Ejercicio 2 - Reacció d'oxidació de NO a NO2 · Química UAB 2022

Tema: Termodinàmica: primer i segon principi, entropia i energia de Gibbs · Del examen Examen Segon Parcial de Química (Gener 2022) (2022)

Enunciado

Context

Data de la prova: 18 de gener de 2022

Dades generals i constants físiques:

1 atm=1013 mbar=1,013×105 Pa1\text{ atm} = 1013\text{ mbar} = 1{,}013 \times 10^5\text{ Pa}

R=0,082 atm⋅L/(mol⋅K)=8,314 J/(mol⋅K)=1,988 cal/(mol⋅K)R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}/(\text{mol}\cdot\text{K}) = 8{,}314\text{ J}/(\text{mol}\cdot\text{K}) = 1{,}988\text{ cal}/(\text{mol}\cdot\text{K})

1 cal=4,18 J1\text{ cal} = 4{,}18\text{ J}

Pregunta 2 (3,5 punts). Reacció d'oxidació de NO a NO2

Considereu la reacció següent en fase gas:

NO(g)+12O2(g)⇌NO2(g)\mathrm{NO(g) + \frac{1}{2} O_2(g) \rightleftharpoons NO_2(g)}

i disposeu de les dades termodinàmiques següents a 298 K298\text{ K}:

Substància

ΔfH298∘ (kcal/mol)\Delta_f H^{\circ}_{298}\text{ (kcal/mol)}

S298∘ (cal/K⋅mol)S^{\circ}_{298}\text{ (cal/K}\cdot\text{mol)}

NO\mathrm{NO}

21,6021{,}60

50,350{,}3

NO2\mathrm{NO_2}

8,098{,}09

57,557{,}5

O2\mathrm{O_2}

—

49,049{,}0

a.

Calculeu ΔrG298∘\Delta_r G^{\circ}_{298}. [1 punt]

b.

En condicions estàndard i T=298 KT = 298\text{ K}, la reacció és espontània? Si és que sí, ho serà sempre? Justifiqueu la resposta. [1 punt]

c.

Calculeu la constant d'equilibri (KpK_p) a 298 K298\text{ K}. [1 punt]

d.

Cap a on es desplaçarà l'equilibri si s'augmenta la temperatura? Justifiqueu la resposta. [0,5 punts]

Enunciado: Ejercicio 2 - Reacció d'oxidació de NO a NO2 · Química UAB 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Calculeu ΔrG°298. (1 punt)

Solución: −8,35 kcal/mol-8{,}35\text{ kcal/mol} / −34,92 kJ/mol-34{,}92\text{ kJ/mol}

b. En condicions estàndard i T = 298 K, la reacció és espontània? Si és que sí, ho serà sempre? Justifiqueu la resposta. (1 punt)

Solución: Sí, és espontània a 298 K perquè ΔrG∘<0\Delta_r G^{\circ} < 0. No serà espontània sempre: com que ΔrH∘<0\Delta_r H^{\circ} < 0 i ΔrS∘<0\Delta_r S^{\circ} < 0, a temperatures altes el terme −TΔrS∘>0-T\Delta_r S^{\circ} > 0 supera l'entalpia i fa ΔrG∘>0\Delta_r G^{\circ} > 0.

c. Calculeu la constant d'equilibri (Kp) a 298 K. (1 punt)

Solución: 1,32⋅1061{,}32\cdot 10^6 / 1321971,741321971{,}74

d. Cap a on es desplaçarà l'equilibri si s'augmenta la temperatura? Justifiqueu la resposta. (0,5 punts)

Solución: Es desplaçarà cap als reactius (cap a l'esquerra). Com que la reacció directa és exotèrmica (ΔrH∘<0\Delta_r H^{\circ} < 0), un augment de temperatura afavoreix el procés endotèrmic oposat.

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Ejercicio 1 (h) - Energia de Gibbs · 2022

Más ejercicios de Termodinàmica: primer i segon principi, entropia i energia de Gibbs