Cinética Química. Clave 1603

Cinética Química. Clave 1603
Serie. Unidades 1 y 2
Prof. Norma Angélica Macías Ruvalcaba
Unidad 1.
1. Expresa la velocidad de reacción con respecto a cada especie en las siguientes reacciones: 2NO(g) + O2(g) → N2O4(g) H2(g) + I2(g) → 2HI(g) ClO(g) + BrO(g) → ClO2(g) + Br(g) 2. La velocidad de la reacción A + 2B → 3C + D se reportó como 1.0 mol L-1s-1. Determina
las velocidades de formación y consumo de cada una de las especies participantes.
3. Para las siguientes ecuaciones de velocidad indica orden total y relaciona cada ecuación de
velocidad con las unidades de la constante velocidad k. Asume concentración en mol dm-3 y
tiempo en minutos.
Ecuación de v
v = k[A]2
v = k[A]2[B]
v = k[A]3/2[B]-1
v = k[A][B]3/2
v = k[A]
v=k
Orden total
_______
_______
_______
_______
_______
_______
Unidades de k
________
________
________
________
________
________
4. Sulfuro de hidrógeno (H2S) reacciona con oxígeno gas de acuerdo con la siguiente
reacción: 2 H2S(g) + O2(g) → 2 S(s) + 2 H2O(l). Escribe su ecuación de velocidad.
Unidad 2
1. Considera la siguiente reacción:
Cr(H2O)63+ + SCN¯ → Cr(H2O)5(SCN)2+ + H2O
Para la cual se obtuvieron los siguientes datos de velocidad inicial, v0, a 298 K. Determina la
ley de velocidad y el valor de k a 298 K
Experimento
[Cr(H2O)63+]0
/ mol dm-3
[SCN¯]0
/ mol dm-3
v0
/ mol dm-3 s-1
1
1.21×10-4
1.05×10-5
2.11×10-11
2
1.46×10-4
2.28×10-5
5.53×10-11
3
1.66×10-4
1.05×10-5
2.82×10-11
4
1.83×10-4
3.11×10-5
9.44×10-11
Respuesta: k = 1.66×10-2 mol-1dm3min-1
1
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2. El estudio cinético de la reacción 2C4H6(g) → C8H12(g) arrojó los siguientes resultados
cuando la reacción se estudió a 500 K. Determina el orden de reacción y la constante de
velocidad. Respuesta: k = 0.0139 (en tu respuesta indica las unidades de k)
[C4H6]/
M
1.60×10-2
8.00×10-3
4.00×10-3
2.00×10-3
Velocidad/
M s-1
3.58×10-6
8.96×10-7
2.24×10-7
5.60×10-8
3. La descomposición térmica de cloruro de nitrilo obedece la siguiente ecuación 2NO2Cl(g)
→ 2NO2(g) + Cl2(g). Utiliza los siguientes datos para determinar el orden de la reacción y
encuentra el tiempo requerido para que la presión parcial de NO2Cl disminuya en un 60% de
su valor inicial.
Tiempo /s
Ptotal / mmHg
0
19.9
300
21.7
900
24.4
1500
2000
26.3
27.3
3
Respuesta: 1.35×10 segundos
4. Peróxido de hidrógeno reacciona con tiosulfato en solución ácida de acuerdo a la siguiente
reacción: 2S2O32- + H2O2 + 2H+→ 2H2O + S4O62-. La velocidad de la reacción es
independiente de la concentración de iones hidrógeno en el intervalo de pH de 4.0 a 6.0. En
un experimento a 25 oC y pH 5.0, con concentraciones iníciales de S2O32- y H2O2 de 1.6×102
mol dm-3 y 0.5 mol dm-3, respectivamente. Se obtuvieron los siguientes datos:
velocidad
mol dm-3 min-1
3.58×10-6
8.96×10-7
2.24×10-7
5.60×10-8
[S2O32-]
mol dm-3
1.6×10-2
8.0×10-3
4.0×10-3
2.0×10-3
En una segunda serie de experimentos se obtuvieron los siguientes datos:
[S2O32-]0/ mol dm-3
[H2O2]0/ mol dm-3
v0 / mol dm-3 min-1
1.6×10-2
1.5×10-3
1.0×10-8
1.6×10-2
4.5×10-3
Determina el orden con respecto a cada uno de los reactivos.
2
3.2×10-8
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5. La descomposición de peróxido de nitrógeno gas:
2N2O5 (g) → 4NO2 (g) + O2 (g)
se estudió a través de la medición de la concentración de oxígeno en función del tiempo y se
encontró que d[O2]/dt = (1.5×10-4 s-1)[N2O5] a T y P constante. Bajo estas condiciones la
reacción procede completamente a la derecha. Determina el tiempo de vida media del N2O5.
Respuesta: 2310 s.
6. La reacción 2A → P tiene una constante de velocidad de k = 6.50×10-4 dm6mol-2s-1.
Calcula el tiempo requerido para que la concentración cambie de 0.067 mol dm-3 a 0.015 mol
dm-3. Respuesta: t = 3.24×106 s
7. La constante de velocidad de segundo orden tipo II (primer orden en cada reactivo) para la
reacción OH-(ac) + CH3COOC2H5(ac) → CH3CO2-(ac) + CH3CH2OH(ac) es 0.11 mol-1 L s-1. Si
las concentraciones iníciales de hidróxido de sodio y del ester son 0.050 mol L-1 y 0.100 mol
L-1 respectivamente ¿Cuál es la concentración del ester después de: a)10 segundos y b) 10
min?
Respuesta: a) 0.095 mol L-1, b) 0.051 mol L-1
8. 131I es un isótopo del yodo que se utiliza en medicina para el diagnóstico y tratamiento de
enfermedades asociadas con la glándula tiroides. El tiempo de vida media del 131I es 7.0×105
segundos. Si el paciente toma 0.45 g de 131I. Calcula cuántos días tomará para que el 131I
decaiga en un 90%.
Respuesta: 26.9 días
3