Ejercicio 2023-F - Pregunta 3. Descomposició de calcita (2… · Química II URV 2012

Es disposa d'un recipient A de $2\text{ L}$ amb $3\text{ mols}$ de gas $\text{X}_2$ a $240\text{ K}$, i d'un recipient B de $5\text{ L}$ amb gas $\text{Y}_2$ a $3\text{ atm}$ i $350\text{ K}$. El contingut dels dos recipients s'introdueix en un tercer recipient C de $4\text{ L}$ que es manté a $300\text{ K}$.

S'introdueix $1\ \text{kg}$ de calcita ($\mathrm{CaCO_3}$, massa molar $= 100{,}09\ \text{g/mol}$) en un reactor de $3\ \text{L}$ i s'escalfa a $1200\ ^\circ\text{C}$ segons la reacció:$$\mathrm{CaCO_3(s) \rightleftharpoons CO_2(g) + CaO(s)}$$

a)

[0,3 punts] Amb les dades termodinàmiques següents, calculeu $K_p$ a $25\ ^\circ\text{C}$:

Compost · $\Delta H^{\circ}_{\text{f},298}$ (kJ·mol⁻¹) · $\Delta G^{\circ}_{\text{f},298}$ (kJ·mol⁻¹) · $S^{\circ}_{\text{m},298}$ (J·mol⁻¹·K⁻¹) · $C^{\circ}_{\text{p},298}$ (J·mol⁻¹·K⁻¹)

$\mathrm{CO_2(g)}$ · -393.51 · -394.36 · 213.74 · 37.11

$\mathrm{CaCO_3(s,\text{calcita})}$ · -1206.92 · -1128.79 · 92.9 · 81.88

$\mathrm{CaO(s)}$ · -635.09 · -604.03 · 39.75 · 42.80

b)

[1,0 punt] Calculeu la quantitat de calcita que resta al reactor quan s'assoleix l'equilibri a $1200\ ^\circ\text{C}$.

c)

[0,7 punts] Un cop a l'equilibri, es podria augmentar el grau de descomposició de la calcita augmentant la pressió o afegint un catalitzador? Raoneu les respostes.

Sí

No

Sí

No