PAU Química 2019 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 1

1. El diòxid de nitrogen i el monòxid de carboni reaccionen en fase gasosa segons l’equa­ ció següent: NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g) Per a poder predir el mecanisme d’aquesta reacció química a una determinada tem­ peratura, cal conèixer prèviament quina és la seva equació de velocitat. En un estudi cinètic d’aquesta reacció efectuat en un reactor de 10 L, i mantenint la temperatura fixa a 325 °C, hem obtingut les dades experimentals següents: Massa inicial Massa inicial Velocitat inicial Experiment de NO2(g) de CO(g) (mol L–1 s–1) 1 23,00 56,00 6,338 × 10–4 2 69,00 56,00 5,703 × 10–3 3 69,00 28,00 5,703 × 10–3 4 69,00 14,00 5,703 × 10–3 a) Determineu l’ordre de reacció respecte a cada reactiu i la constant de velocitat de la reacció a 325 °C. Escriviu l’equació de velocitat de la reacció a 325 °C. [1 punt] b) Què succeeix amb la velocitat de la reacció si augmentem la temperatura i mante­ nim constant el volum? I si augmentem el volum i mantenim constant la tempera­ tura? Justifiqueu les respostes utilitzant el model cinètic de coŀlisions. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: C = 12,0; N = 14,0; O = 16,0.

Determinar l’ordre de reacció respecte a cada reactiu L’equació de la velocitat de la reacció es pot escriure: v = k [NO2]a · [CO]b on “a” i “b” són els ordres de reacció respecte el NO2 i el CO, respectivament. En la taula ens donen les masses dels reactius, que es troben en un volum de 10 L. Per trobar els ordres de reacció es poden calcular les concentracions inicials de cada reactiu o es pot raonar amb les masses inicials, ja que aquestes són directament proporcionals a la concentració. Si calculem les concentracions inicials: Massa molecular del NO2 = 46 g/mol; Massa molecular del CO = 28 g/mol [NO2] = (massa de NO2 / 46) / 10 (en M) [CO] = (massa de CO / 28) / 10 (en M) concentració concentració inicial de velocitat inicial Experiment inicial de NO2 (M) CO (M) (mol L-1 s-1) 1 0,05 0,20 6,338x10-4 5,703x10-3 2 0,15 0,20 3 0,15 0,10 5,703x10-3 4 0,15 0,05 5,703x10-3 En els dos primers experiments, en els quals la concentració de CO es manté constant, en multiplicar per 3 la concent […]