Ejercicio 3B · Química PAU Baleares Extraordinaria 2024

Tema: Cinética química: ecuación de velocidad, órdenes y factores · Del examen Extraordinaria (2024)

Enunciado

3B. (2 punts)

L'òxid de sofre (VI) (SO3\mathrm{SO_3}), a 25 ∘C25\ ^\circ\mathrm{C} i 1 atm1\text{ atm}, és un gas que actua com a contaminant important i és l'agent principal de la pluja àcida. La font antropogènica més important del SO3\mathrm{SO_3} té l'origen en la crema de combustibles fòssils.

Aquest compost es produeix a partir de l'oxidació de l'òxid de sofre (IV) (SO2\mathrm{SO_2}) amb oxigen d'acord amb la següent reacció química ajustada:

2 SO2 (g)+O2 (g)→2 SO3 (g)2\ \mathrm{SO_2\ (g)} + \mathrm{O_2\ (g)} \rightarrow 2\ \mathrm{SO_3\ (g)}

Aquesta reacció és de tercer ordre respecte al SO2\mathrm{SO_2} i de primer ordre respecte a l'oxigen. A partir d'aquesta informació, contesta de forma raonada a les qüestions següents:

a)

Escriu l'expressió de l'equació de velocitat de reacció i indica l'ordre global de la reacció.

b)

Com pots aconseguir un major augment de la velocitat de la reacció, duplicant la concentració de SO2\mathrm{SO_2} o duplicant la concentració d'oxigen? Raona la resposta.

c)

Podem assegurar que la velocitat de reacció romandrà constant durant el transcurs de la reacció? Raona la resposta.

d)

Es va determinar l'energia d'activació (EaE_a) de la reacció utilitzant diferents catalitzadors i s'obtingueren els valors següents:

Catalitzador A: Ea=35 kJ⋅mol−1E_a = 35\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}

Catalitzador B: Ea=52 kJ⋅mol−1E_a = 52\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}

Catalitzador C: Ea=27 kJ⋅mol−1E_a = 27\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}

Quin dels anteriors catalitzadors utilitzaries per aconseguir que la reacció sigui més ràpida? Raona la resposta.

Enunciado: Ejercicio 3B · Química PAU Baleares Extraordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Escriu l'expressió de l'equació de velocitat de reacció

Solución: v=k[SO2]3[O2]v = k [\mathrm{SO_2}]^3 [\mathrm{O_2}]

a) indica l'ordre global de la reacció.

Solución: 4

b) Com pots aconseguir un major augment de la velocitat de la reacció, duplicant la concentració de SO2 o duplicant la concentració d'oxigen?

Solución: Duplicant la concentració de SO2\mathrm{SO_2}

b) Raonament sobre l'augment de velocitat al duplicar concentracions

Solución: Si [SO2]2=2[SO2]1→v2=k(2[SO2]1)3[O2]=8k[SO2]13[O2];v2=8v1[\mathrm{SO_2}]_2 = 2 [\mathrm{SO_2}]_1 \rightarrow v_2 = k (2[\mathrm{SO_2}]_1)^3 [\mathrm{O_2}] = 8k [\mathrm{SO_2}]_1^3 [\mathrm{O_2}]; v_2 = 8 v_1. Si [O2]2=2[O2]1→v2=k[SO2]32[O2]1=2k[SO2]3[O2]1;v2=2v1[\mathrm{O_2}]_2 = 2 [\mathrm{O_2}]_1 \rightarrow v_2 = k [\mathrm{SO_2}]^3 2[\mathrm{O_2}]_1 = 2k [\mathrm{SO_2}]^3 [\mathrm{O_2}]_1; v_2 = 2 v_1.

c) Podem assegurar que la velocitat de reacció romandrà constant durant el transcurs de la reacció?

Solución: No

c) Raona la resposta sobre la variació de velocitat

Solución: A mesura que transcorri la reacció, anirà disminuint la concentració dels reactius i, per tant, la velocitat de reacció, la qual depèn de les concentracions dels reactius, també disminuirà.

d) Quin dels anteriors catalitzadors utilitzaries per aconseguir que la reacció sigui més ràpida?

Solución: Catalitzador C

d) Raona la resposta sobre l'elecció del catalitzador

Solución: La velocitat d'una reacció augmentarà si va pel camí que tingui l'energia d'activació més baixa. Per tant, el catalitzador C és el que farà que la reacció sigui més ràpida (d'acord amb l'equació d'Arrhenius).

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

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

‹ Ejercicio 4B · Ordinaria 2025 · Ejercicio 5A · Ordinaria 2024 ›

Más ejercicios de Cinética química: ecuación de velocidad, órdenes y factores