PAU Química 2011 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 1

1. Els òxids de nitrogen formen part de la pol·lució de les grans ciutats a causa de la combustió en els motors d’explosió. El N2O4(g) és incolor i el NO2(g) és marró i més tòxic. En una experiència de laboratori s’introdueixen 184,0g de N2O4(g) en un reci- pient de 4,00L, i s’escalfen fins a 300K per a provocar la dissociació del N2O4(g) en NO2(g). Passat un cert temps, quan la mescla ha assolit l’equilibri, s’analitza el con- tingut del recipient i es troba que la quantitat de NO2(g) és 36,8g. a) Determineu la constant d’equilibri en concentracions (Kc) de la reacció de dis- sociació del N2O4(g) a 300K. [1 punt] b) Si l’aire de les grans ciutats a l’estiu, i en dies sense vent, és més marró que a l’hi- vern, justifiqueu si la reacció de dissociació del N2O4(g) és endotèrmica o exo- tèrmica. [1 punt] DADES: Masses atòmiques relatives: N=14,0; O=16,0.

Pregunta 1 a) Reacció de dissociació del N2O4(g): N2O4(g) 2 NO2(g) Constant d’equilibri de concentracions: Kc = [NO2]2 / [N2O4] [0,2 p] ƒ Es considerarà correcte si la reacció de dissociació està igualada d’una altra manera, per exemple: ½ N2O4(g) NO2(g). Lògicament, l’expressió de la constant d’equilibri canviarà. Calculem les masses moleculars: Massa molecular del N2O4 = 92 g / mol Massa molecular del NO2 = 46 g / mol Mols inicials de reactiu = 184 g N2O4 x (1 mol N2O4 / 92 g N2O4) = 2,0 mols de N2O4 Mols finals de producte = 36,8 g NO2 x (1 mol NO2 / 46 g NO2) = 0,80 mols NO2 [0,1 p] Plantejament de l’equilibri: N2O4(g) 2 NO2(g) mols inicials 2,0 0 mols en equilibri 2,0 - x 2 x [0,2 p] mols de NO2 en equilibri = 0,80 = 2 x ⇒ x = 0,80 / 2 = 0,40 mols [0,1 p] Calculem les concentracions en equilibri sabent que: V = 4,00 litres [N2O4] = (2,0 – x) / 4,00 = (2,0 - 0,40) / 4,00 = 0,40 M [NO2] = (2 x) / 4,00 = (0,80) / 4,00 = 0,20 M [0,2 p] Càlcul de la constant d’equilibri: Kc = [NO2]2 / […]