PAU Andalucía: química (junio 2026) - ejercicio 2A (8662)

, por F_y_Q

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Justifica la espontaneidad de cada uno de los siguientes procesos en función de la temperatura:

a) $$$ \text{CaCO}_3(\text{s})\ \to\ \text{CaO(s)} + \text{CO}_2(\text{g}) \quad \Delta \text{H} \gt 0$$$

b) $$$ 2\text{NO}_2(\text{g})\ \to\ 2\text{NO(g)} + \text{O}_2(\text{g}) \quad \Delta \text{H} \lt 0$$$

c) $$$ \text{Fe(s)} + 2\text{HCl(aq)}\ \to\ \text{FeCl}_2(\text{aq}) + \text{H}_2(\text{g}) \quad \Delta \text{H} \lt 0$$$

d) $$$ \text{H}_2(\text{g}) + \text{CO(g)}\ \to\ \text{HCHO(g)} \quad \Delta \text{H} \gt 0$$$

P.-S.

La resolución de este ejercicio se basa en la ecuación de la energía libre de Gibbs para justificar la espontaneidad de un proceso químico:

$$$ \color{forestgreen}{\bf \Delta G = \Delta H - T\Delta S}$$$

siendo «$$$ \Delta \text{H}$$$» la variación de entalpía de la reacción, «$$$ \Delta \text{S}$$$» la variación de la entropía y «T» la temperatura del proceso, expresada en escala absoluta.

Un proceso químico es espontáneo cuando la variación de la energía libre de Gibbs es negativa ($$$ \color{royalblue}{\bf \Delta G \lt 0}$$$)

a) La variación de entalpía es positiva y la variación de entropía es positiva porque se pasa de un reactivo sólido a un producto sólido y otro gaseoso, con lo que aumenta el desorden del sistema. Para que el proceso sea espontáneo, el término «$$$ \text{T}\Delta \text{S}$$$» ha de ser mayor, en valor absoluto, que el término «$$$ \Delta \text{H}$$$», para que el resultado sea negativo. Eso quiere decir que el proceso será espontáneo a altas temperaturas.

b) La variación de entalpía es negativa y la variación de entropía es positiva porque aumenta el número de moles gaseosos en el proceso químico, eso hace que la variación de la energía libre de Gibbs sea negativa en todos los casos. El proceso será espontáneo en todos los casos.

c) También es un proceso exotérmico y en el que aumenta la entropía porque aumenta el desorden tras la reacción, por lo que ocurre como en el apartado anterior y el proceso es espontáneo en todos los casos.

d) El proceso es endotérmico y la variación de entropía es negativa porque disminuye el número de moles gaseosos en la reacción química, eso implica que la variación de energía libre de Gibbs es positiva en todos los casos, es decir, el proceso no es espontáneo y no puede serlo.

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