Docsity
Docsity

Prepara tus exámenes
Prepara tus exámenes

Prepara tus exámenes y mejora tus resultados gracias a la gran cantidad de recursos disponibles en Docsity


Consigue puntos base para descargar
Consigue puntos base para descargar

Gana puntos ayudando a otros estudiantes o consíguelos activando un Plan Premium


Orientación Universidad
Orientación Universidad


Equilibri químic PAU, Ejercicios de Química

Exercicis equilibri químic PAU

Tipo: Ejercicios

2020/2021

Subido el 29/03/2021

maria.bel.mrtnz
maria.bel.mrtnz 🇪🇸

4.7

(7)

14 documentos

1 / 14

Toggle sidebar

Esta página no es visible en la vista previa

¡No te pierdas las partes importantes!

bg1
Diagrama de fases
1.- 12-S1-7 Els diagrames de fases són representacions gràfiques de les condicions de
pressió i temperatura que fan que una substància estigui en estat sòlid, líquid o vapor. Els
perfils d’aquests diagrames per a l’aigua i per al diòxid de carboni són els següents:
a) Què representen les línies que apareixen en un diagrama de fases? Expliqueu
raonadament com varia la temperatura de fusió de les dues substàncies en
augmentar la pressió.
b) Justifiqueu el fet que, a pressió atmosfèrica (101,3kPa), l’aigua pot passar de sòlid
a líquid i de líquid a vapor, modificant la temperatura, mentre que amb el diòxid
de carboni no passa el mateix.
2.- 12-S3-5 Desenvolupem una substància nova al laboratori i comprovem,
experimentalment, que té un punt de fusió a 83,7 °C i un punt d’ebullició a 177 °C, a la
pressió d’1 atm. Mitjançant experiments nous, trobem que té el punt triple a 0,25 atm i a
38,6 °C, i que se sublima a 0,10 atm i a 5 °C.
a) Dibuixeu el diagrama de fases aproximat d’aquesta substància i indiqueu-hi els
punts dels quals es coneixen dades experimentals.
b) Expliqueu què s’entén per punt triple i per punt crític d’una substància.
3.- 15-S5-3 La figura següent representa el diagrama de fases del CO2:
a) Com s’anomenen els punts B i C? Expliqueu què representen les línies AB, BC,
BD i el punt B.
b) Transformem el diòxid de carboni des del punt
E fins al punt H, seguint les línies EF-FG-GH.
Descriviu els tres processos i anomeneu tots els
canvis de fase que s’hi produeixen.
pf3
pf4
pf5
pf8
pf9
pfa
pfd
pfe

Vista previa parcial del texto

¡Descarga Equilibri químic PAU y más Ejercicios en PDF de Química solo en Docsity!

Diagrama de fases

1.- 12 - S1- 7 Els diagrames de fases són representacions gràfiques de les condicions de

pressió i temperatura que fan que una substància estigui en estat sòlid, líquid o vapor. Els

perfils d’aquests diagrames per a l’aigua i per al diòxid de carboni són els següents:

a) Què representen les línies que apareixen en un diagrama de fases? Expliqueu

raonadament com varia la temperatura de fusió de les dues substàncies en

augmentar la pressió.

b) Justifiqueu el fet que, a pressió atmosfèrica (101,3kPa), l’aigua pot passar de sòlid

a líquid i de líquid a vapor, modificant la temperatura, mentre que amb el diòxid

de carboni no passa el mateix.

2.- 12 - S3- 5 Desenvolupem una substància nova al laboratori i comprovem,

experimentalment, que té un punt de fusió a 83,7 °C i un punt d’ebullició a 177 °C, a la

pressió d’1 atm. Mitjançant experiments nous, trobem que té el punt triple a 0,25 atm i a

38,6 °C, i que se sublima a 0,10 atm i a 5 °C.

a) Dibuixeu el diagrama de fases aproximat d’aquesta substància i indiqueu-hi els

punts dels quals es coneixen dades experimentals.

b) Expliqueu què s’entén per punt triple i per punt crític d’una substància.

