EJERCICIOS DE CINÉTICA DE REACCIÓN QUÍMICA (Y CUESTIONES)

 

    El tema de cinética de reacción es un tema relativamente sencillo, que no nos debe dar demasiados problemas en su estudio. Tanto el modelo de choques, como los ejercicios de cálculo a partir de los valores de los reactivos y la velocidad de reacción son asequibles si se trabaja sobre ellos. Sirva esta colección de de ejercicios como material de gimnasio mental para trabajar el tema de Química. Espero que sea de utilidad a todos vosotros. 

 1.        La reacción de A + B à AB es de primer orden respecto a A y orden 2 respecto a B. Cuando la concentración de A es 0.25M y la de B 0.75M, la velocidad de reacción es de 3.6·10^-3 mol/L·s.

 §  ¿Cuál es el valor de la constante de velocidad?

§  ¿Cuánto valdrá la velocidad de reacción, cuando [A]=0. 1 mol/L y [B]=0.4 mol/L?

 

2.       Calcula las unidades de la constante de velocidad de una reacción cuyo orden total sea 0; 1; 2; y 3.

 3.       En una reacción cuando se duplica la concentración de un reactivo en particular, la velocidad se reduce a la mitad. ¿Cuál es el orden de la reacción con respecto a ese reactivo?

 4.       En determinadas circunstancias, la velocidad de descomposición del 2N₂O₅ à 4NO₂ + O₂ vale 2,5·10^-6 mol/l·s. Calcula la velocidad a la que se forman los productos NO₂ y O₂.

 5.       Para la reacción en fase gaseosa: CO + NO₂ → CO₂ + NO la ecuación de velocidad es: v = k∙[NO₂] ². ¿Por qué son falsas las siguientes afirmaciones?

              a) La velocidad de desaparición del CO es la mitad que la velocidad de desaparición del NO₂.

b) La constante de velocidad no depende de la temperatura porque la reacción se supone en fase gaseosa.

c) El orden total de la reacción es uno, suponiendo que es elemental.

d) Las unidades de la constante de velocidad serán: mol∙L∙s⁻¹.

6.       La velocidad de la reacción: A + 2 B → C en fase gaseosa solo depende de la temperatura y de la concentración de A, de tal manera que si se duplica la concentración de A la velocidad de reacción también se duplica.

a) Justifique para qué reactivo cambia más deprisa la concentración.

b) Indique los órdenes parciales respecto de A y B y escriba la ecuación cinética.

c) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante cinética.

 

7.       La reacción en fase gaseosa: 2 A + B → 3 C es una reacción elemental y, por tanto, de orden dos respecto de A y de orden uno respecto de B.

a) Formule la expresión para la ecuación de velocidad.

            b) Indique las unidades de la velocidad de reacción y de la constante cinética.

            c) Justifique cómo afecta a la velocidad de reacción un aumento de la temperatura a volumen constante.

            d) Justifique cómo afecta a la velocidad de reacción un aumento del volumen a temperatura constante.

 

8.       La ecuación de velocidad para la reacción: 2 A + B → C viene dada por la expresión: v = k∙[A]² ∙[B]. Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

              a) Duplicar la concentración de B hace que la constante cinética reduzca su valor a la mitad.

b) El orden total de la reacción es igual a 2.

c) Puede que se trate de una reacción elemental.

d) Las unidades de la constante cinética son: [tiempo]⁻¹.

 

9.       Para la reacción: A + B → C + D se obtuvieron los siguientes resultados:

ENSAYO	[A] (mol∙L−1)	[B] (mol∙L−1)	v (mol∙L−1∙s−1)
1	0,1	0,1	0,003
2	0,2	0,1	0,012
3	0,2	0,2	0,024

 a) Determinar la ecuación de velocidad.

b) Determinar la unidad de la constante cinética k.

c) Indicar cuál de los dos reactivos se consume más deprisa.

d) Explicar cómo se modifica la constante de velocidad k si se añade más reactivo B al sistema.

 

10.    Para la reacción entre A y B, a partir de los datos de la tabla, justifique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones: 

ENSAYO	[A] (mol∙L−1)	[B] (mol∙L−1)	v (mol∙L−1∙s−1)
1	0,25	0,25	0,02
2	0,50	0,25	0,04
3	0,25	0,50	0,08
4	0,50	0,50	0,16

 a) La reacción es de primer orden respecto a A.

b) El orden total de la reacción es 2.

c) Las unidades de la velocidad son: L∙mol−1∙s−1 .

11.    Una reacción química del tipo: A (g) → B (g) + C (g) tiene a 25 ºC una constante cinética: k = 5·10¹² L∙mol−1∙s−1. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas:

a) ¿Cuál es el orden de la reacción anterior?

b) ¿Cómo se modifica el valor de la constante “k” si la reacción tiene lugar a

una temperatura inferior?

c) ¿Por qué no coincide el orden de reacción con la estequiometría de la reacción?

d) ¿Qué unidades tendría la constante cinética si la reacción fuera de orden 1?

 

12. La ecuación de velocidad para la reacción: A + 2B → C es la expresión:  v = k∙[A]∙[B]²  Justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas:

a) Duplicar la concentración de B hace que la constante de velocidad se doble.

b) El orden total de la reacción es igual a 2.

c) Se trata de una reacción elemental.

d) Las unidades de la constante cinética son: s^-1

.

13.    ¿Podrá darse el caso de dos reacciones, una exotérmica, y otra endotérmica, que tengan el mismo valor para la Energía de Activación?

14.     Para la reacción A+2B → C, se tienen los siguientes datos:

T (K) +- 1	k (mol-2·L2·s-1) +- 0,01
300	1,50
325	3,75

Calcular la energía de activación, Ea, el factor A, y con ese resultado calcula el valor de la constante de velocidad a 350K.

16.     Para la reacción C₂H₄ (g) + H₂ (g) à C₂H₆ (g) la energía de activación es de 181 Kj/mol. A 500ºC la constante de velocidad es 2,5·10^-2 l/mol·s. ¿A qué temperatura la constante de velocidad es el doble del valor a 500ºC? ¿Cuál es la constante de velocidad a 1000ºC?

        17.     Dibuja la curva energética para una reacción exotérmica con y sin actuación de un catalizador.

         18.    Para la siguiente curva correspondiente a la reacción química A à B+C,

                             a)       ¿Cuál es la causa de la diferencia entre las curvas 1 y 2?

b)       ¿En cuál de esos dos casos la reacción va más deprisa?

c)       ¿La reacción es exotérmica o endotérmica?