Problema 6 de Química de la Selectivitat 2023

Juny 2023, Sèrie 5 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

6. A la superfície terrestre, l'ozó (O_3) és un dels indicadors de la contaminació de l'aire. Diversos estudis indiquen que, quan l'ozó es troba en estat estacionari, és a dir, quan la velocitat de la reacció de producció i de destrucció de l'ozó és la mateixa, la seva concentració és 2,0 \times 10^{-8} \text{ mol L}^{-1}. Suposeu que l'únic procés de destrucció de l'ozó és la formació d'oxigen molecular, segons la reacció química següent: 2 O_3(g) \rightarrow 3 O_2(g) a) Escriviu l'equació de velocitat de la reacció de destrucció de l'ozó, si sabem que segueix una cinètica de segon ordre. Calculeu la constant de velocitat d'aquesta reacció si estimem que la producció de l'ozó degut a totes les fonts és 7,2 \times 10^{-13} \text{ mol L}^{-1} \text{ h}^{-1}, i que l'ozó es troba en estat estacionari. Expliqueu, a partir d'un model cinètic, com afecta la temperatura a la velocitat de reacció. [1,25 punts] b) Calculeu l'energia de Gibbs estàndard de la reacció de destrucció de l'ozó a 298 K i justifiqueu que és espontània. Si sabem que l'espontaneïtat d'aquesta reacció no depèn de la temperatura, raoneu si la reacció és endotèrmica o exotèrmica. [1,25 punts] DADA: Energia de Gibbs estàndard de formació a 298 K: \Delta G_f^\circ (O_3) = 142,7 \text{ kJ mol}^{-1}.

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

Veure la solució del problema