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2,5 puntos

El monóxido de dinitrógeno u óxido nitroso (

\ce{N2O}

) es conocido como gas hilarante o gas de la risa. Lo usan los dentistas como agente sedante, seguro y eficaz, para conseguir que el paciente se sienta más cómodo y relajado durante determinados procedimientos dentales. En ciertas condiciones, este óxido se puede descomponer según la reacción siguiente:

\ce{2N2O(g) -> 2N2(g) + O2(g)} \quad \Delta H^\circ (25^\circ\text{C}) = 86{,}0\,\text{kJ}

Datos

$S^\circ(\ce{N2}) = 191{,}6\,\text{J K}^{-1}\,\text{mol}^{-1}$
$S^\circ(\ce{O2}) = 205{,}2\,\text{J K}^{-1}\,\text{mol}^{-1}$
$S^\circ(\ce{N2O}) = 220{,}0\,\text{J K}^{-1}\,\text{mol}^{-1}$

¿Justifique, cuantitativamente, que esta reacción no será espontánea en condiciones estándar y a

25^\circ\text{C}

? ¿A partir de qué temperatura lo sería, suponiendo que los valores de entalpía y de entropía estándar no varían con la temperatura?1,25 pts

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La descomposición en fase gaseosa del óxido nitroso se produce mediante el mecanismo de reacción siguiente, que consta de dos etapas elementales: Etapa 1 (lenta):

\ce{N2O -> N2 + O}

Etapa 2 (rápida):

\ce{N2O} + \ce{O} \mathrel{\ce{->}} \ce{N2} + \ce{O2}

Dibuje, de una manera aproximada, un gráfico de la energía respecto a la coordenada de reacción; indique en el gráfico las energías de activación, los estados de transición y la variación de entalpía de la reacción global. A partir de las etapas del mecanismo de reacción, justifique que la reacción global es de primer orden.1,25 pts

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