8/12/2019 Ejercicios de Cinetica Quimica (10 Ejercicios)

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“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ”

INGENIERIA QUIMICA

APELLIDOS Y NOMBRE: Crisóstomo Quispe yesdely

SEMESTRE : II

1. Escriba las expresiones de la velocidad para las siguientes tres reacciones,en función de la desaparición de los reactivos de la aparición de losproductos.a) H2(g) + I2(g) 2HI(g)b) 5Br-(ac) + BrO-3(ac) + 6H+(ac) 3Br2(ac) + 3H2O(l)

SOLUCION:

En general para la reacción:

aA + bB cC + dD

velocidad =∆[ ]∆

= ∆[ ]∆

= ∆[ ]∆

= ∆[ ]∆

(a) Velocidad =∆[ ]

∆ = ∆[ ]

∆ = ∆[ ]

∆

(b) Velocidad =∆[ − ]

∆ = ∆[ − ]

∆ = ∆[ + ]

∆ = ∆[ ]

∆

2. Considere la reaccion:2 ( ) 2 ( ) → 2 2( )

Suponga que, en un momento en particular durante la reaccion, el óxidonítrico (NO) reacciona a una velocidad de 0.066 M/s.

a) ¿Cuál es la velocidad de formación del NO2?b) ¡cual es la velocidad a la que reacciona el oxigeno molecular?

SOLUCION:

Velocidad =∆[ ]

∆

∆[ ]∆

= 0.066

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12

∆[ ]∆ =

12

∆[ 2 ]∆

(a) ∆[ ]∆

= 0.066

(b)∆[ ]

∆ = ∆[ ]

∆

∆[ 2 ]∆

= 0.066

2 = 0.033

3. La ley de velocidad para la reaccion4 ( ) 2 ( ) → 2 ( ) 2 2 ( )

Está dada por velocidad =k[NH4+][NO2-]. A 25°C la constante de velocidades 3.0 10 −

. . calcule la velocidad de la reaccion a esa temperatura si[ + ] = 0.26 y [ − ] = 0.080 .

SOLUCION:

Velocidad = [ + ][ − ] = (3.0 10 − /M.s)

(0.26 M)(0.080 M) =6.2 10 − M/s

4. La constante de velocidad para la reaccion de segundo orden

2 2 ( ) → 2 ( ) 2( )

Es 0.54/M.s a 300°C. ¿Cuánto tiempo tomará (en segundos) para que laconcentración de NO2 disminuya desde 0.62 M hasta 0.28 M?

SOLUCION:

1[ ] =

1[ ]

128

= 162

0.54

= 3.6

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5. Escriba la expresión de velocidad para las siguientes reacciones, en funciónde la desaparición de los reactivos y la aparición de los productos:a) 2 2 ( ) 2 ( ) → 2 2 ( )

b) 4 3 ( ) 5 2 ( ) → 4 ( ) 6 2 ( )

SOLUCION:(a) Velocidad = ∆[ ]

∆ = ∆[ ]∆ = ∆[ ]

∆

(b) Velocidad= ∆[ ]∆ = ∆[ ]

∆ = ∆[ ]∆ = ∆[ ]

∆

6. El rearreglo del metil isonitrilo, CH3NC, se estudió en fase gaseosa a215ºC y se obtuvieron los datos siguientes:

Tiempo (s) [CH3NC]0 0,01652000 0,01105000 0,005918000 0,0031412000 0,0013715000 0,00074

Calcular la velocidad promedio de la reacción para el intervalo entrecada medición.Solución

Aplicando la expresión de la velocidad:

v = [ 3 ] [ 3 ] 0

t t0

Para to = 0 y t = 2000 s:v = , − ,

− = 2,75 ×10 M s ¹

Para to = 2000 s y t = 5000 s:

v = , 9 − ,− = 1, 70 ×10 M s ¹

Para to = 5000 s y t = 8000 s:

v = , − , 9−

= 9, 23 × 10 M s ¹

Para to = 8000 s y t = 12000 s:

v = , 7− ,− = 4, 42 × 10 M s ¹

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Para to = 12000 s y t = 15000 s:

v = , 7 − , 7− = 2, 1 × 10 M s ¹

7. ¿Cuál es el orden global de reacción y cuál es el orden respecto a cada

uno de los reactivos en las siguientes reacciones?a) 2 H2O2(g) 2 H2O + O2 v = k[H2O2]b) CO + NO2 CO2 + NO v = k[NO2]2 c) 2 NO + 2 H2 N2 + 2 H2O v = k[NO]2[H2]d) CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl v = k[CHCl3][Cl2]1/2

SOLUCIÓN:

a) v = k[H2O2]Es de orden 1 respecto al H 2O2.

El orden global de reacción también es 1.

b) v = k[NO2]2 Es de 2° orden respecto a la concentración de NO 2 y de orden 0 respecto ala concentración de CO.El orden global es 2.

c) v = k[NO]2[H2]Es de 2° orden respecto a la concentración de NO y de 1° orden respecto ala concentración de H2.Orden global 3.

d) v = k[CHCl3][Cl2]1/2 De orden 1 respecto a la concentración de CHCl3 y de orden ½ respecto ala Cl2.El orden global es 3/2.

8. La ecuación de velocidad de la reacción C2H4(g) + H2(g) C2H6(g) esv = k[C2H4].[H2]. Determinar cuánto vale la constante de velocidadespecífica a 300K si las concentraciones de C 2H4 y H2 son ambas 0.03 M yla velocidad vale 2,7.10-5mol/l.s.

SOLUCIÓN:

Como :V = k[C2H4].[H2]

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[C2H4] = 0,03mol/l [H2] = 0,03mol/l v = 2,7.10-5mol/l.s

Sustituimos en la ley diferencial de velocidad y podremos despejar k:

2,7.10-5 mol/l.s = k*0,03mol/l*0,03mol/l

K= 0,03l. mol-1.s-1

9. Justifica razonadamente cuál de las siguientes afirmaciones es correcta.Para iniciar el proceso de combustión del carbón, éste debe calentarsepreviamente porque: a) la reacción de combustión es endotérmica; b) senecesita superar la energía de activación; c) la reacción de combustión esexotérmica; d) la reacción de combustión no es espontánea a temperatura

ambiente.SOLUCION:

a) Falso, pues la reacción globalmente desprende calor y por lo tanto esexotérmica.

b) Verdadero, ya que si no se supera ésta no se producirá el complejoactivado y la reacción no tendrá lugar aunque sea exotérmica.

c) Falsa, pues aunque todas las reacciones de combustión sonexotérmicas, ésta no es la causa por la que debe calentarse previamente.

d) Falsa. El término que más influye en ΔG es ΔH sobre todo si latemperatura no es muy alta, porque ΔG < 0 y la reacción es espontánea, locual no significa que no deba superar la energía de activación.

10. Para la reacción N2O4(g)→2NO 2(g), la velocidad de formación de NO2, encierto intervalo de tiempo, vale 0,004 mol L¹s ¹. ¿Cuánto vale, en eseintervalo, la velocidad de desaparición de N2O4?

Dada la estequiometria de la reacción, por cada mol de N2O4 quedesaparece, se forman 2 mol de NO 2.

Es decir: Δ[NO 2] =-2Δ[N2O4]

Por tanto: Vdesap[N2O4] = ΔN OΔ

= ΔN OΔ

= (0,004 mol L ¹s ¹)

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Vdesap [N2O4] = 0,002 mol L¹s ¹