PAU Química 2014 · Setembre · Sèrie 5 · Exercici 1

1. El iodur d’hidrogen gasós és un compost molt utilitzat en química perquè és una de les principals fonts de iode. En una indústria química hem introduït 7,78 mols de H2(g) i 5,40 mols de I2(g) en un reactor de 10,0 L, i ho escalfem a 445 °C; quan la mescla assoleix l’equilibri comprovem que hem obtingut 9,34 mols de iodur d’hidrogen gasós. a) Escriviu la reacció de síntesi del iodur d’hidrogen a partir d’hidrogen i iode. Calculeu la constant d’equilibri en concentracions, Kc, d’aquesta reacció a 445 °C. [1 punt] b) Quin efecte tindrà l’addició de més iode o d’un catalitzador en la constant d’equili­ bri en concentracions, Kc? Quin efecte tindrà l’addició de més iode o d’un catalitza­ dor en el rendiment de la reacció? Argumenteu les respostes, suposant que sempre mantenim la temperatura a 445 °C. [1 punt]

a) Formulació: Iodur d’hidrogen HI [– 0,5 p si no formulen bé] [En cap cas la subpregunta 1a pot tenir una puntuació negativa] Reacció de síntesi de l’HI: H2(g) + I2(g) 2 HI(g) [0,2 p]  Es considerarà correcte si la reacció de síntesi està igualada amb altres coeficients estequiomètrics, per exemple: 1/2 H2(g) + 1/2 I2(g) HI(g). Lògicament, l’expressió de la constant d’equilibri canviarà i el valor numèric final de la Kc també. Constant d’equilibri de concentracions: Kc = [HI]2 / ([H2]·[I2]) [0,2 p] Dades: Mols inicials H2(g) = 7,78 Mols inicials I2(g) = 5,40 Mols finals HI = 9,34 Plantejament de l’equilibri: H2(g) + I2(g) 2 HI(g) mols inicials 7,78 5,40 0 mols en equilibri 7,78 x 5,40x 2 x mols de HI en equilibri = 9,34 = 2 x  x = 9,34 / 2  x = 4,67 [0,2 p] Calculem les concentracions en equilibri per V = 10,0 litres: [H2] = (7,78 – x) / 10,0 = (7,780 – 4,67) / 10,0 = 0,311 M [I2] = (5,40  x) / 10,0 = (5,40  4,67) / 10,0 = 0,073 M [HI = 9,34 / 10,0 = 0,934 M [0,2 p] Càlcul de l […]