PAU Química 2017 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 5

5. Quan es produeix la pluja àcida, un dels passos intermedis de formació d’àcid sulfúric a l’atmosfera és la reacció entre el diòxid de sofre i l’oxigen, que genera triòxid de sofre. La reacció ajustada és la següent: 2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g) La reacció és exotèrmica i la constant d’equilibri en pressions a 500 K és Kp = 2,5 × 1010. a) Un recipient tancat de 10 L a 500 K conté 2,0 mol de diòxid de sofre, 1,0 mol d’oxigen i 2,0 mol de triòxid de sofre. Expliqueu justificadament si la mescla gasosa es troba en equilibri i com evolucionarà amb el temps. [1 punt] b) Quins efectes tindrà una disminució de la temperatura en l’equilibri i en la constant d’equilibri Kp? I una disminució de la pressió total? [1 punt] Dada:  Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L mol–1 K–1.

Pregunta 5 a) 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇄ 2 SO3 (g) 2 mol 1 mol 2 mol Càlcul de la Qc: 2 / ([O2]o [SO2]o 2) Qc = [SO3]o Qc = (2/10)2 /((2/10)2 (1/10)) = 10 (0,4 punts) Càlcula de la Kc: Kp = Kc (RT)∆n Kc = Kp / (RT)∆n ∆n = n(gasos productes) - n(gasos reactius) = (2) – (2+1) = -1 Kc = 2,5 1010 / (0,082 x 500)-1 Kc = 1,025 x 1012 (0,2 punts) Comparació Qc i Kc: Qc = 10 < i Kc = 1,025 x 1012 Qc < Kc No es troba a l’equilibri, i evoluciona cap a la formació de producte per igualar la Qc amb la Kc (0,4 punts)  També es podria argumentar a partir de QP < KP. b) Disminució de la temperatura. Com que la reacció és exotèrmica, una disminució de la temperatura fa desplaçar l’equilibri cap a la formació de producte. 2 SO2 (g) + 3 O2 (g) ⇄ 2 SO3 (g) + “Q” ↓ T ⇒ ↓ Q. Segons Le Châtelier: ↑ Q ⇒ → formació de producte. (0,3 punts) D’altra banda, Kp augmenta en disminuir T ja que la reacció és exotèrmica. S’ha de recordar que la constant d’equilibri només depèn de T. (0,2 punts) Disminució de la pressió. S […]