Universidad de Puerto Rico en Bayamón
Decanato de Asuntos Académicos
Departamento de Química
Unidad 4: Cinética Química
QUIM 3002
Problemas de Práctica
1. Un catalizador altera la rapidez de una reacción debido a que:
a.
b.
c.
d.
e.
2.
¿Cuál de los siguientes no afecta la rapidez de una reacción?
a.
b.
c.
d.
e.
3.
cambia la estequiometría de la reacción
aumenta la energía de activación
desplaza el equilibrio hacia los productos
provee un mecanismo por el cual la energía de activación es menor
ninguna de las anteriores
añadir más reactantes
remover productos
aumentar la temperatura
disminuir la temperatura
añadir un catalizador
Dada la reacción:
CH4(g) + H2O(l)  CO2(g) + 3 H2(g).
¿Cuál de las siguientes expresiones relaciona la rapidez de desaparición de CH4,
-Δ[CH4], con la rapidez de formación de H2?
-------Δt
a.
[H2]
-------t
b.
1 [H2]
----------3 t
3 [H2]
-----------t
d. ninguna de las anteriores
c.
4.
El NO2(g) se descompone según la reacción:
2 NO2(g)  2 NO(g) + O2(g).
Si la concentración inicial de NO2 es 0.1103 M y al cabo de 60.0 s su concentración
disminuyó a 0.1076M, ¿cuál es la rapidez promedio de descomposición del NO2 en
ese intervalo de tiempo?
a.
b.
c.
d.
e.
1.82 x 10-3 M/s
3.63 x 10-3 M/s
2.70 x 10-3 M/s
4.50 x 10-5 M/s
ninguna de las anteriores
5.
El ión yoduro, I-, es oxidado por el ión clorato, ClO3-, de acuerdo a la siguiente
reacción:
ClO3-(ac) + 9 I-(ac) + 6 H+(ac)  3 I3-(ac) + Cl-(ac) + 3 H2O(l)
La ley de rapidez para esa reacción es:
r = k  ClO3- H+2 [I-]
¿Cuál de las siguientes es cierta?
a.
b.
c.
d.
e.
el orden total de la reacción es 7
el orden con respecto a ClO3- es 2
el orden con respecto a I- es 2
el orden total de la reacción es 3
el orden total de la reacción es 4
6.
Para la ley de rapidez:
r = k [A]2[B]/[C]
Complete los siguientes blancos:
a. Orden con respecto a A _______
b. Orden con respecto a C _______
c. Unidades de la constante de rapidez _________
7.
La rapidez de la reacción: (H3C)3 C Br + OH-  (H3C)3C OH + Br -, se
determinó utilizando el método de rapidez inicial a 25 ºC. Se obtuvo los datos que
aparecen a continuación:
experimento
1
2
3
[((H3C)3CBr]o (M)
0.25
0.50
0.50
[OH-]o (M)
0.25
0.25
0.50
r (M/s)
1.1 x 10-4
2.2 x 10-4
2.2 x 10-4
¿Cuál es la ley de rapidez de la reacción?
a.
b.
c.
d.
8.
¿Cuál es el valor de k a 25 ºC para la reacción de la pregunta anterior?
a.
b.
c.
d.
9.
r = k [((H3C)3CBr]2
r = k [((H3C)3CBr ]
r = k [((H3C)3CBr ] [OH-]
r = k [((H3C)3CBr ]2 [OH-]
8.8 x 10-4
4.4 x 10-4
1.8 x 10-4
ninguna de las anteriores
La rapidez de la reacción: BrO3- + 5 Br - + 6 H+ → 3 Br2 + 3 H2O, se determinó
utilizando el método de rapidez inicial a 25 ºC. Se obtuvo la data que aparece a
continuación:
experimento
1
2
3
4
[BrO3-]o (M)
0.10
0.20
0.20
0.10
[Br -]o (M)
0.10
0.10
0.15
0.10
[H+] (M)
0.10
0.10
0.10
0.25
r (M/s)
8.0 x 10-4
1.6 x 10-3
2.4 x 10-3
5.0 x 10-3
¿Cuál es la ley de rapidez de la reacción?
a.
b.
c.
d.
r = k [BrO3-] [Br -] [H+]4
r = k [BrO3-] [Br -]2 [H+]
r = k [BrO3-]2 [Br -] [H+]
r = k [BrO3-] [Br -] [H+]2
2
10. La reacción: SO2Cl2  SO2 + Cl2 es de primer orden. Su constante de rapidez es
2.20 x 10-5 s-1 a 600 K. Si la concentración inicial de SO2Cl2 es 0.10 M, ¿cuál será
su concentración luego de 2.00 horas?
a.
b.
c.
d.
0.0010 M
0.015 M
0.017 M
0.085 M
11. La reacción de descomposición: C2H6  2 CH3 es de primer orden. Su constante
de rapidez es 5.5 x 10-4 s-1 a 1000K. Si la concentración inicial de C2H6 es 0.35 M,
¿cuánto tiempo debe haber transcurrido para que la concentración de C2H6 se
reduzca a 0.10 M?
a.
b.
c.
d.
7.3 min
38 min
81 min
100 min
12. La constante de rapidez, k, para una reacción de primer orden es 4.2 x 10-4 s-1 a
500K. ¿Cuál es el tiempo de vida media de la reacción?
a.
b.
c.
d.
