Problema 3 · Química Selectividad Cataluña Setembre Serie 2 2023

3. El diòxid de sofre és un gas que s’origina sobretot durant la combustió de combustibles fòssils que contenen sofre (petroli i combustibles sòlids com ara el carbó), tot i que també es pot produir a partir del triòxid de sofre ($\text{SO}_3$) segons la reacció següent:

$$2\text{ SO}_3(\text{g}) \rightleftharpoons 2\text{ SO}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g})$$

a)

En la taula adjunta es recullen els valors, a diferents temperatures, de la constant d’equilibri en concentracions ($K_c$) d’aquesta reacció. Raoneu com afecta a l’equilibri i a la $K_c$ un increment de temperatura, tant si la reacció és endotèrmica com si és exotèrmica. Justifiqueu si la reacció de formació de diòxid de sofre és exotèrmica o endotèrmica. Expliqueu com afecta a l’equilibri i al rendiment de la reacció:

— un augment de la pressió, mantenint la temperatura constant;

— un augment del volum, mantenint la temperatura constant. [1,25 punts]

b)

Col·loquem una quantitat de triòxid de sofre en un recipient tancat de $0{,}80\text{ L}$ a $1\,000\text{ K}$. Comprovem que a l’equilibri hi ha $2\text{ mol}$ d’oxigen. Calculeu les concentracions de les substàncies presents a l’equilibri. [1,25 punts]

DADES: Constants d’equilibri en concentracions a diferents temperatures:

$T\text{ (K)}$ · $298$ · $400$ · $600$ · $800$ · $1\,000$

$K_c$ · $1{,}19 \times 10^{-26}$ · $5{,}42 \times 10^{-18}$ · $4{,}02 \times 10^{-10}$ · $1{,}97 \times 10^{-5}$ · $3{,}2 \times 10^{-3}$