3.- 15 - S5- 3 La figura següent representa el diagrama de fases del CO 2

a) Com s’anomenen els punts B i C? Expliqueu què representen les línies AB , BC ,

BD i el punt B.

b) Transformem el diòxid de carboni des del punt

E fins al punt H , seguint les línies EF - FG - GH.

Descriviu els tres processos i anomeneu tots els

canvis de fase que s’hi produeixen.

4.- 15 - S5- 7 L’ús tan estès de combustibles en la nostra societat a causa dels transports

provoca l’abocament de gasos a l’atmosfera. Així, en la combustió de la gasolina en els

motors dels automòbils es produeix l’emissió de diversos gasos, com ara el monòxid de

carboni, el diòxid de carboni i l’aigua.

a) Aquests gasos, en sortir del tub d’escapament, es difonen a través de l’aire.

Ordeneu els tres gasos esmentats en ordre creixent de la seva velocitat de difusió.

Justifiqueu la resposta.

b) Hem comprovat experimentalment que 1 000 g de diòxid de carboni ocupen 505,

L a 1,0 bar i a 273 K. Quin volum ocuparia aquesta massa de diòxid de carboni,

en les mateixes condicions de pressió i de temperatura, si es comportés com un

gas ideal? Justifiqueu la diferència de volums a partir del model cineticomolecular

dels gasos. Indiqueu en quines condicions de pressió i de temperatura el

comportament dels gasos reals és molt semblant al dels gasos ideals.

DADES: Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. Constant universal

dels gasos ideals: R = 8,3 × 10

  • 2

bar L K

  • 1

mol

  • 1

5.- 16 - S3- 2 La figura següent representa el diagrama de fases de l’aigua.

a) Doneu el nom i la definició dels punts B

i C, i de les línies AB, BC i BD.

b) Quin és l’estat físic de l’aigua a – 10 °C i

1 atm? Partint d’aquestes condicions de

temperatura i pressió, escalfem l’aigua a

pressió constant fins a 130 °C. Expliqueu

què li passa a mesura que augmenta la

temperatura. Anomeneu tots els canvis

de fase que hi tenen lloc. Dibuixeu, en el

quadern de respostes, el diagrama de

fases i indiqueu-hi els estats inicial i final,

i la línia d’escalfament

6.- 19 - S4- 5 L’oxigen (O 2

) és un gas que s’utilitza en diferents activitats industrials i

sanitàries, i emmagatzemar-lo i transportar-lo requereix unes mesures de seguretat

importants. En la taula següent es mostren unes quantes dades de l’oxigen:

Punt de fusió Punt d’ebullició Punt triple Punt crític

55 K

1 atm

90 K

1 atm

54 K 1,5 ×

  • 3

atm

154 K

49,8 atm

a) Definiu el terme punt triple d’una substància. Feu un dibuix aproximat del diagrama

de fases de l’oxigen, i marqueu-hi els quatre punts que figuren a la taula.

b) La fitxa de seguretat de l’oxigen conté els símbols

següents: Què volen dir aquests símbols i de quins

perills ens adverteixen?

Equilibri Químic

1.- 11 - S1- 1 Els òxids de nitrogen formen part de la pol·lució de les grans ciutats a causa

de la combustió en els motors d’explosió. El N 2

O

4

(g) és incolor i el NO 2

(g) és marró i

més tòxic. En una experiència de laboratori s’introdueixen 184,0g de N 2

O

4

(g) en un

recipient de 4,00 L, i s’escalfen fins a 300 K per a provocar la dissociació del N 2

O

4

(g) en

NO

2

(g). Passat un cert temps, quan la mescla ha assolit l’equilibri, s’analitza el contingut

del recipient i es troba que la quantitat de NO 2

(g) és 36,8g.

a) Determineu la constant d’equilibri en concentracions ( Kc ) de la reacció de

dissociació del N 2

O

4

(g) a 300 K.

b) Si l’aire de les grans ciutats a l’estiu, i en dies sense vent, és més marró que a

l’hivern, justifiqueu si la reacció de dissociació del N2O4(g) és endotèrmica o

exotèrmica. DADES: Masses atòmiques relatives: N = 14,0 ; O = 16,0.

