Problema 4 de Química de la Selectivitat 2019

Juny 2019, Sèrie 4 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

4. El diòxid de sofre s'origina per combustió de carbons o petrolis que contenen sofre com a impuresa. Aquest òxid es transforma en triòxid de sofre, i quan es barreja amb vapor d'aigua produeix àcid sulfúric, un dels components principals de la pluja àcida. Observeu la reacció següent: 2 SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2 SO_3(g), \quad \Delta H^\circ = -98,80 \text{ kJ mol}^{-1} A una temperatura determinada, aquesta reacció es pot donar directament en una sola etapa (mecanisme A) o bé, de manera molt més ràpida, en presència de monòxid de nitrogen (mecanisme B). Mecanisme A Etapa única (molt lenta): 2 SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2 SO_3(g) Mecanisme B Etapa 1 (ràpida): 2 NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2 NO_2(g), \quad \Delta H^\circ < 0 Etapa 2 (lenta): 2 NO_2(g) + 2 SO_2(g) \rightarrow 2 SO_3(g) + 2 NO(g), \quad \Delta H^\circ < 0 a) Dibuixeu, de manera aproximada, un gràfic de l'energia respecte a la coordenada de reacció per al mecanisme A, i un altre gràfic per al mecanisme B. Indiqueu en els gràfics les energies d'activació, els estats de transició (complex activat) i la variació d'entalpia de la reacció global. [1 punt] b) Els estudis cinètics demostren que l'oxidació del diòxid de sofre a triòxid de sofre és una reacció d'ordre 1 respecte a l'oxigen, i d'ordre 2 respecte al diòxid de sofre. Escriviu l'equació de velocitat de la reacció i deduïu les unitats de la constant de velocitat. Expliqueu quina funció fa el monòxid de nitrogen en el mecanisme B. [1 punt]

Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.

Veure la solució del problema