Ejercicio 1 - Cinètica química · Química Selectividad Cataluña Setembre Serie 1 2021

El monòxid de dinitrogen o òxid nitrós ($\text{N}_2\text{O}$) és conegut com a gas hilarant o gas del riure. El fan servir els dentistes com a agent sedant, segur i eficaç, per a aconseguir que el pacient se senti més còmode i relaxat durant determinats procediments dentals. En certes condicions, aquest òxid es pot descompondre segons la reacció següent:

$$2\,\text{N}_2\text{O(g)} \rightarrow 2\,\text{N}_2\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \quad \Delta H^\circ (25\ ^\circ\text{C}) = 86{,}0\text{ kJ}$$

Dades

Entropies estàndard absolutes a $25\ ^\circ\text{C}$:

$S^\circ (\text{N}_2) = 191{,}6\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$; $S^\circ (\text{O}_2) = 205{,}2\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$; $S^\circ (\text{N}_2\text{O}) = 220{,}0\text{ J}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1}$.

b) La descomposició en fase gasosa de l'òxid nitrós es produeix mitjançant el mecanisme de reacció següent, que consta de dues etapes elementals: Etapa 1 (lenta): $\mathrm{N_2O \rightarrow N_2 + O}$

Etapa 2 (ràpida): $\mathrm{N_2O + O \rightarrow N_2 + O_2}$

Dibuixeu, d'una manera aproximada, un gràfic de l'energia respecte a la coordenada de reacció; indiqueu en el gràfic les energies d'activació, els estats de transició i la variació d'entalpia de la reacció global. A partir de les etapes del mecanisme de reacció, justifiqueu que la reacció global és de primer ordre. [1,25 punts]

1.

2.