RELACIÓN DE CINÉTICA QUÍMICA

RELACIÓN DE CINÉTICA QUÍMICA
1) Indica, justificando brevemente la respuesta y poniendo ejemplos si lo crees necesario, si son ciertas o falsas
las siguientes afirmaciones:
a) En cualquier reacción química, todas las concentraciones de los reactivos influyen por igual en la velocidad de
reacción.
b) Para reacciones diferentes, las unidades de la constante cinética pueden ser diferentes.
c) En cualquier reacción química, todos los reactivos desaparecen a la misma velocidad.
d) El valor de la velocidad de reacción depende del reactivo utilizado para expresarla.
e) Unas posibles unidades de la velocidad de reacción son: mol/L.s
2)
a) ¿Cuál será el aumento de velocidad de una reacción en la que se duplica la concentración de reactivo, si la
reacción es de segundo orden respecto a él?
b) A 20 °C, la constante de velocidad para la descomposición de una sustancia es 3,2·10 -6 s-1, mientras que su
valor a 50 °C es de 7,4·10-6 s-1. ¿Calcula la energía de activación de la misma? ¿Podrías decir cuál es el orden
total de la reacción?
3) A 600 K, el valor de la constante de velocidad de la descomposición de una sustancia A es: k = 0,55 L. mol-1 . s-1
a) ¿Cuál es la velocidad de descomposición de la sustancia a esta temperatura, si [A] = 3·10-3 mol/L?
b) Si a 625 K la constante de velocidad es k = 1,50 L /mol.s, ¿cuánto vale la energía de activación Ea?
c) Fijándote en las unidades de la constante, ¿se puede decir que cinética (su orden) sigue la descomposición de
A?
4) La reacción entre cloroformo y cloro: CHCl 3 (g) + Cl2 (g) → CCl4 (g) + HCl (g) es de primer orden con respecto
al CHCl3 y de orden ½ con respecto al Cl2. Se pide:
a) Escribir la ecuación de velocidad para dicha reacción
b) ¿Cuál es el orden total de la reacción?
c) Indica al menos tres factores que afecten a la velocidad, y explicar en qué sentido la hacen variar.
d) Si se añade un catalizador, ¿dónde actúa en la reacción?, ¿qué le ocurre a la energía de activación? ¿por qué?
5) En la reacción 2 NO + 2 H2 → N2 + 2 H2O, a 1100 K, se obtuvieron los siguientes datos:.
Calcula el orden de reacción y el valor de la constante de velocidad.
6) La reacción A → B es de segundo orden. Cuando la concentración de A es 0,01 M, la velocidad de formación de
B es de 2,8·10-4 mol/ L· s.
a) Calcula la constante de velocidad.
b) Si la velocidad de esta reacción se duplica al pasar de 40 °C a 50 °C, calcula la energía de activación del
proceso.
c) Si la concentración de A desciende desde 10 mol/ L en el instante inicial hasta 2 moles/ L a los 50 segundos,
calcula la velocidad de desaparición de A.
Dato: R = 8,314 J mol-1 K-1
7. En una reacción del tipo: aA + bB → Productos, estudiada experimentalmente en el laboratorio, se
obtuvieron los siguientes valores:
1
a) Calcula el orden de reacción respecto del compuesto A, del compuesto B, y el orden de reacción global.
b) Calcula la constante de velocidad.
c) Calcula la energía de activación si se sabe que la constante de velocidad se multiplica por 74 al
subir la temperatura de 300 a 400 K.
d) Indica la forma en que la presencia de un catalizador afecta a: la velocidad de la reacción, la
energía de la reacción, ΔH, ΔS y ΔG.
8. Se determinó experimentalmente que a la reacción: 2A + B → P, sigue la ecuación de velocidad v = k ·[B]2.
Contesta de forma razonada y justificada si las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas:
a) La velocidad de desaparición de B es la mitad de la velocidad de formación de P.
b) La concentración de P aumenta a medida que disminuyen las concentraciones de A y B.
c) El valor de la constante de velocidad es función solamente de la concentración inicial de B.
d) El orden total de la reacción es 3.
9. El estudio experimental de una reacción entre los reactivos A y B ha dado los siguientes resultados:
Determina: a) la ecuación de velocidad; b) el valor de la constante de velocidad.
10. Completa la siguiente tabla de valores correspondientes a una reacción: A + B → C, que es de
primer orden respecto a A y respecto a B. Explica con orden, claridad y detalle el procedimiento.
11. Considerando el diagrama de energía que se muestra, para la reacción: A → B + C, contesta
razonada y justificadamente a las siguientes preguntas:
2
a) ¿Cuál puede ser la causa de la diferencia entre la curva 1 y la 2?
b) ¿Para cuál de las dos curvas la reacción transcurre a mayor velocidad?
c) ¿Qué les sucederá a las constantes de velocidad de reacción si se aumenta la temperatura?
d) ¿La reacción es exotérmica o endotérmica?
