PAU Química 2017 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 6

6. El boirum fotoquímic (photochemical smog) és una mescla de fum i boira que produeix, entre altres efectes, irritació ocular. Un dels principals irritants oculars del boirum és el formaldehid (CH2O), que es produeix per una reacció entre l’etilè (C2H4) i l’ozó (O3), segons l’equació química següent: C2H4(g) + O3(g) → 2 CH2O(g) +  O2(g)    ∆H° = 22,6 kJ Hem fet diferents experiments, a 25 °C, per determinar la velocitat inicial de reacció a diferents concentracions i hem obtingut els resultats següents: Experiment [C2H4] (mol L–1) [O3] (mol L–1) Velocitat (mol L–1 s–1) 1 0,5 × 10–7 1,0 × 10–8 1,0 × 10–12 2 1,5 × 10–7 1,0 × 10–8 3,0 × 10–12 3 1,0 × 10–7 2,0 × 10–8 4,0 × 10–12 a) Determineu l’ordre de reacció de cada reactiu i l’ordre total. [1 punt] b) Calculeu la constant de velocitat de la reacció a 25 °C. Quina influència té un augment de la temperatura sobre la velocitat de reacció? Justifiqueu la resposta tenint en compte la teoria de les coŀlisions. [1 punt]

Pregunta 6 a) v = k [C2H4]a [O3]b a / [C2H4]1 a Experiments 1 i 2: [O3] = constant. v2 / v1 = [C2H4]2 a = ln (v2 / v1) / ln ([C2H4]2 / [C2H4]1) a = ln (3 x 1012 / 1 x 1012) / ln (1,5 x 107 / 0,5 x 1012) = ln 3 / ln 3 = 1 a = 1 (ordre parcial de l’etilè) (0,4 punts) Experiments 1 i 3: v3 / v1 = ([C2H4]3 / [C2H4]1)a ([O3]3 / [O3]1)b ⇒ b = ln ((v3 / v1) ([C2H4]3 / [C2H4]1)) / ln ([O3]3 / [O3]1) b = ln ((4 x 1012 / 1 x 1012) (0,5 x 107 / 1 x 107)) / ln (2 x 108 / 1 x 108) = ln 2/ ln 2 = 1 b = 1 (ordre parcial de l’ozó) (0,4 punts) Ordre total: n = a + b = 1 + 1 = 2 n = 2 (ordre total) (0,2 punts)  Es pot argumentar, també, que en triplicar la concentració d’etilè fixant una concentració d’ozó (experiments 1 i 2) es triplica la velocitat. Per tant l’ordre parcial de l’etilè és 1.  Es pot argumentar, també, que en duplicar la concentració d’etilè i d’ozó (experiments 1 i 3) es quadruplica la velocitat. Per tant, l’ordre parcial de l’ozó també és 1. b) Experiment 1 (es pot agafar […]