2.9 x 10-4 s
1.5 s
7.2 x 102 s
1.7 x 103 s
13. La reacción: 2 Mn(CO)5  Mn2(CO)10 es de segundo orden. Su constante de
rapidez es 3.0 x 109 M-1 s-1 a 25 ºC. Si la concentración inicial de Mn(CO)5 es 1.0 x
10-5 M, ¿cuánto tiempo debe haber transcurrido para que su concentración se
reduzca un 90 %?
a.
b.
c.
d.
3.3 x 10-16 s
3.7 x 10-6 s
3.0 x 10-4 s
3.0 x 10-3 s
14. La reacción: 2 HI  H2 + I2 es de segundo orden. A 800 K, se tarda 142 segundos
para que la concentración inicial de HI disminuya de 6.75 x 10-2 M a 3.50 x 10-2 M.
¿Cuál es el valor de constante de rapidez de la reacción a esa temperatura?
a.
b.
c.
d.
3.29 x 10-4 M-1 s-1
9.69 x 10-2 M-1 s-1
10.3 M-1 s-1
4.37 x 103 M-1 s-1
15. ¿Cuál de los siguientes factores afecta la rapidez de la reacción de acuerdo a la
teoría de Arrhenius?
a.
b.
c.
d.
e.
frecuencia de colisiones
fracción de colisiones con suficiente energía
orientación de las moléculas
todas las anteriores
ninguna de las anteriores
3
16. A continuación aparece el diagrama de energía potencial para la reacción:
O2 + O2  O + O3
O3 + O
energía (kJ)
406 kJ
392 kJ
O2 + O2
progreso de la reacción
De acuerdo al mismo, la energía de activación y el H de la reacción,
respectivamente, son:
a.
b.
c.
d.
14 kJ, -406 kJ
392 kJ, 406 kJ
406 kJ, -392 kJ
406 kJ, 392 kJ
17. Utilizando el diagrama de energía potencial de la pregunta anterior, determine la
energía de activación y el H de la reacción, respectivamente, para la reacción
inversa:
a.
b.
c.
d.
14 kJ, 392 kJ
14 kJ, -392 kJ
406 kJ, -392 kJ
392 kJ, -406 kJ
18. Para la reacción de isomerización de ciclopropano a propeno el valor de k a 470 ºC
es 1.10 x 10-4 s-1 mientras que a 500 ºC el valor de k es 5.70 x 10-4 s-1. Calcule la
energía de activación para la reacción. (R = 8.31 J/mol K)
a.
b.
c.
d.
46 kJ/mol
110 kJ/mol
262 kJ/mol
380 kJ/mol
19. La reacción descomposición de cierto compuesto tiene una energía de activación de
126 kJ/mol y un valor de k a 30 ºC de 9.8 x 10-3 s-1. ¿Cuál es el valor de k para esta
reacción a 50 ºC?
a. 4.4 x 10-4 s-1
b. 2.2 x 10-1 s-1
c. 3.4 x 101 s-1
d. 2.3 x 103 s-1
Para la reacción de descomposición de ClO- se sugiere el siguiente mecanismo:
k1
paso 1: ClO + ClO  ClO2- + Cl- (lento)
paso 2:
k2
ClO2- + ClO-  ClO3- + Cl- (rápido)
A partir de este mecanismo conteste las preguntas 19-22.
4
20. ¿Cuál es la ecuación neta para la reacción?
a.
b.
c.
d.
ClO- + ClO-  ClO2- + ClClO2- + ClO-  ClO3- + Cl3 ClO-  ClO3- + 2 Cl2 ClO-  ClO2- + Cl-
21. Indique cuál o cuales son los intermediarios.
a.
b.
c.
d.
ClOClO2- y ClOClO-, ClO3- y ClClO2-
22. ¿Cuál es la molecularidad de ambos pasos?
a. unimolecular
b. bimolecular
c. termolecular
23. ¿Cuál es la ley de rapidez para la reacción de acuerdo al mecanismo?
a.
b.
c.
d.
r = k [ClO2-] [Cl-]
r = k [ClO-]2
r = k [ClO2-] [ClO-]
r = k [ClO3-] [Cl-]
Para una reacción entre cloro y monóxido de carbono se sugiere el siguiente mecanismo:
k1
paso 1:
1/2 Cl2 ⇄ Cl
k-1
(rápido)
k2
paso 2:
paso 3:
Cl + CO ⇄ COCl
k-2
(rápido)
k3
COCl + Cl2  COCl2 + Cl
(lento)
k4
paso 4:
Cl ⇄ 1/2 Cl2
k-4
(rápido)
A partir de este mecanismo conteste las preguntas 23-25.
24. ¿Cuál es la ecuación neta para la reacción?
a.
b.
c.
d.
COCl + Cl2  COCl2 + Cl
CO + Cl2  COCl2
2 Cl + CO → COCl + Cl
Cl + CO → COCl
25. Indique cuál o cuales son los intermediarios.
a. Cl, CO
b. Cl2, COCl
c. Cl, COCl
d. Cl2, COCl2
26. ¿Cuál es la ley de rapidez para la reacción de acuerdo al mecanismo?
5
a.
b.
c.
d.
r = k [COCl] [Cl2]
r = k [Cl] [CO]
r = k [CO] [Cl2]
r = k [CO] [Cl2]3/2
Contestaciones
1. d
2. b
3. b
4. d
5. e
6. a = 2, b = -1, c = s-1 M-1
7. b
8. b
9. d
10. d
11. b
12. d
13. c
14. b
15. d
16. d
17. b
18. c
19. b
20. c
21. d
22. b
23. b
24. b
25. c
26. d
6