Exercici 3 · Química 2025, convocatòria incidències

Exercici 3

El 13 d’octubre de 1908, el químic alemany Fritz Haber va registrar la patent del procés que porta el seu nom, amb el qual s’obté amoníac a partir d’hidrogen gasós i nitrogen gasós a pressions altes i en presència d’un catalitzador. L’amoníac que es forma es va separant de la resta de gasos i es va recollint en un recipient. L’amoníac és el segon producte químic més produït al món; el 70 % de la producció es destina a fertilitzants i la resta s’utilitza com a matèria primera per a fabricar plàstics, productes de neteja o tèxtils, entre d’altres.

N₂(g) + 3 H₂(g) ⇄ 2 NH₃(g)

a) Expliqueu què és l’energia d’enllaç. Calculeu l’entalpia d’aquesta reacció en condicions estàndard a 25 °C. Calculeu també l’energia interna d’aquesta reacció en condicions estàndard a la mateixa temperatura.

b) En un recipient de 2,5 L s’introdueixen 0,9 mol de N₂ i 1,5 mol de H₂. Una vegada assolit l’equilibri a una determinada temperatura, la concentració de H₂ és de 0,2 m. Calculeu la concentració en l’equilibri de NH₃ i de N₂. Raoneu per què aquesta reacció es fa a pressions altes i per què l’amoníac obtingut se separa de la resta de gasos.

Dades: Constant universal dels gasos ideals: R = 0,082 atm L K⁻¹ mol⁻¹; R = 8,314 J K⁻¹ mol⁻¹.

Enllaç N≡N H—H N—H

Entalpies d’enllaç a 25 °C (kJ mol⁻¹) i a 1 atm 954 436 388

Tret automàticament del PDF oficial: les fórmules es veuen bé a la imatge.