Problema 5 de Química de la Selectivitat 2021

Juny 2021, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

5. El monòxid de nitrogen reacciona amb clor gasós a 100 \text{ °C} per a obtenir clorur de nitrosil, que és un reactiu utilitzat en la síntesi de la caprolactama, emprada finalment per a l'obtenció del niló 6. La reacció d'obtenció de clorur de nitrosil a partir de clor i monòxid de nitrogen és la següent: 2 \text{ NO(g)} + \text{Cl}_2\text{(g)} \to 2 \text{ NOCl(g)} Duem a terme tres experiments a diferents concentracions per a determinar la velocitat inicial de la reacció de formació del clorur de nitrosil. Els resultats obtinguts són els següents: | Experiment | Concentració inicial de NO (\text{mol L}^{-1}) | Concentració inicial de \text{Cl}_2 (\text{mol L}^{-1}) | Velocitat inicial (\text{mol L}^{-1} \text{s}^{-1}) | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 1 | 0,0125 | 0,255 | 2,25 \times 10^{-5} | | 2 | 0,0125 | 0,510 | 4,50 \times 10^{-5} | | 3 | 0,0250 | 0,255 | 9,00 \times 10^{-5} | a) Determineu els ordres de reacció respecte al \text{Cl}_2 i respecte al NO. Escriviu l'equació de velocitat. Calculeu el valor de la constant de velocitat. [1,25 punts] b) El diagrama d'energia d'una reacció amb dues etapes elementals presenta el perfil següent: [Gràfic: diagrama d'energia en funció de la coordenada de reacció amb dos màxims] Marqueu en el diagrama les energies d'activació, els estats de transició (complex activat) i la variació de l'entalpia de la reacció global. La reacció global és endotèrmica o exotèrmica? Quina és l'etapa limitant de la velocitat de reacció? Justifiqueu les respostes. [1,25 punts]

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

Veure la solució del problema