Problema 4 · Fonaments de Química I i II UAB 2013

Context

Instruccions generals de la prova:

La prova consta de 5 problemes o preguntes (puntuació màxima total: 100 punts; 20 punts per qüestió).

Duració màxima de la prova: 2 hores.

No és permès desgrapar cap full de l'examen.

Dades generals:

Capacitat calorífica específica de l'aigua: $c_e(\mathrm{H_2O}(l)) = 4{,}184\text{ J}\cdot\mathrm{^\circ C^{-1}}\cdot\mathrm{g^{-1}}$

Entalpia de fusió de l'aigua: $\Delta_{\mathrm{fus}}H^\circ(\mathrm{H_2O}(l)) = 6{,}01\text{ kJ}\cdot\mathrm{mol^{-1}}$ a $273\text{ K}$

Massa molar de l'aigua: $M(\mathrm{H_2O}) = 18{,}015\text{ g}\cdot\mathrm{mol^{-1}}$

Constant universal dels gasos: $R = 0{,}082\text{ atm}\cdot\mathrm{L}\cdot\mathrm{mol^{-1}}\cdot\mathrm{K^{-1}} = 8{,}31\text{ J}\cdot\mathrm{mol^{-1}}\cdot\mathrm{K^{-1}} = 1{,}987\text{ cal}\cdot\mathrm{mol^{-1}}\cdot\mathrm{K^{-1}}$

Problema 4 (20 punts). Equilibri químic de síntesi de NOBr

A l'interior d'un recipient tancat de $800\text{ cm}^3$ de capacitat en el qual s'ha realitzat prèviament el buit, s'introdueixen $0{,}01\text{ mols}$ de monòxid de nitrogen ($\text{NO}$) i $0{,}004\text{ mols}$ de brom diatòmic ($\text{Br}_2$). A una temperatura constant de $300\text{ K}$ s'assoleix l'equilibri següent:

$$2\,\text{NO}(g) + \text{Br}_2(g) \rightleftharpoons 2\,\text{NOBr}(g)$$

Sabent que la pressió total mesurada en l'equilibri és de $250\text{ mm Hg}$, calculeu:

a.

La constant d'equilibri en termes de pressions parcials, $K_p$.

b.

La variació d'energia lliure de Gibbs estàndard de la reacció, $\Delta_r G^\circ$.