2.- 11 - S2- 2 L’àcid sulfúric és un dels compostos més fabricats del món. Actualment, la

major part de la producció es fa servir per a elaborar fertilitzants, tot i que també s’utilitza

en diversos processos metal·lúrgics o en les bateries dels automòbils. Una de les etapes

en el procés d’obtenció de l’àcid sulfúric és la reacció d’oxidació del diòxid de sofre a

triòxid de sofre. A partir de les dades de la taula següent, responeu a les qüestions i

justifiqueu les respostes.

Variació de la constant d’equilibri amb la temperatura

Reacció: 2 SO 2

(g) + O 2

(g) ⇄ 2 SO 3

(g)

Temperatura (K) 500 700 1100

Constant d’equilibri en pressions (K p

10

4

  • 1

a) Per a aconseguir que la reacció tingui un rendiment alt, convé treballar a

temperatures altes o baixes?

b) En quines condicions de pressió podem millorar el rendiment de la reacció?

3.- 11 - S4- 1 Un dels problemes que van tenir els químics del segle passat fou la manera

d’aconseguir algun compost de nitrogen a partir del nitrogen atmosfèric, ja que el nitrogen

és un element imprescindible en la fabricació d’adobs i explosius. Va trobar-ne la resposta

el químic alemany Fritz Haber, qui va dissenyar un procés per a obtenir amoníac a partir

del nitrogen de l’aire, en què s’esdevé la reacció següent:

N

2

(g) + 3 H 2

(g) ⇄ 2 NH 3

(g) K c

(a 375 °C) = 1,

En un matràs de 3,0 L, a 375 °C, introduïm 9,0 mol de nitrogen, 6,0 mol d’hidrogen i 12,

mol d’amoníac.

a) Justifiqueu per què el sistema no està en equilibri i expliqueu raonadament cap on

es desplaçarà la reacció.

b) Una vegada assolit l’equilibri, obtindrem més amoníac si disminuïm el volum del

recipient? I si hi afegim un catalitzador? Justifiqueu les respostes.

4.- 12 - S1- 2 El fosgen és una substància emprada en la fabricació de polímers, com els

policarbonats o els poliuretans, en metal·lúrgia, en la indústria farmacèutica i en la

fabricació d’alguns insecticides. Es pot obtenir a partir de monòxid de carboni i de clor

segons la reacció següent:

CO(g) + Cl 2

(g) ⇆ COCl 2

(g)

Introduïm una mescla de 2,0 mol de monòxid de carboni i 5,0 mol de clor en un reactor,

i l’escalfem fins a 350 K. Quan s’assoleix l’equilibri, observem que al reactor hi ha una

pressió de 17,44 bar i que hi queda 1,0 mol de monòxid de carboni, a més de clor i fosgen.

a) Escriviu l’expressió de la constant d’equilibri en pressions ( Kp ) d’aquesta reacció,

i determineu-ne el valor a 350 K.

b) Una vegada assolit l’equilibri, transvasem la mescla gasosa a un recipient de

menys volum i hi mantenim la temperatura. Variarà la constant d’equilibri en

pressions ( Kp )? Augmentarà el nombre de mols de fosgen? Justifiqueu les

respostes.

DADES: Constant dels gasos ideals: R = 8,31 ×

  • 2

bar L K

  • 1

mol

  • 1

5.- 12 - S4- 6 L’amoníac i les solucions aquoses d’aquest gas fan una olor irritant i molt

característica que es nota, per exemple, en els productes emprats per a netejar vidres. La

indústria fabrica cada dia milers de tones d’amoníac mitjançant la reacció següent entre

el nitrogen i l’hidrogen:

N 2 (g)+3 H 2 (g)⇆2 NH 3 (g)

Hem realitzat al laboratori un experiment en el qual tenim inicialment, t 0

, els tres

compostos en equilibri en el reactor. A temps t 1

hem introduït nitrogen al reactor i,

mitjançant un conjunt de sensors que hi estan connectats, hem obtingut el gràfic següent,

treballant sempre a una temperatura determinada:

a) Calculeu la constant d’equilibri en

concentracions ( K c

) de la reacció

d’obtenció d’amoníac, a la temperatura

a què s’ha efectuat l’estudi.

b) Expliqueu raonadament la modificació

de la concentració de cadascun dels tres

compostos després de la introducció de

nitrogen al reactor.

a) Determineu la constant d’equilibri en concentracions, K c

, de la reacció de

descomposició de l’azida de sodi a 600 K.

b) Com influirà en la quantitat d’azida de sodi descomposta un augment de la

temperatura si mantenim constant el volum del recipient? I un augment del volum

si mantenim constant la temperatura? Argumenteu les respostes.