12. Considera el proceso a A + b B → productos. Indica cómo influye la presencia de un catalizador en : a) el
calor de reacción; b) la energía de activación de la reacción; c) la cantidad de producto obtenida; d) la velocidad
de la reacción.
13. Dadas las siguientes proposiciones indicar, justificando la respuesta, cuáles son verdaderas y cuáles son
falsas. Cuando se añade un catalizador a un sistema: a) la variación de entalpía de la reacción se hace más
negativa, es decir, la reacción se hace más exotérmica y por lo tanto más rápida; b) la variación de energía
estándar de Gibbs se hace más negativa y en consecuencia aumenta su velocidad; c) se modifica el estado de
equilibrio; d) se modifica el mecanismo de la reacción y por ello aumenta la velocidad de la misma.
14. Para una reacción hipotética: A + B → C, en unas condiciones determinadas, la energía de activación de la
reacción directa es 31 kJ, mientras que la energía de activación de la reacción inversa es 42 kJ.
a) Represente, en un diagrama energético, las energías de activación de la reacción directa e inversa.
b) La reacción directa, ¿es exotérmica o endotérmica? Razone la respuesta.
c) Calcula la entalpía de la reacción y represéntala.
d) ¿Cuál es el valor de la energía de activación de la reacción catalizada?.
e) ¿Cuál es el valor de la energía de activación de la reacción inversa sin catalizar?
8.- Se determinó experimentalmente que a la reacción: 2A + B → P, sigue la ecuación de velocidad
v = k·[B]2. Contesta de forma razonada y justificada si las siguientes proposiciones son verdaderas o
falsas:
a) La velocidad de desaparición de B es la mitad de la velocidad de formación de P.
b) La concentración de P aumenta a medida que disminuyen las concentraciones de A y B.
c) El valor de la constante de velocidad es función solamente de la concentración inicial de B.
d) El orden total de la reacción es 3.
SOLUCIONES EJERCICIOS
1.
a) Falso porque ............b) Verdadera porque .................... c) Falsa porque ................. d) Falsa porque .... e) Falsa
porque .................
2.
a) Cuatro veces ya que ......................... b) 21 979 J/mol y fijándome en la constante de velocidad el orden es ........
3.
a) 4,65·10-6 mol / l ·s b) 261,6 KJ/ mol c) Orden 2
5. Orden 2 y 2,4 l / mol·s
6.
a) 5,6 l / mol · s b) 58 200,8 J / mol c) 0,16 mol / l · s
7.
a) De orden 3 b) 220 l2 / mol2 · s c) 42,9 kJ / mol
8.
a) Falsa porque b) Verdadera porque c) Falsa porque d) Falsa porque
9. a) v = k ·  A · B  b) 5,08 · 10-2 mol-1 · L · s-1
10.
11.
0,25 mol / L y 0,1 mol / L
a) Que se haya introducido u catalizador porque b) Para la dos porque c) La constante de velocidad aumentará
porque d) Es exotérmica porque
12.
a) No influye en el calor de la reacción, pues éste es función de estado y no depende del mecanismo por el que
transcurra la reacción.
b) Varía el mecanismo de la reacción, y por tanto, la energía de activación. En la mayor parte de los casos
disminuirá Ea, y por tanto aumentará “v”; sin embargo en algunos casos pueden utilizarse catalizadores que
disminuyan la velocidad porque aumenta Ea).
3
c) Los catalizadores no influyen en el equilibrio y por tanto en la cantidad de producto obtenida, pues las
constantes del mismo sólo dependen de las concentraciones o presiones parciales de reactivos y productos y de
los coeficientes estequiométricos de las ecuación global ajustada.
d) Varía la velocidad pues varían el mecanismo de la reacción, y por tanto, la energía de activación y, como
consecuencia de esto, la constante de velocidad.
13.
a) FALSO, pues la entalpía de la reacción es función de estado y sólo depende del estado inicial y final del
sistema, en donde no aparece el catalizador.
b) FALSO, pues la energía de Gibbs también es función de estado y no varía por la presencia de catalizadores.
Varía la velocidad porque varía la energía de activación.
c) FALSO. Los catalizadores no influyen en el equilibrio, pues las constantes del mismo sólo dependen de las
concentraciones o presiones parciales de reactivos y productos y de los coeficientes estequiométricos de las
ecuación global ajustada.
d) VERDADERO, pues el catalizador cambia el mecanismo por el que transcurra la reacción, y por tanto Ea, con lo
que cambia también la constante de velocidad, y por tanto la velocidad de la reacción.
14.
b) Exotérmica porque ...........; c) - 11 KJ d) Ea = 31 KJ e) E a´ = 42 KJ
PROBLEMAS PARA REPASAR
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