PAU Química 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 6

6. Conèixer la velocitat d’una reacció química i determinar de què depèn és molt útil quan es dissenya el procés de fabricació d’una substància nova. Els enginyers químics han de cercar, en cada cas, com es pot millorar el rendiment d’una reacció, però també com es pot accelerar la reacció. En un reactor, a volum constant i a la temperatura de 60 °C, s’ha fet un estudi de la cinètica de la reacció següent: A(g) + 2 B(g) → C(g) Les dades experimentals obtingudes demostren que la reacció és de primer ordre respecte de A i d’ordre zero respecte de B. a) Escriviu l’equació de velocitat de la reacció. Calculeu la constant de velocitat d’aquesta reacció a 60 °C si, per a una concentració inicial del reactiu A d’1,6 × 10–2 mol L–1 i del reactiu B de 4,4 × 10–2 mol L–1, la velocitat inicial de la reacció és 4,1 × 10–4 mol L–1 s–1. La velocitat de la reacció es mantindrà, disminuirà o augmentarà quan hauran trans­ corregut uns quants minuts després de l’inici de la reacció? Justifiqueu la resposta. [1 punt] b) Què és un catalitzador? Expliqueu com actua un catalitzador en una reacció química a partir del model de l’estat de transició.

Pregunta 6a L’equació de velocitat d’una reacció ens indica la relació entre la velocitat i les concentracions de cada reactiu a mesura que avança la reacció: Equació de velocitat: v = k [A]m[B]n [0,2 punts] on: k és la constant de velocitat. m i n són els ordres de reacció respecte dels reactius A i B, respectivament. Amb les dades de l’exercici sabem que m = 1 i n = 0 v = k [A]1[B]0  v = k [A] [0,2 punts] Càlcul de la constant de velocitat Dades: [A]o = 1,6 x 10−2 M [B]o = 4,4 x 10−2 M vo = 4,1 x 10−4 M s-1 De l’equació de velocitat deduïm que:  k = 4,1 x 10−4 / 1,6 x 10−2 k = v / [A]  k = 2,56 x 10−2 s-1 [0,3 punts]  Si no indiquen unitats (o són errònies) es penalitza 0,15 punts.  Considerem correcte el valor que trobi de la constant si l’alumne utilitza l’equació de velocitat que hagi escrit a l’apartat anterior, encara que sigui errònia (per qüestions de coherència). A mesura que avança la reacció, *A+ disminueix (és un reactiu) i, segons l’equació de velocitat, la velocitat […]