PAU Química 2012 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 2

2. El fosgen és una substància emprada en la fabricació de polímers, com els policarbo- nats o els poliuretans, en metaŀlúrgia, en la indústria farmacèutica i en la fabricació d’alguns insecticides. Es pot obtenir a partir de monòxid de carboni i de clor segons la reacció següent: CO(g)+Cl2(g)⇆COCl2(g) Introduïm una mescla de 2,0mol de monòxid de carboni i 5,0mol de clor en un reactor, i l’escalfem fins a 350K. Quan s’assoleix l’equilibri, observem que al reactor hi ha una pressió de 17,44bar i que hi queda 1,0mol de monòxid de carboni, a més de clor i fosgen. a) Escriviu l’expressió de la constant d’equilibri en pressions (Kp) d’aquesta reacció, i determineu-ne el valor a 350K. [1 punt] b) Una vegada assolit l’equilibri, transvasem la mescla gasosa a un recipient de menys volum i hi mantenim la temperatura. Variarà la constant d’equilibri en pressions (Kp)? Augmentarà el nombre de mols de fosgen? Justifiqueu les respostes. [1 punt] Constant dels gasos ideals: R= 8,31 ×10–2barLK–1mol–1 DADES:

a) CO(g) + Cl2 (g) COCl2(g) L’expressió de la constant d’equilibri en pressions d’aquesta reacció és: Kp = (pfosgè) / (pCO · pclor) [0,2 p] Per determinar la Kp plantegem l’equilibri: CO(g) + Cl2 (g) COCl2(g) mols inicials 2,0 5,0 mols en equilibri 2,0 – x 5,0 – x x [0,1 p] Si sabem que en equilibri tenim 1,0 mols de CO, podem calcular la “x”: 2,0 – x = 1,0 ⇒ x = 1,0 (mol de CO que reacciona) En l'equilibri hi haurà: mol de CO = 1,0 (enunciat del problema) mols de Cl2 = 5,0 – x = 5,0 – 1,0 = 4,0 mol de COCl2 = x = 1,0 [0,2 p] Raonament 1: Per trobar les pressions parcials en equilibri podem emprar l’expressió: pressió parcial = (pressió total) x (fracció molar) pi = p · xi on la pressió total és: p = 17,44 bar, i la fracció molar d’un component es calcula amb el nombre de mols del component i el nombre de mols totals: xi = ni / n Les fraccions molars seran: xCO = 1/6 xclor = 4/6 xfosgè = 1/6 [0,1 p] Les pressions parcials seran: pCO = p · xCO = 17,44 · (1/6) = 2,907 bar pclor = p · xcl […]