Ejercicios para la lección 3
Ejercicios para la lección 3
Fecha de entrega: 24 de j
Fecha de entrega: 24 de julio de 2018ulio de 2018
1.
1. Considere la reacciónConsidere la reacción
→
→
Si se sabe que:
Si se sabe que:
Al duplicar la concentración de A, la velocidad se duplicaAl duplicar la concentración de A, la velocidad se duplica
2
2
∗
∗
∗
∗
ñ
ñ
= 2
= 2
Al triplicar la concentración de B, no Al triplicar la concentración de B, no se altera la velocidadse altera la velocidad
∗
∗
3
3
∗
∗
ñ
ñ
=
=
Al triplicar la concentración de C aumenta la velocidad por un factor Al triplicar la concentración de C aumenta la velocidad por un factor de 9de 9
∗
∗
∗
∗
3
3
ñ
ñ
= 9
= 9
¿Por qué factor cambiará la velocidad si reducen a la mitad l¿Por qué factor cambiará la velocidad si reducen a la mitad las concentraciones de A, B y C?as concentraciones de A, B y C?
Gracias a los datos se deduce que m=1, n=0, ñ=2
Gracias a los datos se deduce que m=1, n=0, ñ=2
Entonces la ecuación se representaría de
Entonces la ecuación se representaría de esta formaesta forma
∗
∗
∗
∗
=
=
Y al reducir a la mitad ocurriría lo siguienteY al reducir a la mitad ocurriría lo siguiente
[
[
2
2
]
]
∗
∗
[
[
2
2
]
]
∗
∗
[
[
2
2
]
]
=
=
1
1
2
2
∗
∗
1
1
4
4
[
[
2
2
]
]
∗
∗
[
[
2
2
]
]
∗
∗
[
[
2
2
]
]
=
=
1
1
8
8
Entonces el factor por el que cambiara la velocidad será el de Entonces el factor por el que cambiara la velocidad será el de
2.
2. Se recopilaron los datos siguientes de la velocidad de desaparición de NO en la reacción:Se recopilaron los datos siguientes de la velocidad de desaparición de NO en la reacción:
(())
(()) → →
()
()
ExperimentoExperimento [NO] [NO] (M) (M) [O[O22] (M)] (M) Velocidad inicial (M/s)Velocidad inicial (M/s) 1 1 0.0126 0.0126 0.0125 0.0125 1.41x101.41x10-2-2 2 2 0.0252 0.0252 0.0250 0.0250 1.13x101.13x10-1-1 3 3 0.0252 0.0252 0.0125 0.0125 5.64x105.64x10-2-2 (a)
(a) ¿Cuál es la ecuación de velocidad de la reacción?¿Cuál es la ecuación de velocidad de la reacción?
Orden de la reacción respecto a A y B Orden de la reacción respecto a A y B
=
=
1.41* 1.41*1010
−
−
= =
0.0126
0.0126
0.0125
0.0125
5.64* 5.64*1010
−
−
= = 0.0252
0.0252
0.0125
0.0125
0.25= 0.25=0.50.5
m=2 m=2 =
=
1.13* 1.13*1010
−
−
= =
0.0252
0.0252
0.0250
0.0250
5.64* 5.64*1010
−
−
= = 0.0252
0.0252
0.0125
0.0125
2= 2=22
m=1 m=1
∗
∗
=
=
∗
∗
2
2
=
=
(b) ¿Cuáles son las unidades de la constante de velocidad?
∗
2
=
K=
∗
2
K=
2
1
K=
−
−
LAS UNIDADES DE K SON
−
−
(c) ¿Cuál es el valor promedio de la constante de velocidad calculado con base en los tresconjuntos de datos? K=
∗
2
K=.∗
.
.
K=7105.06
K=.∗
.
.
K=7117.66
K=.∗
.
.
K=7105.06
Kprom=
++
= 7109.26
−
−
3. La descomposición en fase gaseosa de SO2Cl2 es de primer orden respecto al reactivo y está dado por:
() →
()
()
A 600 K, la vida media de este proceso es de 2.3x105 s.¿Cuál es la constante de velocidad a esta temperatura? Vmedia =
k=
.∗
= 3.0136∗10
−
−
A 350°C la constante de velocidad es de 2.2x10-5 s-1. ¿Cuál es la vida media a esta temperatura?
Vmedia =
Vmedia=
.∗
= 31506.69
Calcular la energía de activación para la reacción
ln12 =
( 12 11)
=
∗ln12
12 11
= 8.31∗ln
3.013∗10
6
2.2∗10
5
1623 1600
= 268504.80
Ea=
268.50
4. Al considerar la descomposición del cloruro de sulfurilo (SO2Cl2) como de primer orden. Se sabe que la constante de velocidad de la descomposición a 660 K es de 4.5x10-2 s-1.
