PAU Química 2016 · Setembre · Sèrie 1 · Exercici 2

2. El metanol és l’alcohol de cadena més curta que podem formular. En la indústria química, la síntesi del metanol es produeix per hidrogenació del monòxid de carboni, segons la reacció en fase gasosa següent: CO(g) + 2 H2(g) ⇄ CH3OH(g) A 673 K, els gasos de la reacció estan en equilibri i tenen les pressions parcials següents: 0,27 atm per al monòxid de carboni i 0,20 atm per al metanol. Sabem que la pressió total és d’1,00 atm. a) Calculeu la constant d’equilibri en pressions (Kp) i la constant d’equilibri en con­ centracions (Kc) a 673 K. [1 punt] b) Volem augmentar la producció de metanol. Ho aconseguirem si afegim un catalit­ zador a la mescla gasosa en equilibri? I si augmentem la pressió total? Justifiqueu les respostes. [1 punt] Dada:  Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L mol–1 K–1.

2. EQUILIBRI QUÍMIC a) Segons la llei de Dalton: 𝑃= ∑𝑝𝑖⇒ 𝑝ℎ𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖= 𝑃−𝑝𝐶𝐶− 𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑝ℎ𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 = 1,00 – 0,27 – 0,20 = 0,53 atm (0,25 punts) 𝐾𝑝= 𝑝𝐶𝐶·𝑝2ℎ𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖= 0,27·0,532 = 2,637026489 𝐾𝑃= 2,64 𝑝𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 0,20 (0,25 punts) Relació entre Kp i Kc: 𝐾𝑝= 𝐾𝑐 (𝑅𝑅)∆𝜐→𝐾𝑐= 𝐾𝑝 (𝑅𝑅)−∆𝜐 (0,25 punts) CO(g) + 2 H2(g) ⇄ CH3OH(g) → ∆𝜐= 1 −(1 + 2) = −2 Kc =(2,637026489)[(0,082)(673)]−(−2) =8031,049922 𝐾𝐶= 8031 (0,25 punts) NOTA: Si posen unitats a les constants d’equilibri, resteu 0,1 punts a cada constant. b) Un catalitzador modifica la velocitat de la reacció però no altera la posició de l’equilibri. En afegir un catalitzador, les concentracions dels compostos (reactius i productes) no s’alteren. Per tant, l’addició d’un catalitzador no augmentarà (ni disminuirà) la producció de metanol. (0,5 punts) Si augmentem la pressió, segons el principi de Le Châtelier aquesta variable ha de disminuir, per la qual cosa l’equilibri es desplaçarà cap a on hi ha menys mols gasosos, és a dir, cap a la formació de produ […]