \, kg^{-1} \, ^\circ C^{-1}. Masses atòmiques relatives: Ca = 40,0; O = 16,0; H = 1,0. Densitat de l'aigua = 1,0 \, g \, mL^{-1}. Densitat de la beguda = 0,9 \, g \, mL^{-1}. Entalpies estàndard de formació i entropies molars estàndard absolutes a 298 \, K: | Substància | CaO(s) | H_2O(l) | Ca(OH)_2(s) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | \Delta H_f^\circ \, (kJ \, mol^{-1}) | -635 | -286 | -987 | | S^\circ \, (J \, K^{-1} \, mol^{-1}) | 39,8 | 69,8 | 83,4 |

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

Veure la solució del problema