Ejercicio 2 a) - Termodinàmica · Química Selectividad Cataluña Juny Serie 2 2021

L’ airbag (o coixí de seguretat) està considerat, en combinació amb el cinturó de seguretat, com un dels millors sistemes per a reduir les lesions ocasionades per un accident de trànsit. Quan un vehicle rep un fort impacte, l’azida de sodi ($\mathrm{NaN_3}$) que porten els airbags es descompon ràpidament i forma nitrogen gasós, que omple el coixí i amorteix el cop dels ocupants.

a)

L'azida de sodi es prepara comercialment a partir de la reacció entre el monòxid de dinitrogen i l'amidur de sodi segons l'equació química següent:

$$\mathrm{N_2O(g) + 2\,NaNH_2(s) \rightarrow NaN_3(s) + NaOH(s) + NH_3(g)}$$

Quan reaccionen a pressió constant $4{,}0\text{ mol}$ de $\mathrm{NaNH_2}$ amb un excés de $\mathrm{N_2O}$, en condicions estàndard i a $298\text{ K}$, s'absorbeixen $111{,}6\text{ kJ}$ d'energia en forma de calor. Calculeu l'entalpia estàndard de formació de l'azida de sodi a aquesta temperatura.

[1,25 punts]

Dades a 298 K:

$\Delta H_f^\circ(\mathrm{N_2O, g}) = 82{,}0\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_f^\circ(\mathrm{NH_3, g}) = -46{,}1\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$;

$\Delta H_f^\circ(\mathrm{NaNH_2, s}) = -123{,}7\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$; $\Delta H_f^\circ(\mathrm{NaOH, s}) = -425{,}2\text{ kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$.