PAU Química 2023 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 6

6. A la superfície terrestre, l’ozó (O3) és un dels indicadors de la contaminació de l’aire. Diversos estudis indiquen que, quan l’ozó es troba en estat estacionari, és a dir, quan la velocitat de la reacció de producció i de destrucció de l’ozó és la mateixa, la seva concen- tració és 2,0 × 10–8 mol L–1. Suposeu que l’únic procés de destrucció de l’ozó és la formació d’oxigen molecular, segons la reacció química següent: 2 O3(g) → 3 O2(g) a) Escriviu l’equació de velocitat de la reacció de destrucció de l’ozó, si sabem que segueix una cinètica de segon ordre. Calculeu la constant de velocitat d’aquesta reacció si esti- mem que la producció de l’ozó degut a totes les fonts és 7,2 × 10–13 mol L–1 h–1, i que l’ozó es troba en estat estacionari. Expliqueu, a partir d’un model cinètic, com afecta la temperatura a la velocitat de reacció. [1,25 punts] b) Calculeu l’energia de Gibbs estàndard de la reacció de destrucció de l’ozó a 298 K i justifiqueu que és espontània. Si sabem que l’espontaneïtat d’aquesta reacció no depèn de la temperatura, raoneu si la reacció és endotèrmica o exotèrmica. [1,25 punts] Dada: Energia de Gibbs estàndard de formació a 298 K: ΔGf° (O3) = 142,7 kJ mol–1.

Pregunta 6a Escriure l’equació de velocitat Reacció de destrucció de l’ozó: 2 O3 (g) → 3 O2 (g) La velocitat d’una reacció és igual a la constant de velocitat multiplicada per la concentració de cada reactiu elevat al seu ordre de reacció, que en la reacció anterior és 2.  Equació velocitat: v = k [O3]2 [0,3 p] Calcular la constant de velocitat Velocitat de producció ozó = 7,2 x 10-13 mol/L h Dades. [O3] = 2,0 x 10-8 mol / L L’ozó es troba en estat estacionari: velocitat de producció ozó = velocitat destrucció ozó  velocitat destrucció ozó = 7,2 x 10-13 mol/L h k = v / [O3]2  k = (7,2 x 10-13) / (2,0 x 10-8)2  k = 1800 mol-1 L h-1 [0,4 p] Explicar com afecta la temperatura a la velocitat d’una reacció (model) Un augment de temperatura de la reacció fa augmentar la velocitat de la reacció. [0,15 p] Raonaments: només cal que en proposin un. [0,4 p] Segons el model de col·lisions: Un augment de temperatura provoca que hi hagi més molècules amb una energia cinètica mínima per xocar i r […]