Exercici 2 · Química 2025, convocatòria ordinària

Exercici 2

L’amoníac verd no s’obté a partir de les plantes. Per a produir-lo cal aconseguir primer hidrogen verd mitjançant un procés d’electròlisi de l’aigua amb energia elèctrica generada a partir de fonts renovables. Posteriorment, l’hidrogen reacciona amb nitrogen atmosfèric a través d’un procés conegut com a síntesi de Haber-Bosch, que permet l’obtenció d’amoníac en presència d’un catalitzador. Aquest procés no és econòmic per les condicions de pressió i temperatura que requereix i l’ús de catalitzadors.

En un reactor d’acer d’una planta pilot s’introdueix una barreja de nitrogen atmosfèric i hidrogen verd i s’escalfa a 1 000 K, fins que s’assoleix l’equilibri.

N₂(g) + 3 H₂(g) ⇄ 2 NH₃(g) ∆H < 0

a) S’analitza el contingut de la mescla. Els resultats obtinguts es mostren a la taula següent:

Substància Concentració en l’equilibri (mol L⁻¹)

N₂(g) 0,142

H₂(g) 1,84

NH₃(g) 0,36

Escriviu l’expressió de la constant d’equilibri en concentracions (Kc) de la reacció i calculeu el seu valor a 1 000 K. Calculeu també el valor de la constant d’equilibri Kₚ a 1 000 K.

b) Responeu raonadament a les preguntes següents: — Per a obtenir un major rendiment de la reacció, és millor dur a terme la reacció a pressions altes o baixes? — El rendiment augmenta a temperatures altes o baixes? — Segons el model cinètic de coŀlisions, la reacció es produiria a més velocitat a temperatures altes o baixes?

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

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