DADES: Masses atòmiques relatives: N = 14,0; Na = 23,

9.- 14 - S4- 5 La molècula d’ α

  • D-glucopiranosa es transforma en el seu isòmer

β

- D-

glucopiranosa, en dissolució aquosa i a 20 °C. Aquest procés es coneix amb el nom de

mutarotació :

Δ H ° (a 20 °C) = – 1,46 kJ

mol

  • 1

a) Una solució conté en equilibri un 34 % en massa d’α-D-glucopiranosa i un 66 %

en massa de β-D-glucopiranosa, a 20 °C. Quin valor té la constant d’equilibri en

concentracions, K c

, de la reacció de mutarotació de l’ α-D - glucopiranosa a 20

°C?

b) La mutarotació de l’ α-D-glucopiranosa a 20 °C segueix una cinètica de primer

ordre amb una constant de velocitat de 5,27 × 10

  • 3

s

  • 1 . Dibuixeu, de manera

aproximada, el perfil d’aquesta reacció en un diagrama de l’energia en funció de

la coordenada de la reacció, suposant que la reacció es duu a terme en una única

etapa, i indiqueu on es troba la magnitud de l’energia d’activació. Quan la reacció

es produeix en un medi fortament àcid, [H 3

O

] = 1 M, la constant de velocitat té

un valor de 14,0 s

  • 1 . Expliqueu raonadament a què es deu aquest canvi.

DADES: La massa molecular relativa tant del compost a-d-glucopiranosa com del

compost β-Dglucopiranosa és 180.

10.- 14 - S5- 1 El iodur d’hidrogen gasós és un compost molt utilitzat en química perquè

és una de les principals fonts de iode. En una indústria química hem introduït 7,78 mols

de H 2

(g) i 5,40 mols de I 2

(g) en un reactor de 10,0 L, i ho escalfem a 445 °C; quan la

mescla assoleix l’equilibri comprovem que hem obtingut 9,34 mols de iodur d’hidrogen

gasós.

a) Escriviu la reacció de síntesi del iodur d’hidrogen a partir d’hidrogen i iode.

Calculeu la constant d’equilibri en concentracions, K c

, d’aquesta reacció a 445

°C.

b) Quin efecte tindrà l’addició de de més iode o d’un catalitzador en la constant

d’equilibri en concentracions, K c

? Quin efecte tindrà l’addició de més iode o d’un

catalitzador en el rendiment de la reacció? Argumenteu les respostes, suposant

que sempre mantenim la temperatura a 445 °C.

11.- 15 - S2- 1 El diòxid de nitrogen és un gas contaminant de les zones urbanes que es

forma com a subproducte en els processos de combustió a temperatures elevades. En un

reactor tancat de 5,0 L de capacitat escalfem una mostra de diòxid de nitrogen fins a una

temperatura constant de 327 °C i es produeix la reacció següent:

2 NO

2

(g) ⇄ 2 NO(g) + O 2

(g)

Un cop arribem a l’equilibri, analitzem la mescla gasosa i trobem que conté 3,45 g de

NO

2

, 0,60 g de NO i 0,32 g de O 2

a) Calculeu la constant d’equilibri en concentracions, K c

, i la constant d’equilibri en

pressions, K p

, de la reacció anterior a 327 °C.

b) Aconseguiríem produir més monòxid de nitrogen si afegim un catalitzador a la

mescla gasosa en equilibri? I si augmentem el volum del recipient? Expliqueu

raonadament les respostes.

