PAU Química 2007 · Setembre · Sèrie 3 · Exercici 3

3. La síntesi de l’amoníac pel procés de Haber-Bosch ve expressada per la reacció següent: N2(g) + 3H2(g) ⇆2NH3(g) H = –92,0 kJ En un recipient de 2 L i a 400 K es troben en equilibri 0,80 mol d’amoníac, 0,40 mol de nitrogen i 0,50 mol d’hidrogen. 3.1 Calculeu la constant d’equilibri Kc de la reacció a 400 K. [0,6 punts] 3.2. Establiu la geometria molecular de l’amoníac, raoneu el valor previsible del seu angle d’enllaç i argumenteu, a partir de la polaritat de la molècula, si l’a- moníac serà soluble en aigua o no. [1 punt] 3.3. L’any 1918, donada la importància industrial de l’amoníac, Haber fou guar- donat amb el Premi Nobel de Química pel procés de síntesi que du el seu nom. Indiqueu els principals usos i aplicacions industrials de l’amoníac. [0,4 punts] DADES: H(Z = 1); N(Z = 7); O(Z = 8).

3.1 Càlcul de la constant d’equilibri, Kc: 3 H2 (g) + N2 (g) ' 2 NH3 (g) Mols (ni) i concentracions molars (ni/2) en l’equilibri: H2 N2 NH3 ni 0,50 0,40 0,80 molaritat 0,25 0,20 0,40 [ ] [ ] 2 2 NH ,0 40 = = = K c 51 2, [ ] [ ] [ ] [ ] 3 3 H · N ,0 25 · ,0 20 2 2 [0,6 punts] 3.2 Geometria: piràmide de base triangular [0,3 punts] Angle d’enllaç previsible: proper als 109º [0,3 punts] Polaritat: molècula polar (moment dipolar resultant diferent de zero) [0,2 punts] Soluble en aigua, atès que l’aigua posseeix també una molècula polar. [0,2 punts] 3.3 Usos de l’amoníac: 1- fabricació d’adobs (font de nitrogen) 2- matèries primeres per a explosius (p.e. KNO3) 3- fabricació de productes orgànics nitrogenats (p.e. amines) 4- fabricació de productes de neteja per a la llar (desengreixants) 5- fluid refrigerant (actualment substituït per altres substàncies) 6- calmant tòpic de la irritació per picades d’insectes etc. per cada us citat [0,2 punts] indicant 2 usos ja s’obté la màxima puntuació de […]