Problema 7 · Química PAU Aragón Ordinaria 2024

7. (2 puntos) Una de las etapas de la fabricación industrial de ácido nítrico consiste en la siguiente reacción entre dióxido de nitrógeno y agua:

$$3\,\text{NO}_2\,(\text{g}) + \text{H}_2\text{O}\,(\text{l}) \rightleftarrows 2\,\text{HNO}_3\,(\text{ac}) + \text{NO}\,(\text{g})$$

a)

Calcule la entalpía de la reacción anterior a partir de los siguientes datos e indique si es una reacción endotérmica o exotérmica: (1 punto)

A: $2\,\text{NO}\,(\text{g}) + \text{O}_2\,(\text{g}) \rightleftarrows 2\,\text{NO}_2\,(\text{g}) \quad \Delta H^\circ = -173\,\text{kJ}$

B: $2\,\text{N}_2\,(\text{g}) + 5\,\text{O}_2\,(\text{g}) + 2\,\text{H}_2\text{O}\,(\text{l}) \rightleftarrows 4\,\text{HNO}_3\,(\text{ac}) \quad \Delta H^\circ = -255\,\text{kJ}$

C: $\text{N}_2\,(\text{g}) + \text{O}_2\,(\text{g}) \rightleftarrows 2\,\text{NO}\,(\text{g}) \quad \Delta H^\circ = +181\,\text{kJ}$

Exotérmica

Endotérmica

b)

¿Cuánto calor se pondrá en juego si se quieren obtener $5\,\text{kg}$ de ácido nítrico? ¿Qué volumen de $\text{NO}$, medido a $298\,\text{K}$ y $1\,\text{atm}$, se obtendrá junto a ese ácido nítrico? (1 punto)

Datos: $R = 0{,}082\,\text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$. Masas atómicas: $\text{H} = 1$; $\text{N} = 14$; $\text{O} = 16$.