a) ¿Cuáles son los órdenes de reacción respecto a cada uno de los reactivos y el orden total de la reacción?
b) ¿Cuál es la expresión de la ecuación de velocidad?
c) Si las unidades de la concentración se expresan en mol•L–1 y las del tiempo en segundos, ¿cuáles son las unidades de la constante de velocidad? [0,5 por cada respuesta]
Como es una reacción elemental, los órdenes de reacción coinciden con los coeficientes estequiométricos, por tanto:
Orden parcial del ozono 1
Orden parcial oxígeno atómico 1
Orden total = 1+1=2
Ecuación de velocidad:
Vr=k•[O3]•[O]
Como las unidades de la velocidad son M/s, y las cocentraciones son M. (M es molar)
Vr=k•[O3]•[O]
M/s= k•M•M
1/s = k •M
k=1/(Ms)
2. Justifique si son verdaderas o falsas cada una de las afirmaciones siguientes: [0,5 cada una sólo si esta justificada].
a) La presencia de un catalizador afecta a la energía de activación de una reacción química, pero no a la constante de equilibrio.
Verdadero, porque afecta tanto a la reacción directa como a la inversa. Aumentando tanto la velocidad de una como de otra velocidad de forma similar, y por tanto dejando inalterada la constante de equilibrio.
b) En una reacción con H < 0, la energía de activación del proceso directo (Ea) es siempre menor que la del proceso inverso (Ea’).
c) La velocidad de reacción es menor en una reacción entre gases que entre sólidos.
Al tener las moléculas gaseosas más movilidad, son más probables lo choques y por tanto la reacción se llevará a cabo a mayor velocidad.
d) Alcanzado el equilibrio, las velocidades de los procesos directo e inverso son siempre iguales.
Efectivamente, la condición de equilibrio dinámico implica que a la misma velocidad que se formen los productos, estos se descompongan en reactivos. Para ello es necesario que ambas velocidad se igualen.
e) Al modificarse la presión, cambia el valor de la constante de equilibrio. Cosa que no ocurre cuando cambiamos la temperatura.
La constante de equilibrio sólo ve modificado su valor cuando cambia la temperatura, no cuando cambia la presión. Tal como se expresa con la ecuación:
3. El pentacloruro de fósforo se descompone con la temperatura dando tricloruro de fósforo y cloro. Se introducen 20,85 g de pentacloruro de fósforo en un recipiente cerrado de 1 L y se calientan a 250 ºC hasta alcanzar el equilibrio. A esa temperatura todas las especies están en estado gaseoso y la constante de equilibrio Kc vale 0,044.
a) Formule y ajuste la reacción química que tiene lugar.
b) Obtenga la concentración en mol•L–1 de cada una de las especies de la mezcla gaseosa a esa temperatura.
c) ¿Cuál será la presión en el interior del recipiente?
d) Obtenga la presión parcial de Cl2.
Datos. R = 0,082 atm•L•K–1•mol–1; Masas atómicas: P = 31,0; Cl = 35,5
[0,5 el apartado a; 0,5 planteamiento del equilibrio; 0,5 uso de unidades; 1 respuesta b, c, y 0,5 d]
X son los moles por litro que desaparecen de pentacloruro. Como la reacción es mol a mol, por cada mol de pentacloruro que desaparece, aparecerá una de tricloruro y otra de cloro, por tanto si desaparecen x, aparecen x de tricloruro y x de cloro.
0,1 es concentración de pentacloruro inicial.
Su masa molar es 208,5 g/mol, resultado de sumar la masa de 5 átomos de cloro y uno de fósforo.
4. Considera el siguiente equilibrio: CaCO3 (s) + Q ⇆ CaO (s) + CO2 (g). Razona las siguientes preguntas: [0,5 cada una de ellas]
a) ¿Cómo le afecta la temperatura?
Siempre se favorece la reacción endotérmica, que en este caso es la directa, por tanto se favorece la formación de productos.
b) Se adiciona CaCO3 ¿se modifica el equilibrio HETEROGÉNEO?
De ninguna manera, pues al ser un equilibrio heterogéneo, en este caso no interviene el sólido en este tipo de casuística.
c) ¿Y si se aumenta la presión parcial de CO2 (g)?
Esto es otro tema, ya que se trata de un gas. Aquí se desplazaría en el sentido de eliminar al CO2 extra que hemos introducido, por tanto se desplazaría hacia los reactivos.
d) ¿Qué ocurrirá si la descomposición del carbonato cálcico se realiza en un recipiente abierto?
Ocurre que la presión permanecería constante, e igual a la del entorno. Si suponemos que en este no hay CO2, entonces la reacción se desplazaría hacia los productos, pues sería muy improbable que aumentara la presión de CO2 de la atmósfera al calentar el CaCO3, dado el tamaño de esta. (A no ser que estemos hablando de una catástrofe planetaria, claro)
RESULTADO:
RAF-3,75; CAC-4,75; MSAA - 1,5; DBS - 3; SCB - 4; MFC-2,5; EDS-5; CFB-2,75; JGB-2; AGS-3,5; IGN - 10; SNG - 9; DPR-6,5; RPJ - 6,5; MPR-7,25; MYRA-8,5; PVF-4,5; LVR-0
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