Pregunta 5B · Química PAU Baleares Ordinaria 2026

El metanol ($\text{CH}_3\text{OH}$) és un biocombustible i un reactiu fonamental en la indústria química. La seva combustió completa amb oxigen ($\text{O}_2$) és una reacció que s'estudia per a l'emmagatzematge d'energia i per entendre els processos de combustió neta. La reacció química ajustada és la següent:

$$2\ \text{CH}_3\text{OH}\ (\text{l}) + 3\ \text{O}_2\ (\text{g}) \rightarrow 2\ \text{CO}_2\ (\text{g}) + 4\ \text{H}_2\text{O}\ (\text{l})$$

Dades

Entalpies estàndard de formació ($\Delta H_\text{f}^\circ$) a $298\text{ K}$:

$\Delta H_\text{f}^\circ\ (\text{CH}_3\text{OH},\ \text{l}) = -239{,}2\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

$\Delta H_\text{f}^\circ\ (\text{CO}_2,\ \text{g}) = -393{,}5\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

$\Delta H_\text{f}^\circ\ (\text{H}_2\text{O},\ \text{l}) = -285{,}8\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

5B. (2 punts) El monòxid de nitrogen ($\text{NO}$) és un contaminant atmosfèric emès pels motors de combustió. A l'atmosfera pot reaccionar amb oxigen ($\text{O}_2$) per formar diòxid de nitrogen ($\text{NO}_2$), el qual és un precursor de la boira fotoquímica. En un estudi de laboratori per simular aquest procés en fase gasosa, es duu a terme la reacció següent:

$$2\ \text{NO (g)} + \text{O}_2\text{ (g)} \rightarrow 2\ \text{NO}_2\text{ (g)}$$

Un equip d'investigadors realitza experiments a $500\text{ K}$ per determinar l'equació de velocitat d'aquesta reacció química. Mesuren la velocitat inicial ($v_0$) de formació de $\text{NO}_2$ per a diferents concentracions inicials dels reactius. Les dades que han obtingut són les següents:

Experiment

$[\text{NO}]_0$

($\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$)

$[\text{O}_2]_0$

($\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$)

$v_0$

($\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$)

1

$0{,}010$

$0{,}010$

$2{,}5 \times 10^{-3}$

2

$0{,}020$

$0{,}010$

$1{,}0 \times 10^{-2}$

3

$0{,}010$

$0{,}020$

$5{,}0 \times 10^{-3}$

a)

Determina els ordres de reacció respecte al $\text{NO}$ i al $\text{O}_2$.

b)

Escriu l'equació de velocitat completa.

c)

Calcula el valor de la constant de velocitat ($k$) a $500\text{ K}$, amb les seves unitats.