DADES: Masses atòmiques relatives: N = 14,0; O = 16,0 ; Constant universal dels gasos

ideals: R = 0,082 atm L K

  • 1

mol

  • 1

12.- 15 - S4- 4 El monòxid de nitrogen és el producte de la reacció entre el nitrogen i

l’oxigen atmosfèrics que té lloc als cotxes, ateses les temperatures elevades que s’hi

assoleixen. Aquest òxid s’allibera a l’atmosfera i ràpidament s’oxida a diòxid de nitrogen,

segons el procés següent:

2 NO(g) + O 2

(g) ⇄ 2 NO 2

(g) K p

(a 430 °C) = 1,5 × 10

5

a) Fem un experiment en un recipient tancat, a volum constant i a la temperatura de

430 °C, introduint NO, O 2

i NO 2

fins que la pressió parcial de cada gas és 2,1 ×

  • 3

bar, 1,1 × 10

  • 2

bar i 1,4 × 10

  • 1

bar, respectivament. Justifiqueu, a partir dels

càlculs necessaris, per què la reacció química no està en equilibri. La pressió

parcial del NO 2

serà més alta o més baixa quan la reacció assoleixi l’equilibri?

Justifiqueu la resposta.

b) Determinem la constant d’equilibri en pressions, K p

, de la reacció anterior per a

diferents temperatures i obtenim les dades següents:

Temperatura (K) 600 700 800 900 1 000

Constant d’equilibri (Kp) 138 5,12 0,436 0,0626 0,

La reacció d’oxidació del NO a NO 2

és exotèrmica o endotèrmica? Per a afavorir

l’oxidació del NO a NO 2

, a una temperatura determinada, és preferible fer

l’experiment en un reactor tancat de 10 L o de 100 L? Justifiqueu les respostes.

DADA: Suposeu que 1 bar de pressió és aproximadament igual a 1 atm.

16.- 16 - S5- 3 Molts èsters tenen una aroma característica i, per aquesta raó, es fan servir

freqüentment com a aromatitzants artificials i additius alimentaris. Un d’aquests èsters és

el butanoat d’etil, anomenat habitualment butirat d’etil , que té una aroma semblant a la

de la pinya tropical. El podem obtenir per reacció entre l’àcid butanoic i l’etanol, d’acord

amb l’equació química següent:

CH

3

CH

2

CH

2

COOH(l) + CH 3

CH

2

OH(l) ⇄ CH 3

CH

2

CH

2

COOCH

2

CH

3

(l) + H 2

O(l)

La constant d’equilibri, K c

, d’aquesta reacció té un valor de 4,0 a la temperatura de 50 °C.

Un recipient conté una mescla formada per 0,40 mol d’àcid butanoic, 0,40 mol d’etanol,

0,50 mol de butanoat d’etil i 0,50 mol d’aigua.

a) Justifiqueu, a partir dels càlculs necessaris, per què aquesta mescla no està en

equilibri a 50 °C. Quines seran les quantitats (en mols) de cada compost quan la

mescla assoleixi l’equilibri?

b) Volem millorar el rendiment de la reacció d’obtenció de l’èster i ens proposen

aplicar alguna de les tres estratègies següents: augmentar la pressió, afegir-hi una

substància higroscòpica o afegir-hi més quantitat d’alcohol. Expliqueu

raonadament si amb cadascuna de les estratègies aconseguirem l’objectiu que ens

proposem o no.

NOTA: Les substàncies higroscòpiques són substàncies que absorbeixen aigua, tant en

forma de vapor com en forma líquida, de l’ambient que les envolta.

17.- 17 - S1- 4 Experimentalment, hem dut a terme el seguiment de la reacció en fase

gasosa següent, en un recipient tancat i a una temperatura de 300 K:

2 A(g) ⇄ 2 B(g) + 3 C(g)

En el gràfic següent podem veure els canvis de concentració de les tres substàncies

gasoses A, B i C, en funció del temps.

a) Justifiqueu quines seran les concentracions

de les substàncies A, B i C en l’equilibri, i

calculeu la constant d’equilibri en

concentracions (K c

) i la constant

d’equilibri en pressions (K p

) d’aquesta

reacció a 300 K.

b) Tenim les substàncies A, B i C en equilibri

a 300 K.

