Question

CUESTIÓN 2.- Uno de los métodos más eficientes en la actualidad para obtener hidrógeno, H2 (g), es el
reformado con vapor de agua, H2O (g), del metano, CH4 (g), componente principal de gas natural:
CH4 (g) + H2O (g) → CO (g) + 3 H2 (g) ∆H = 191,7 kJ.
Discute razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) La formación de CH4 y H2O a partir de CO y H2 absorbe energía en forma de calor.
b) La energía que contienen los enlaces covalentes de los reactivos (CH4 y H2O) es mayor que la
correspondiente a los enlaces covalentes de los productos (CO y H2).
c) La formación de CO y H2 a partir de CH4 y H2O implica un aumento de entropía del sistema.
d) La reacción aumenta su espontaneidad con la temperatura.

Prueba de Selectividad, Comunidad de Valencia, Junio 2016, QUIMICA

Answer 1

CUESTIÓN 2.- Uno de los métodos más eficientes en la actualidad para obtener hidrógeno, H₂ (g), es el reformado con vapor de agua, H₂O (g), del metano, CH₄ (g), componente principal de gas natural:

CH4 (g) + H2O (g) → CO (g) + 3 H2 (g) ∆H = 191,7 kJ.

Discute razonadamente si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) La formación de CH₄ y H₂O a partir de CO y H₂ absorbe energía en forma de calor.

Falsa. La reacción de formación de hidrógeno (directa) es endotérmica ∆H >0, es decir, hay que suministrarle calor para que se produzca, lo que implica que la reacción inversa (formación de metano) solo se produce con desprendimiento calor ∆H < 0, es exotérmica.

b) La energía que contienen los enlaces covalentes de los reactivos (CH₄ y H₂O) es mayor que la correspondiente a los enlaces covalentes de los productos (CO y H₂).

Verdadera. La variación de energía en la reacción a partir de la energía de enlaces responde a la expresión: ∆Hreac. = ∑ a · ∆Henlaces rotos – ∑ b · ∆Henlaces formados, y al tener que aportar a la reacción 191,7 kJ, ello pone de manifiesto que la energía de los enlaces rotos, es mayor que la de los enlaces formados.

c) La formación de CO y H₂ a partir de CH₄ y H₂O implica un aumento de entropía del sistema.

Verdadero. La reacción provoca un incremento en el número de moles gaseosos lo que implica un crecimiento del desorden molecular y, por tanto, un aumento de la entropía, ∆S > 0.

d) La reacción aumenta su espontaneidad con la temperatura. 

Verdadera. Una reacción es espontánea cuando se cumple que ∆G = ∆H – T · ∆S < 0. Como en la reacción ∆H > 0 y ∆S > 0, la reacción será espontánea cuando el valor absoluto de la variación de entalpía sea inferior al del producto de la temperatura por la variación de la entropía, es decir, cuando se cumpla que │∆H│ < │T · ∆S│, lo que se produce para altas temperaturas.

Prueba de Selectividad, Comunidad de Valencia, Junio 2016, QUIMICA