Examen recuperacion 2ª Eval resuelto

QUÍMICA 2º BACHILLERATO. RECUPERACIÓN 2ª EVALUACIÓN.
CINÉTICA QUIMICA, EQUILIBRIO Y ACIDO-BASE.
1) El sistema de escape de los automóviles lleva un convertidor catalítico. Una de las
reacciones que tienen lugar en su interior es:
2 NO(g) + O2 (g) 2 NO2 (g). H= -113 KJ
Tres medidas de la velocidad con concentraciones diferentes arrojan el siguiente
resultado:
[NO] mol·l-1 [O2] mol·l-1 V mol·l-1.s-1
1ª medida
0,25
0,25
6,25
2ª medida
0,5
0,25
12,5
3ª medida
0,25
0,5
25
a) ¿Cuál será el orden y la molecularidad del proceso?
12,5=K·0,5a·0,25b y 6,25=K·0,25a·0,25b
Dividiendo ambas ecuaciones entre sí
2=2a luego a=1
Por otro lado:
25=K·0,25a·0,5b y 6,25=K·0,25a·0,25b
Dividiendo ambas ecuaciones entre sí
4=2b luego b=2
La reacción será de primer orden respecto del NO y de segundo orden respecto del O2.
El orden total de la reacción es 3.
Como en la velocidad del proceso intervienen las concentraciones de 2 moléculas, NO y
O2, la molecularidad del proceso será 2.
b) Escribe la ecuación cinética de la reacción y calcula la constante de velocidad con sus
unidades correspondientes.
6,25=K·0,25·0,252 K=400 mol-2·lt2·s-1
La ecuación cinética será: v=400[NO]·[O2]2
c) Explica cómo influirán en la velocidad del proceso el tamaño de del convertidor
catalítico y la temperatura de funcionamiento.
El tamaño o volumen del convertidor afectará a la concentración de los gases, según la
teoría de las colisiones, si las moléculas están más juntas, se producirá un mayor
número de choque, luego en un convertidor pequeño la velocidad del proceso será
mayor.
La temperatura siempre favorece una mayor velocidad debido a la mayor energía
cinética de las moléculas, luego en caliente la velocidad del proceso será mayor.
d) Explica, utilizando un diagrama entálpico cómo actúa el catalizador que lleva en su
interior.
El catalizador interviene en la reacción modificando el mecanismo de la reacción por un
camino con menor energía de activación, así se aumenta la velocidad del proceso.
2) En un recipiente cerrado de 22 l a 305ºK, se introduce una cierta cantidad de
tetróxido de dinitrógeno que se disocia según el siguiente equilibrio:
N2O4(g)  2 NO2(g) Kp=0,25 (a 305ºK).
a) Calcula la cantidad inicial de N2O4 y los moles de cada gas en el equilibrio sabiendo
que la presión total del recipiente es 1,4 atmf.
N2O4(g)  2 NO2(g)
no
n
0
neq n(1-)
2n
nt= n(1-) + 2nn(1+)
P N2O4=1,4· n(1-)/ n(1+)=1,4· (1-)/(1+)
P NO2=1,4·2n n(1+)=2,8· (1+)
Kp=( P NO2)2/ P N2O4
0,25=[2,8 (1+)]2/1,4(1-)/(1+)
Resolviendo la ecuación =0,2 20%
P N2O4=1,4· (1-)/(1+)= 0,93 atmf
P NO2=2,8· (1+)= 0,4 atmf
Utilizamos la ecuación de los gases PV=nRT y calculamos los moles de cada gas y los
moles iniciales.
0,93·22=n·0,082·305 n=0,82 moles de N2O4
0,4·22=n·0,082·305 n=0,35 moles NO2
1,4·22=n·0,082·305 n=1,23 moles iniciales de N2O4
b) ¿Cuál es el grado de disociación a dicha temperatura?.
=0,2 20%
c) Explica si se disociará más o menos N2O4 al aumentar la presión del recipiente.
Al aumentar la presión según el principio de Le Chatelier, el equilibrio se desplazará en
el sentido de rebajar la presión para contrarrestar la modificación. Para ello, se
desplazará hacia donde el número de moles sea menor, es decir, hacia la izquierda,
luego el grado de disociación será menor.
d) Explica cuál será el signo de la entalpía si al calentar el recipiente aumenta el grado
de disociación?.
Al calentar se desplaza hacia la derecha. Como el equilibrio ha contrarrestado el
aumento de temperatura, la reacción es endotérmica H>0.
3) Se toman 100 ml de amoniaco comercial (29% y 0,9 g/ml) y se diluyen en agua hasta
un volumen total de 250 ml.
a) Calcula la concentración molar de la disolución preparada.
100 ml pesan 90 g, el 29% son 26,1 g de NH3 puro
26,1/17·0,25=6,14 M
b) Calcula el pH y el grado de disociación (Kb=1,8·10-5).
NH3 + H2O   NH4+ + OH[]0
6,14
0
0
[]
6,14(1-)
6,14 6,14
1,8·10-5=6,14 · 6,14 / 6,14(1-)
Aproximando 1- a 1 y resolviendo la ecuación, =0,0017
[OH-]=6,14·0,0017 = 0,01 pOH=2 pH=12
0,17%
c) Calcula los gramos de HCl que neutralizarán la disolución amoniacal.
nº eq-g(ácido)=nº eq-g(base)
m·1/36,5 = 6,14 · 0,25 m= 56 g de HCl
d) Explica si una disolución de cloruro amónico NH4Cl tendrá carácter ácido, básico o
neutro.
Masas atómicas N=14 Cl= 35,5 H=1
La disolución de NH4Cl libera los iones NH4+ y Cl-.
El ión amonio NH4+ es el ácido conjugado del amoniaco NH3. Por ser el amoniaco una
base débil, su ácido conjugado será relativamente fuerte.
El ión cloruro Cl- es la base conjugada del ácido clorhídrico HCl. Al ser un ácido fuerte,
su base conjugada será de carácter débil.
De los dos iones que se forman en la disolución del cloruro amónico NH4Cl, sólo el
amonio NH4+ tendrá fortaleza suficiente para interactuar con el agua de la siguiente
forma:
NH4+ + H2O  NH3 + H3O+ la presencia del ión H3O+ hará que la disolución tenga
carácter ACIDO.