Unidad : velocidad de las reacciones quimicas




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títuloUnidad : velocidad de las reacciones quimicas
fecha de publicación26.11.2015
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UNIDAD : VELOCIDAD DE LAS REACCIONES QUIMICAS

Cuestiones

1. La reacción de descomposición del dióxido de nitrógeno en monóxido de nitrógeno y oxígeno, es de orden 2. formula la reacción y su ecuación cinética ¿Cómo se modificaría la velocidad de reacción si se duplicase la concentración del dióxido de nitrógeno?

2. Se encuentra experimentalmente que la reacción entre el monóxido de

nitrógeno y el oxígeno para dar dióxido de nitrógeno, es de segundo orden

respecto al monóxido de nitrógeno y de primer orden con respecto al

oxígeno. Deducir: a) expresión de la ecuación de reacción; b) expresión

que tiene la velocidad con respecto al monóxido de nitrógeno; c) expresión

que tiene la velocidad con respecto al oxígeno.

3. Deduce las unidades de la constante cinética de una reacción de 2º orden total.

¿La velocidad de una reacción conserva el mismo valor numérico durante todo el tiempo que dure la reacción?

4 .Escribir la ley de velocidad para las siguientes reacciones elementales:

a) CH3-CN ( g ) + 2 H2(g) —> CH3CH2NH2 ( g )

b) O 3 ( g ) —> O 2 ( g ) + O ( g )

c) O 3 ( g ) + O ( g ) —> 2 O 2 ( g )

5. La experiencia dice que la reacción entre el ácido nitroso y el ión amonio para dar dinitrógeno, agua y protones (H+) transcurre por el siguiente mecanismo:

NH4+ NH3 + H+ (rápido)

HNO2 + H+ → H2O + NO+ (rápido)

NO+ + NH3 → NH3NO+ (lento)

NH3NO+ → N2 + H2O + H+ (rápido)

Deduce: a) Molecularidad de cada etapa del mecanismo propuesto;

b) expresión de la ecuación de velocidad.

c)orden de reacción parcial y total para las etapas anteriores; d) ¿es posible el mecanismo propuesto?.

6 Sea la reacción genérica: A2 + B2 → 2 AB, cuya expresión para la velocidad

de reacción es: v = k [ B2 ]. El mecanismo propuesto para esta reacción es:

B2→ 2 B (lento)

B + A2 →AB + A (rápido)

B + A →AB (rápido)

Deduce:

a) si el mecanismo es compatible con la ecuación de velocidad encontrada;

b) expresiones de las ecuaciones de velocidad para cada etapa;

c) molecularidad de cada etapa; d) órdenes parciales totales de cada etapa;

e) intermedios de reacción si existieran

7. Se ha comprobado experimentalmente que la reacción: 2.A + B –> C es de primer orden respecto al reactivo A y de primer orden respecto al reactivo B:

A) Escriba la ecuación de velocidad para este proceso

B) ¿Cuál es el orden total de reacción?

C) ¿Existen intermedios de reacción?;¿quiénes son?

8. Dibuja el diagrama entálpico de un proceso cuya entalpía vale 130 KJ/mol y cuya Ea vale 200 KJ/mol.

9. Sabiendo que un proceso transcurre con una variación entálpica de 200 KJ/mol ¿Cuál de los siguientes valores de Ea le correspondería al proceso directo: 250 KJ/mol 159 KJ/mol?.

10. ¿Se podría afirmar que todas las reacciones exotérmicas son rápidas y que las endotérmicas son lentas?

11. Representa en un mismo diagrama entálpico de un proceso exotérmico sin catalizador y el mismo proceso realizado en presencia de un inhibidor.

12. ¿Cómo afecta a la velocidad de reacción y a la constante cinética una reducción del volumen?

13. ¿Cómo se vería afectada la K de un proceso si se duplicara la Tª del mismo?

14 .Explique, razonadamente, la influencia existente entre la velocidad de reacción y los factores siguientes:

a) Presencia de catalizadores.

b) Variación de la concentración de los reactivos.

c) Variación de la temperatura.

15- La reacción en fase gaseosa A + B = C + D es endotérmica y su ecuación cinética es

v = k [A]2. [B] Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) El reactivo A se consume más deprisa que el B.

b) Un aumento de presión total produce un aumento de la velocidad de la reacción.

c) Una vez iniciada la reacción, la velocidad de reacción es constante si la temperatura no varía.

d) Por ser endotérmica, un aumento de temperatura disminuye la velocidad de reacción.

Problemas

1. En la reacción A —> B se ha hallado experimentalmente que, para una concentración inicial de A de 0,02, 0,03 y 0,05 moles/ L, la velocidad de reacción resultó ser 4,8. 10 - 6 ; 1,08.10 - 5; y 3,0. 10 – 5 mol.L - 1.s - 1 , respectivamente. Calcule el orden de esa reacción.

2. Determina el orden de reacción de un proceso sabiendo que si la concentración del reactivo A vale 0,5 M la v = 0,00001 mol/Ls y cuando la concentración de A vale 1,5 M el valor de v = 0,00027.mol/Ls.

3.Para la reacción A→ B + C , se dispone de los siguientes datos :

[A] (mol/l )


Tiempo(s)

0.5

0

0,48

5

0,41

10

0,30

15

Calcular la velocidad media de la reacción :

a) en los 5 primeros segundos

b)entre los segundos 5 y 10 c) entre los segundos 5 y 15 .

4.Algunos de los resultados obtenidos al estudiar la relación entre A y B, a 25ºC se

proporcionan a continuación:

[A] (M)

1.4 . 10-2

2.8 . 10-2

2,8. 10-1

[B] (M)

2.3 x 10-2

4.6 x 10-2

4,6.10-2

v(mol -2.l 2 s-1)

7.4 x 10-9

5.9 x 10-8

5.9.10-6



Calcule el orden parcial respecto a A y el orden parcial respecto a B, así como el valor de la constante de velocidad a 25ºC y sus unidades.

5. En la reacción entre el amoníaco y el dióxido de nitrógeno, la constante de

velocidad a 327 ºC vale 0,385 dm3.mol-1.s-1, mientras que a 443 ºC su valor

es de 16,0 dm3.mol-1.s-1. Calcular: a) la energía de activación; b) el factor

de frecuencia; c) la constante de velocidad a 500 ºC

6.La energía de activación para la reacción de la hidrólisis alcalina del ioduro

de etilo vale 90,0 kJ.mol-1. La constante específica de velocidad a 20 ºC es

1,0.10-4 l.mol-1.s-1. ¿Cuánto valdrá la constante de velocidad a 80 ºC?

7. ¿Cuánto vale la energía de activación de una reacción cuya velocidad se duplica al pasar de 10 ºC a 20 ºC?

8.El periodo de semirreacción de una reacción de segundo orden es de 1 hora y 30 minutos cuando la concentración del único reactivo es 0,1 M .Hallar la constante de velocidad de dicha reacción.

9.A 35ºC el N 2 O 5 se descompone en un 15,8% en 20 min, en un 35,0% en 50 min. Demostrar que se trata de una reacción de primer orden.

10.Una sustancia A se descompone según una reacción de segundo orden ,siendo el periodo de semirreacción de 30 minutos .Hallar el tiempo necesario para que la concentración de A se reduzca a la décima parte de la inicial.

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