Problema 2 de Química de la Selectivitat 2021

Juny 2021, Sèrie 2 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

2. L'airbag (o coixí de seguretat) està considerat, en combinació amb el cinturó de seguretat, com un dels millors sistemes per a reduir les lesions ocasionades per un accident de trànsit. Quan un vehicle rep un fort impacte, l'azida de sodi (NaN_3) que porten els airbags es descompon ràpidament i forma nitrogen gasós, que omple el coixí i amorteix el cop dels ocupants. a) L'azida de sodi es prepara comercialment a partir de la reacció entre el monòxid de dinitrogen i l'amidur de sodi segons l'equació química següent: N_2O(g) + 2 NaNH_2(s) \rightarrow NaN_3(s) + NaOH(s) + NH_3(g) Quan reaccionen a pressió constant 4,0 mol de NaNH_2 amb un excés de N_2O, en condicions estàndard i a 298 K, s'absorbeixen 111,6 kJ d'energia en forma de calor. Calculeu l'entalpia estàndard de formació de l'azida de sodi a aquesta temperatura. [1,25 punts] b) En la bibliografia podem trobar les dades següents amb relació als canvis de fase del nitrogen (N_2): | Punt de fusió | Punt d'ebullició | Punt triple | | :--- | :--- | :--- | | 1,00 atm | 1,00 atm | 0,123 atm | | 63,30 K | 77,40 K | 63,15 K | Definiu el terme punt triple d'una substància. Feu un dibuix aproximat del diagrama de fases del nitrogen, marqueu-hi els tres punts que figuren a la taula i indiqueu-hi les zones en què el nitrogen es troba en fase sòlida, líquida i gasosa. Raoneu si podem sublimar el nitrogen a pressió atmosfèrica. [1,25 punts] DADES: Entalpies estàndard de formació a 298 K: \Delta H_f^\circ (N_2O, g) = 82,0 \text{ kJ mol}^{-1}; \Delta H_f^\circ (NH_3, g) = -46,1 \text{ kJ mol}^{-1}; \Delta H_f^\circ (NaNH_2, s) = -123,7 \text{ kJ mol}^{-1}; \Delta H_f^\circ (NaOH, s) = -425,2 \text{ kJ mol}^{-1}.

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

Veure la solució del problema