Com es modificaran la constant d’equilibri en concentracions i la massa de la

substància A si augmentem el volum del recipient però mantenim la temperatura? Raoneu

les respostes. Dada: Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K

  • 1

mol

  • 1

18.- 17 - S2- 6 El naftalè sòlid, C 10

H

8

(s), se sublima en condicions ambientals de pressió i

temperatura, i per això es pot utilitzar per a fumigar espais tancats. El procés de

sublimació és el següent:

C

10

H

8

(s) ⇄ C 10

H

8

(g) K c

(a 298 K) = 4,29 × 10

  • 6

ΔH° (a 298 K) = 72,0 kJ mol

  • 1

a) Introduïm 0,64 g de naftalè en un recipient tancat de 20,0 L, a una temperatura de

298 K. Escriviu l’expressió de la constant d’equilibri en concentracions (K c

) de

l’equilibri heterogeni del procés de sublimació del naftalè, i calculeu quin

percentatge en massa del naftalè s’haurà sublimat quan s’arribi a l’equilibri.

b) De quin signe és la variació d’entropia estàndard (ΔS°) del procés de sublimació

del naftalè? Quin efecte té la temperatura en l’espontaneïtat d’aquest procés?

Dades: Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0.

19.- 17 - S5- 5 Quan es produeix la pluja àcida, un dels passos intermedis de formació

d’àcid sulfúric a l’atmosfera és la reacció entre el diòxid de sofre i l’oxigen, que genera

triòxid de sofre. La reacció ajustada és la següent:

2 SO

2

(g) + O 2

(g) ⇄ 2 SO 3

(g)

La reacció és exotèrmica i la constant d’equilibri en pressions a 500 K és K p

= 2,5 × 10

10

a) Un recipient tancat de 10 L a 500 K conté 2,0 mol de diòxid de sofre, 1,0 mol

d’oxigen i 2,0 mol de triòxid de sofre. Expliqueu justificadament si la mescla

gasosa es troba en equilibri i com evolucionarà amb el temps.

b) Quins efectes tindrà una disminució de la temperatura en l’equilibri i en la

constant d’equilibri K p

? I una disminució de la pressió total?

Dada: Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L mol

  • 1

K

  • 1

20.- 18 - S1- 5 El fosgen (COCl 2

) és una substància emprada en la fabricació de polímers

com els policarbonats o els poliuretans. Aquest compost es pot dissociar segons l’equació

següent:

COCl 2

(g) ⇄ CO(g) + Cl 2

(g)

Introduïm una quantitat determinada de fosgen en un recipient i l’escalfem fins que arriba

a 523 K. Una vegada s’ha assolit l’equilibri, la pressió total en el recipient és de 2,00 bar

i la pressió parcial del monòxid de carboni, igual que la del clor, és de 0,017 bar.

a) Calculeu la constant d’equilibri en pressions de la reacció de dissociació del

fosgen a 523 K. Indiqueu si la constant d’equilibri en concentracions i la constant

d’equilibri en pressions d’aquesta reacció tenen el mateix valor a 523 K.

b) Mantenint sempre la temperatura a 523 K, com es pot veure afectada la

dissociació del fosgen si, quan s’ha arribat a l’equilibri, provoquem una

disminució del volum del recipient? I si hi afegim un catalitzador? Es modificarà

en algun dels dos casos la constant de l’equilibri en pressions?

23.- 19 - S5- 5 L’àcid salicílic és un additiu important que és present en molts productes

emprats en medicina. A una temperatura de 473 K, aquest àcid es descompon i produeix

fenol i diòxid de carboni, segons l’equació química següent:

En el curs d’un experiment, introduïm 0,345 3 g d’àcid salicílic en un recipient de 50

mL i l’escalfem a 473 K. Quan la mescla assoleix l’equilibri, la refredem i, a continuació,

recollim i mesurem el

CO

2

gasós obtingut; aquest gas ocupa un volum de 48,9 mL, mesurat a 1,0 atm i a 298 K.

a) Calculeu la constant d’equilibri en concentracions ( Kc ) de la reacció de

descomposició de l’àcid salicílic a 473 K.

b) Es descompondria més o menys quantitat d’àcid salicílic si féssim el mateix

experiment en un recipient de 100 mL, mantenint la temperatura a 473 K? I si

féssim el mateix experiment a 550 K, mantenint el volum del recipient en 50 mL?

