Problema 4 de Química de la Selectivitat 2024

Setembre 2024, Sèrie 3 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.

Enunciat

4. El tetraòxid de dinitrogen (N_2O_4) és un oxidant molt tòxic i corrosiu. Es fa servir com a propellent de coets i també és un poderós reactiu utilitzat en síntesis químiques. Forma part, juntament amb altres òxids de nitrogen, de la pol·lució de les grans ciutats a causa de la combustió en els motors d'explosió. [Fotografia: trànsit intens en una ciutat amb boira de contaminació] El tetraòxid de dinitrogen es transforma en diòxid de nitrogen (NO_2) a 373 K segons la reacció següent: N_2O_4(g) ightleftharpoons 2 NO_2(g) a) Un matràs de 2,0 L a 373 K conté una mescla en equilibri formada per 0,20 mol de N_2O_4 i 0,29 mol de NO_2. Calculeu la constant d'equilibri en concentracions (K_c) i la constant d'equilibri en pressions (K_p) a aquesta temperatura. [1,25 punts] b) El N_2O_4 és un gas incolor i el NO_2 és un gas marró i més tòxic. A l'estiu, en ciutats contaminades, i especialment si no hi ha vent, l'ambient té un color més marronós que a l'hivern. En aquests casos, quin compost de nitrogen és el que predomina a l'aire a l'estiu? Com afecta a l'equilibri un augment de la temperatura? Justifiqueu les respostes. Raoneu si la reacció de dissociació del N_2O_4 és endotèrmica o exotèrmica i expliqueu si els canvis de pressió afecten l'equilibri i, en cas que l'afectin, expliqueu com. Considereu que la temperatura es manté constant. [1,25 punts] DADES: Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 ext{ atm L K}^{-1} ext{ mol}^{-1}.

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

Veure la solució del problema