Problema 1 · Química PAU Valencia Ordinaria 2022

Bloque I: PROBLEMAS

Problema 1. Cálculos estequiométricos.

En la fabricación del ácido sulfúrico, una de las etapas consiste en transformar el $\mathrm{SO_2}$ en $\mathrm{SO_3}$ en virtud de la siguiente ecuación química:

$$2\ \mathrm{SO_2(g)} + \mathrm{O_2(g)} \rightarrow 2\ \mathrm{SO_3(g)}$$

Un reactor de $150\ \text{litros}$ contiene aire ($20\ \%\ \text{vol.}\ \mathrm{O_2}$ y $80\ \%\ \text{vol.}\ \mathrm{N_2}$) a una presión total de $2\ \text{atm}$ y temperatura de $125\ ^\circ\text{C}$. En dicho reactor se introducen $2\ \text{moles}$ de $\mathrm{SO_2}$. La reacción, a esta temperatura, tiene un rendimiento del $75\ \%$.

Datos

Masas atómicas relativas: $\mathrm{O} = 16{,}0$; $\mathrm{S} = 32{,}1$. $R = 0{,}082\ \text{atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}$.

a)

Calcule cuántos moles de $\mathrm{SO_2}$ y $\mathrm{O_2}$ han sobrado, así como la masa (en gramos) de $\mathrm{SO_3}$ obtenido. [1,2 puntos]

b)

Calcule la presión parcial de cada uno de los gases de la mezcla final ($\mathrm{N_2}$, $\mathrm{O_2}$, $\mathrm{SO_2}$ y $\mathrm{SO_3}$) a la temperatura indicada, así como la presión total en el interior del reactor. [0,8 puntos]