Si se parte de una presión inicial de SO2Cl2 de 3750 mm Hg. ¿cuál es la presión de esta sustancia al cabo de 65 s?
ln = ln
=
−.∗
10
2
(
65
)
ln3750
= 201.24
¿En qué tiempo descenderá la presión de SO2Cl2 a un décimo de su valor inicial?
ln
=
t =
ln
1
=
1
ln
110
2
2
2
2
= 1
4.5∗10
2
(ln1/10) = 51
5. Se determinó la velocidad inicial de la reacción entre el HgCl2 y el C2H4-2con varias concentraciones iniciales y se obtuvieron los datos siguientes:
Experimento [HgCl2] (M) [C2 H4-2] (M) Velocidad inicial (M/s)
1 0.164 0.15 3.2x10-5
2 0.164 0.45 2.9x10-4
3 0.082 0.45 1.4x10-4
4 0.246 0.15 4.8x10-5
¿Cuál es el orden global de la reacción?
Orden de la reacción respecto a A y B
=
3.2*10
−
=
0.164
0.15
4.8*10
−
= 0.246
0.15
=
m=1 =
3.2*10
−
=
0.164
0.15
2.9*10
−
= 0.164
0.45
=
m=2
∗
=
∗
2
=
ORDEN GLOBAL= 2+1= 3¿Cuál es el valor de la constante de velocidad? K=
∗
2
=.∗
..
= 8.73∗10
−
M
-2S
-1¿Cuál es la velocidad de reacción cuando la concentración de HgCl2 es 0.12 M, y la de C2H4-2 es 0.10 M si la temperatura es la misma a la que se obtuvieron los datos que se muestran?
6. La sacarosa (C12H22O11), o azúcar de mesa, reacciona con soluciones ácidas diluidas y forma dos azúcares más sencillos, glucosa y fructosa. La reacción se puede expresar:
()
() → 2
()
A23°C y en HCl, se obtuvieron los siguientes datos de la desaparición de la sacarosa:
¿De qué orden, primero o segundo, es la reacción respecto a [C12H22O11]?
Debido a que la gráfica de Ln(M) vs tiempo es decreciente se concluye que es una reacción de primer orden.
¿Cuál es el valor de la constante de velocidad?
El constante de la velocidad se lo determina con la pendiente de la grafica
K=-
−.−(−.)
−
=
−
= 5.69*10
-5 K=5.69*10
-5S
-1 Tiempo (min) [C12 H22O11] (M) 0 0.316 39 0.274 80 0.238 140 0.190 210 0.146 Tiempo (seg) Ln([C12 H22O11]) (M) 0 -1.15 2340 -1.29 4800 -1.43 8400 -1.66 12600 -1.927. La reacción en fase gaseosa
()() → ()()
tiene una variación de entalpía global de -66 kJ/mol. La energía de activación de la reacción es de 7 kJ/ mol. Grafique el perfil de energía de la reacción e identifique Eay ΔHreacciónEa=7 KJ/mol
ΔHreacción=-66KJ/mol
¿Cuál es la energía de activación de la reacción inversa? Eainversa=7+66= 73 KJ/mol
8. Dos reacciones de primer orden tienen la misma constante de velocidad a 30°C. La
reacción A tiene una energía de activación de 45.5 kJ/mol; la reacción B tiene una energía de activación de 25.2 kJ/mol.
Calcule la relación entre las constantes de velocidad, kA/kB, a 60°C.
E N E R G I A Trayectoria de la Reacción
9. Se ha tabulado como sigue la dependencia respecto a la temperatura de la constante de velocidad de la reacción:
()
() →
()()
Temperatura (K) K (M-1s-1) 600 0.028 650 0.22 700 1.3 750 6 800 23¿Cuál es el orden global de la reacción?
Debido a que la constante K posee unidades (
−
−
), el orden de la reacción es 2. Calcular Ea (Energía de activación) y A.Para Ea
ln12 =
( 12 11)
=
∗ ln12
12 11
= 8.31∗ln
0.028
23
1800 1600
= 133.85
Para A
10. La oxidación de SO2 a SO3 es catalizada por el NO2. La reacción se lleva a cabo como sigue:
Muestre que la suma de las dos reacciones da la oxidación global de SO2 con O2 que produce SO3.
LEY DE HESS
(X2)
2NO
2(g)+2SO
2(g)2NO
(g)+2SO
3(g)2NO
(g)+ O
2(g)2NO
2(g2NO
2(g)+2SO
2(g)+2NO
(g)+ O
2(g)2NO
2(g)+2NO
(g)+2SO
3(g) Luego de restar y dividir todo para 2 nos quedaSO
2(g)+
O
2SO
3(g) y con eso se comprueba.¿Por qué se considera al NO2 como un catalizador y no como un intermediario de esta reacción?
Se lo considera catalizador debido a que el NO2 no aparece en el producto final ya que se pierde en el proceso.
¿Es éste un ejemplo de catálisis homogénea o de catálisis heterogénea?
