PAU Química 2008 · Setembre · Sèrie 4 · Exercici 3

3. A temperatures prou baixes, el tetraòxid de dinitrogen és relativament estable, per bé que, quan s’escalfa, es descom- pon i forma diòxid de nitrogen. Es disposa una certa quantitat de N2O4 dins d’un recipient tancat de 2 L i s’escalfa el conjunt fins a 373,15 K per tal que s’assoleixi l’equilibri de descomposició: N2O4(g) ⇄2NO2(g) ΔH > 0 3.1. Sabent que, un cop assolit l’equilibri, la pressió total en el recipient és 0,75 atm i que encara resten 0,030 mol de N2O4 sense descompondre’s, calculeu: a) La pressió parcial de cada gas en l’equilibri i el valor de Kp. Matràs de fons rodó amb una mescla en b) Els mols de N2O4 que s’han disposat en el recipient equilibri de NO2 i al començament de l’experiment. N2O4. [1,5 punts] 3.2. Considerant que el tetraòxid de dinitrogen és un gas incolor i que el diòxid de nitrogen és, en canvi, un gas de color marró fosc, raoneu com afectarà un aug- ment de la temperatura el color de la mescla dels dos gasos en equilibri. [0,5 punts] DADES: R = 0,082 atm·L·K–1·mol–1.

3.1 Equilibri de dissociació del N2O4 N2O4(g) ! 2NO2(g) ΔH > 0 n0 Inici: N2O4 0 Equilibri: nN2O4 = 0,030 mol ptotal = 0,75 atm Pressions parcials de cada gas en l’equilibri: Aplicant la llei dels gasos ideals: pN2O4(eq) · 2 = 0,030 · 0,082 · 373,15 [0,1 punts] d’on: pN2O4(eq) = 0,46 atm [0,2 punts] La pressió parcial del NO2 en l’equilibri serà: pNO2 = 0,75 – 0,46 = 0,29 atm [0,2 punts] Càlcul de Kp 2 p 2 ,0 29 = = = K NO 2 ,0 18 p p ,0 46 N 2 O 4 [0,2 punts expressió + 0,2 punts resultat] Càlcul dels mols inicials de N2O4 (n0 N2O4): n0 N2O4 = nN2O4(eq) + ½ nNO2(eq) [0,2 punts] mols de NO2 en l’equilibri (aplicant la llei dels gasos ideals): 0,29 · 2 = nNO2(eq) · 0,082 · 373,15 [0,1 punts] d’on: nNO2(eq) = 0,019 mol [0,1 punts] mols de N2O4 inicials: n0 N2O4 = nN2O4(eq) + ½ nNO2(eq) = 0,030 + ½ 0,019 = 0,0395 mol ≈ 0,040 mol [0,2 punts] 3.2 Efecte de l’augment de la temperatura La reacció és endotèrmica (ΔH > 0). Atès aquest fet, un augment de la temperatura modificarà el valor de la c […]