Justifiqueu les respostes.

Dades: Massa molecular de l’àcid salicílic = 138,12 g mol

  • 1 . R = 0,082 atm L K - 1

mol

  • 1

24.- 20 - S1- 5 L’equació ajustada de formació del monòxid de nitrogen a partir dels seus

elements és la següent:

N

2

(g) + O 2

(g) ⇄ 2 NO(g)

La constant d’equilibri K c

de la reacció ajustada per a formar 2 mols de NO a una

temperatura de 2000 K és 4,0 × 10

4

a) Indiqueu la relació entre la Kp i la Kc. Calculeu Kp. [1,25 punts]

b) Determineu les pressions parcials del nitrogen i l’oxigen a l’equilibri, sabent que la

pressió del NO en l’equilibri és 0,2 atm i que la pressió del nitrogen en l’equilibri és

igual a la de l’oxigen. Si volem afavorir la formació de monòxid, justifiqueu quina

variació de pressió cal aplicar a la reacció. [1,25 punts] Dades: R = 0,082 atm · L ·

mol–1 · K–1.

25.- 20 - S3- 3 Actualment s’estudia la utilització del SO 3

per a emmagatzemar energia

solar. Quan l’energia solar incideix sobre el SO 3

situat dins d’un recipient tancat a alta

temperatura, es dissocia i produeix SO 2

(g) i O 2

(g) d’acord amb la reacció ajustada

següent:

SO

3

(g) ⇄ SO 2

(g) + ½ O 2

(g) Δ H ° > 0

a) Introduïm una certa quantitat de SO 3

en un recipient de 0,8 L. Una vegada assolit

l’equilibri, hi ha 2 mols d’oxigen. La K c

de la reacció ajustada és 0,47 a la

temperatura de l’experiment. Calculeu la concentració de totes les espècies

presents en l’equilibri. [1,25 punts]

b) Expliqueu en quines condicions de pressió i temperatura hauríem de treballar per

a mantenir el SO 3

dissociat i així emmagatzemar l’energia solar. [1,25 punts]

2 6.- 20 - S4- 5 A moltes ciutats, a primera hora del matí es produeix una emissió massiva

d’hidrocarburs i monòxid de nitrogen a conseqüència del trànsit. El monòxid de nitrogen,

en reaccionar amb l’oxigen de l’aire, forma diòxid de nitrogen, un contaminant molt tòxic

responsable de l’anomenada boira fotoquímica :

2 NO(g) + O 2

(g) ⇄ 2 NO 2

(g) K c

(a 20 °C) = 3,21 × 10

2

H ° (a 20 °C) > 0

Basant-nos en els llindars de referència de l’Organització Mundial de la Salut, l’estat de

la qualitat de l’aire a Barcelona (EQAB) es classifica en funció de la concentració de

diòxid de nitrogen que conté:

a) En un dia i una hora determinats, i a la temperatura de 20 °C, l’aire de Barcelona

conté en equilibri 8,31 × 10

  • 2

mol · L

  • 1

d’oxigen i 4,20 × 10

  • 10

mol · L

  • 1

de monòxid

de nitrogen. Determineu quin seria l’estat de la qualitat de l’aire a Barcelona

(EQAB) segons aquestes dades. [1,25 punts]

b) Quan és previsible que hi hagi més boira fotoquímica en una ciutat, en dies molt

calorosos o molt freds? En dies d’alta pressió o de baixa pressió? Raoneu les

respostes. [1,25 punts]

Dades: Masses atòmiques relatives: N = 14,0; O = 16,0. 1 g = 10

6

μg.

EQAB Concentració de NO 2

EQAB Concentració de NO 2

Bo 0 - 40 Dolent 160 - 200

Moderat 40 - 140 Molt dolent > 200

Regular 140 - 160