Problema 6 de Química de la Selectivitat 2020

Juny 2020, Sèrie 3 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

6. El metantiol (CH_3-SH) és un gas incolor amb una olor similar a la col fermentada i és una de les principals substàncies responsables del mal alè. Es produeix d'una manera natural amb la descomposició bacteriana de les proteïnes i, per tant, s'estudia com a indicador de la degradació d'aliments. Se sintetitza per reacció entre el metanol i el sulfur d'hidrogen a 400 \, ^\circ C, utilitzant l'alúmina i el wolframat de potassi com a catalitzadors: CH_3OH(g) + H_2S(g) \rightarrow CH_3SH(g) + H_2O(g) \quad \text{Catalitzadors, } Al_2O_3/K_2WO_4 a) Determineu si la reacció serà espontània o no a aquesta temperatura. [1,25 punts] b) Representeu gràficament el diagrama d'energies de la reacció amb catalitzador, i indiqueu l'energia d'activació i l'entalpia de la reacció. Expliqueu com el catalitzador modifica la velocitat de la reacció. Indiqueu també si el catalitzador modifica l'entalpia de la reacció. Justifiqueu les respostes. [1,25 punts] DADES: Masses atòmiques relatives: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; S = 32,0. \Delta H_f^\circ (unitats en kJ \cdot mol^{-1}) a 25 \, ^\circ C: CH_3OH(g) = -201,0; CH_3SH(g) = -22,9; H_2O(g) = -228,6; H_2S(g) = -20,6. S^\circ (unitats en J \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}) a 25 \, ^\circ C: CH_3OH(g) = 239,9; CH_3SH(g) = 255,2; H_2O(g) = 188,8; H_2S(g) = 205,8. NOTA: Suposeu que els valors de variació d'entalpia i d'entropia no canvien amb la temperatura.

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

Veure la solució del problema