PAU Química 2007 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 3

3. A 400 °C, el iodur d’hidrogen gas es descompon parcialment i dóna hidrogen gas i iode gas segons la reacció següent: 2HI(g) ⇆H2(g) + I2(g) Dins d’un reactor de 2 L de capacitat disposem 0,80 mols de iodur d’hidrogen i escalfem el sistema fins a 400 °C per tal que s’assoleixi l’equilibri. Considerant que Kc = 1,56·10–2: 3.1. Calculeu el nombre de mols de cada substància en l’equilibri. [1 punt] 3.2. Raoneu si variarà el nombre total de mols de gas a mesura que es descompon el iodur d’hidrogen i calculeu la pressió total dels gasos del reactor en l’equi- libri. [0,6 punts] 3.3. Raoneu com afectarà al valor de Kc i a l’estat d’equilibri la introducció d’un catalitzador en el reactor. [0,4 punts] R = 0,08206 atm·L·K–1·mol–1 = 8,314 J·K–1·mol–1; 1 atm = 1,013· DADES: 105 Pa.

3. Equilibri de gasos 3.1 mols de cada substància en l’equilibri: reacció: 2 HI (g) ' H2 (g) + I2 (g) mols a l’inici 0,80 0 0 mols a l’equilibri 0,80 – 2x x x molaritats (0,80 – 2x)/2 x/2 x/2 [0,2 punts] Equació de la constant d’equilibri: x / 2 . x / 2 x − = = ,1 56 . 10 − − (( ,0 80 2 x /) 2 ) 2 ( ,0 80 2 x ) 2 [0,2 punts] que condueix a la següent equació de segon grau: 0,9376 x2 + 4,99 10-2 x - 9,98 10-3 = 0 a una única arrel positiva: x = 0,08 de manera que els mols de les espècies en equilibri seran: HI (g) = 0,80 – 0,16 = 0,64 mols H2 (g) = 0,08 mols I2 (g) = 0,08 mols [0,6 punts] Càlcul de la pressió total en l’equilibri: En el transcurs de la reacció no es produeix cap variació respecte al nombre de mols totals de gas: mols totals = mols inicials de IH (g) = 0,80 – 2x + x + x = 0,80 [0,2 punts] D’aquesta manera, la pressió total en l’equilibri serà: + nRT ,0 80 . ,0 08206 (. 273 400 ) = = = P 22 1. atm V 2 Si el càlcul es fa en pascals, el resultat és: 2,24.106 Pa [0,4 punts] […]