Termodinámica y cinética

Química · Unidad 3

Espontaneidad y rapidez responden a preguntas diferentes: termodinámica y cinética no se sustituyen.

Lecciones del tema

Resumen y esquema de decisión

Formulario del tema

Entalpía y ley de Hess

$$\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{r}}^{\circ }=\sum _{\mathrm{prod}}{\nu }_i\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{f},i}^{\circ }-\sum _{\mathrm{react}}{\nu }_i\mathrm{\Delta }{H}_{\mathrm{f},i}^{\circ }$$

$$\mathrm{\Delta }H\approx \sum E_{\mathrm{rotos}}-\sum E_{\mathrm{formados}}$$

Entropía, energía de Gibbs y espontaneidad

$$\mathrm{\Delta }G=\mathrm{\Delta }H-T\mathrm{\Delta }S(T\text{ en K})$$

$$\mathrm{\Delta }G=\mathrm{\Delta }{G}^{\circ }+RT\ln Q$$

$$\mathrm{\Delta }G<0\text{avance favorable a }T,p\text{ constantes}$$

Velocidad, factores y catálisis

$$v=k[A{]}^m[B{]}^n$$

$$v=-\frac{1}{a}\frac{d[A]}{dt}=\frac{1}{b}\frac{d[B]}{dt}(aA⟶bB)$$

$$\ln \frac{k_2}{k_1}=-\frac{E_a}{R}(\frac{1}{T_2}-\frac{1}{T_1})$$

Refuerzo 1 · Recuperación activa

Cierra los apuntes. Escribe una respuesta antes de revelar cada criterio; después compárala y corrige lo que falte.

¿Signo de romper enlaces?

Requiere energía: contribución positiva.

¿Conversión clave?

100 J/(mol·K)=0,100 kJ/(mol·K).

¿Coeficientes globales iguales a órdenes?

No necesariamente.

Refuerzo 2 · Detecta el error

Refuerzo 3 · Reto de transferencia

Refuerzo 4 · Minitest mixto

Nueve preguntas del banco de las tres lecciones, reunidas para practicar la elección del método. Se reutilizan preguntas, no se presentan como un banco nuevo.

Una reacción exotérmica tiene ΔH…

1. Positiva
2. Negativa
3. Siempre cero

Solución y explicación

Respuesta: Negativa. El sistema disminuye su entalpía y libera calor en las condiciones pertinentes.

En ΔG=ΔH−TΔS, T se usa en…

1. Grados Celsius directamente
2. Kelvin
3. Cualquier escala sin conversión

Solución y explicación

Respuesta: Kelvin. La temperatura debe ser absoluta.

Los órdenes de una reacción global se obtienen normalmente…

1. Copiando coeficientes sin más
2. De datos experimentales
3. Contando átomos de oxígeno

Solución y explicación

Respuesta: De datos experimentales. La ley puede depender de un mecanismo de varias etapas.

Al multiplicar por tres una ecuación, su ΔH…

1. Se multiplica por tres
2. No cambia
3. Se divide entre tres

Solución y explicación

Respuesta: Se multiplica por tres. La entalpía de reacción escala con la cantidad transformada.

La entropía del sistema en un proceso espontáneo…

1. Puede disminuir si aumenta suficientemente la del entorno
2. Siempre aumenta por separado
3. Siempre es cero

Solución y explicación

Respuesta: Puede disminuir si aumenta suficientemente la del entorno. El criterio general involucra sistema y entorno.

Un catalizador cambia principalmente…

1. El camino cinético
2. La constante K a igual T
3. La masa total final sin balance

Solución y explicación

Respuesta: El camino cinético. No altera la diferencia termodinámica entre estados.

Energías medias de enlace proporcionan…

1. Exactitud para cualquier líquido
2. Solo el signo sin magnitud
3. Una estimación con limitaciones

Solución y explicación

Respuesta: Una estimación con limitaciones. Dependen del entorno y suelen referirse a procesos gaseosos.

ΔG° y ΔG para cualquier mezcla son siempre iguales…

1. Sí
2. Solo si hay gases
3. No

Solución y explicación

Respuesta: No. La composición introduce el término RT ln Q.

Para v=k[A]², unidades de k con v en mol/(L·s)…

1. s⁻¹
2. mol/(L·s)
3. L/(mol·s)

Solución y explicación

Respuesta: L/(mol·s). Se divide v entre una concentración al cuadrado.

Refuerzo 5 · Flashcards del tema

Las doce tarjetas se comparten con las lecciones: son las mismas tarjetas, no doce duplicados que haya que estudiar dos veces.

¿Ley de Hess?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

La entalpía total se obtiene sumando etapas que reproducen el mismo cambio de estado.

Intenta responder antes de mirar.

¿Signo de romper enlaces?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Requiere energía: contribución positiva.

Intenta responder antes de mirar.

¿Signo de formar enlaces?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Libera energía: contribución negativa.

Intenta responder antes de mirar.

¿Por qué anotar las fases?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Porque modifican el estado y la entalpía.

Intenta responder antes de mirar.

¿Espontáneo significa rápido?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

No: la barrera cinética puede ser importante.

Intenta responder antes de mirar.

¿Conversión clave?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

100 J/(mol·K)=0,100 kJ/(mol·K).

Intenta responder antes de mirar.

¿Umbral con datos constantes?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

T=ΔH/ΔS, si resulta físicamente pertinente.

Intenta responder antes de mirar.

¿Equilibrio a T,p constantes?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

ΔG de reacción se anula en la composición de equilibrio.

Intenta responder antes de mirar.

¿Orden total?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Suma de exponentes de la ley de velocidad.

Intenta responder antes de mirar.

¿Coeficientes globales iguales a órdenes?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

No necesariamente.

Intenta responder antes de mirar.

¿Qué explica Arrhenius?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

La dependencia de k con T mediante una energía de activación.

Intenta responder antes de mirar.

¿Catalizador y equilibrio?

Ya lo he intentado: revelar respuesta

Llega antes al mismo equilibrio a igual T y condiciones.

Intenta responder antes de mirar.

Refuerzo 6 · Mezcla con un tema anterior

Cambia de procedimiento para comprobar si puedes elegirlo sin que el título del tema te lo indique.

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Fuentes y revisión editorial

Material de elaboración propia con asistencia de IA. Revisión docente final pendiente. La comprobación técnica no certifica la adaptación a una convocatoria concreta de PAU.

• Real Decreto 243/2022, texto consolidado: enseñanzas mínimas de Bachillerato
• Orden de 30 de mayo de 2023: currículo de Bachillerato en Andalucía