PAU Química 2022 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 3

3. Els òxids de nitrogen destrueixen la capa d’ozó de l’atmosfera perquè catalitzen la des­ O3(g) + NO(g) → NO2(g) + O2(g)  ΔH° = –198,7 kJ mol–1 composició de l’ozó segons la reacció: Hem dut a terme quatre experiments per a determinar la velocitat inicial de reacció a diferents concentracions i hem obtingut els resultats següents: Concentració inicial O3 Concentració inicial NO Velocitat inicial Experiment (mol L–1) (mol L–1) (mol L–1 s–1) 1 0,020 0,025 42,0 2 0,015 0,010 12,6 3 0,015 0,030 37,8 4 0,010 0,050 42,0 a) Justifiqueu l’ordre de la reacció respecte a cada reactiu, l’ordre total de la reacció i calculeu la constant de velocitat. [1,25 punts] b) Partint del model cinètic de coŀlisions, justifiqueu l’efecte de la temperatura i del volum del reactor en la velocitat de la reacció. Què és un catalitzador? Expliqueu com actua un catalitzador en una reacció química a partir d’un model cinètic. [1,25 punts]

Pregunta 3a Determinació de l’ordre de reacció - L’equació de la velocitat de la reacció es pot escriure: v = k [O3]NO [0,10 punts] on  és l’ordre de reacció respecte a l’ozó i  és l’ordre de reacció respecte al monòxid de nitrogen. - De la taula de dades experimentals es poden comparar els experiments (2) i (3), que tenen la mateixa concentració d’ozó: 37,8 mol L–1 s–1 = k (0,015 mol L–1)(0,030 mol L–1) Tercer experiment: 12,6 mol L–1 s–1 = k (0,015 mol L–1) (0,010 mol L–1) Segon experiment: En dividir tenim: 3 = 1 x 3   = 1; la reacció serà d’ordre 1 respecte al NO. [0,40 punts] - De la taula de dades experimentals poden comparar els experiments (1) i (4), que tenen la mateixa velocitat: 42 mol L–1 s–1 = k (0,020 mol L–1)(0,025 mol L–1) Primer experiment: 42 mol L–1 s–1 = k (0,010 mol L–1) (0,050 mol L–1) Quart experiment: En dividir es troba: 1 = 2 x (0,5)   = 1; la reacció serà d’ordre 1 respecte a O3. [0,40 punts] L’ordre total de la reacció és igual […]