Química General I CINÉTICA QUÍMICA. Deber 6 1.
Escriba las expresiones de rapidez de reacción para las siguientes reacciones, en función de la desaparición de los reactivos y de la aparición de los productos:
2. Considere la reacción N2( g ) + 3H2( g 3H2( g ) ⎯→ 2NH3( g 2NH3( g ) Suponga que, en un momento en particular durante la reacción, el hidrógeno molecular reacciona a una rapidez de 0.074 M/ s. s. a) ¿Cuál es la rapidez de formación del amoniaco? b) ¿Cuál es la rapidez con la que reacciona el nitrógeno molecular? 3.
4.
Con los datos de la tabla 13.2 calcule la rapidez de la reacción en el momento en que [F2] = 0.010 M y [ClO2] = 0.020 M.
Considere la siguiente reacción X+Y→Z A partir de los siguientes datos, obtenidos a 360 K, a) determine el orden de la reacción y b) determine la rapidez inicial de desaparición de X cuando su concentración es 0.30 M y la de Y es 0.40 M.
5.
Se estudió la siguiente reacción en fase gaseosa a 290°C observando el cambio de la presión en función del tiempo, en un recipiente a volumen constante: ClCO2CCl3(g) → 2COCl2(g)
Determine el orden de la reacción y la constante de rapidez, con base en los siguientes datos, donde P es la presión total:
6.
En el caso de una reacción de primer orden, ¿cuánto tiempo tomará para que la concentración del reactivo disminuya hasta una octava parte de su valor original? Exprese la respuesta en términos de vida media (t1/2) y en términos de la constante de rapidez k.
7.
¿Cuál es la vida media de un compuesto si 75% de una muestra de este Compuesto se descompone en 60 min? Suponga una cinética de primer orden.
8. La constante de rapidez para la reacción de segundo orden 2NOBr(g) → 2NO(g) + Br2(g) es de 0.80/M · s a 10 °C. a) Comenzando con una concentración de 0.086 M, calcule la concentración de NOBr después de 22 s. b) Calcule la vida media cuando [NoBr] 0 = 0.072 M y cuando [NOBr] 0 = 0.054 M 9.
Defina energía de activación. ¿Cuál es el papel de la energía de activación en la cinética química?
10.
Escriba la ecuación de Arrhenius y defina todos sus t érminos.
11.
Las velocidades iniciales vo de la reacción: 2 A + B + C productos, a 300 K, partiendo de varios conjuntos de concentraciones iniciales, se dan en la tabla (concentraciones en mol l -1, vo en mol l -1s-1). Suponiendo que la ley de velocidad es de forma sencilla, determina los órdenes parciales y el total, así como la constante de velocidad. 1
2
3
4
[A]o
0.20
0.60
0.20
0.60
[B]o
0.30
0.30
0.90
0.30
[C]o
0.15
0.15
0.15
0.45
vo
0.6 x 10 -
1.81 x 10 -
5.38 x 10 -
1.81 x 10 -
12.
La constante 2 NO2 + F2
de
velocidad
de
la
reacción
en
fase
gaseosa
(K):
2F
K=38 l mol -1s-1 a) Calcula el número de moles de cada sustancia presentes después de 10 s, si se mezclan 2 moles de NO2 y 3 moles de F 2 b) Para las condiciones anteriores, calcula la velocidad inicial y la velocidad al cabo de 10 segundos. 13. Dos volúmenes iguales de dos disoluciones equimolares A y B se mezclan y se produce la reacción A + B C. Un 75% de A ha reaccionado al cabo de una hora. Calcule que proporción de A quedará sin reaccionar después de dos horas si: a) La reacción es de primer orden en A y orden cero en B. b) La reacción es de primer orden en ambos reactivos. c) La reacción es de orden cero en ambos reactivos.
14.
A 518 C, la velocidad de descomposición de una muestra de acetaldehido gaseoso, inicialmente a la presión de 363 torr, era 1.07 torr.seg-1 cuando ha reaccionado un 5% y 0.76 torr.seg-1 cuando lo ha hecho un 20%. Determine el orden de la reacción.
15. Los datos siguientes dan la dependencia de k con T para la reacción: N2O5 (g) 2NO2 (g) + ½ O2 (g) Calcula la energía de activación de la reacción.
16. La descomposición térmica del N2O5 sigue una cinética de primer orden. A 45°C, una gráfica de ln [N2O5] contra t tiene una pendiente de – 6.18 × 10 – 4 min – 1. ¿Cuál es la vida media de la reacción? 17. La destrucción de la capa de ozono es debida entre otras a la siguiente reacción: NO+ O3 → NO2 + O2. La velocidad de reacción que se ha obtenido en tres experimentos en los que se ha variado las concentraciones iniciales de los reactivos ha sido la siguiente:
a) Determinar la ecuación de velocidad b) Calcular el valor de la constante de velocidad. 18. Un matraz contiene una mezcla de los compuestos A y B. Ambos compuestos se descomponen siguiendo una cinética de primer orden. La vida media es de 50.0 min para A y de 18.0 min para B. Si las concentraciones de A y B son iguales al inicio, ¿cuánto tiempo transcurrirá para que la concentración de A sea cuatro veces la de B? 19. Dadas las mismas concentraciones de los reactivos, la reacción CO(g) + Cl2(g) → CoCl2(g) a 250°C es de 1.50 × 10 3 veces más rápida que la misma reacción a 150°C. Calcule la energía de activación para esta reacción. Suponga que el factor de frecuencia permanece constante. 20.
En la industria nuclear, los trabajadores utilizan como regla de oro que la radiactividad de cualquier muestra es inofensiva después de diez vidas medias. Calcule la fracción de una muestra radiactiva que permanece después de este periodo. (Sugerencia: La desintegración radiactiva sigue una cinética de primer orden.)
