PAU Química 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 4

4. L’òxid de calci o calç viva és un compost inorgànic molt important en l’àmbit industrial. En el control de la contaminació s’utilitza per a eliminar el diòxid de sofre generat en algunes centrals elèctriques mitjançant la reacció següent: 2 CaO(s) + 2 SO2(g) + O2(g) → 2 CaSO4(s) a) En una central elèctrica s’eliminen, cada minut, 447 g de diòxid de sofre. Calculeu la calor que s’alliberarà per minut en el procés d’eliminació del diòxid de sofre amb calç viva si es produeix a una pressió constant d’1 atm i una temperatura de 298 K. [1 punt] b) En el cas que el procés es produís a volum constant, justifiqueu si s’alliberaria una quantitat de calor superior, inferior o igual. [1 punt] Dades:  Masses atòmiques relatives: O = 16; S = 32. Entalpies estàndard de formació, a 298 K: DH°f (CaO, s) = –635,1 kJ mol–1; DH°f (SO2, g) = –296,4 kJ mol–1; DH°f (CaSO4, s) = –1 432,7 kJ mol–1. Constant universal dels gasos ideals: R = 8,31 J mol–1 K–1.

Pregunta 4a Reacció: 2 CaO(s) + 2 SO2(g) + O2(g)  2 CaSO4(s) Calculem l’entalpia de la reacció (tal com està ajustada): ΔHo reacció = ( np ΔHo f, productes)   nr ΔHo f, reactius) [0,2 punts] L’entalpia de formació de l’oxigen, en condicions estàndard, és 0. f, sulfat de calci]  [(2 x ΔHo ΔHo reacció = [2 x ΔHo f, òxid de calci) + (2 x ΔHo f, diòxid de sofre)] reacció = [2 x (1432,7)]  [(2 x (635,1)) + (2 x (296,4))] ΔHo reacció =  1002,4 kJ ΔHo [0,3 punts] A pressió constant: Qp = ΔHo reacció [0,2 punts] On: Qp és la calor a pressió constant. Calculem la calor alliberada si s’eliminen, cada minut, 447 g de SO2: Massa molecular del SO2: M = (32)+ (2 x 16) = 64 g/mol (447 g SO2/min) (1 mol SO2 / 64 g SO2) (1002,4 kJ / 2 mol SO2) = = 3500,6 kJ Qp = 3500,6 kJ/min Per tant, s’eliminen 3500,6 kJ/min [0,3 punts]  Si no apliquen bé la relació estequiomètrica entre la calor de reacció i els mol de SO2, s’ha de penalitzar 0,2 punts (sobre 0,3punts). Pregunta 4b Si la reacció es rea […]