Problemas RQ 10_11

Departamento de Química Inorgánica e
Ingeniería Química.
Área de Ingeniería Química

REACTORES QUÍMICOS

PROBLEMAS

CURSO 2010/11

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PROBLEMAS DE CINÉTICA
C1- Un motor cohete quema una mezcla estequiométrica de combustible (H2 liq) en un medio
oxidante (O2 liq). La cámara de combustión es cilíndrica de 75 cm de longitud y 60 cm de
diámetro. Se producen 108 kg/s de gases de escape. Suponiendo lacombustión total del H2,
hallar la velocidad de reacción:
a.- del hidrógeno
b.- del oxígeno.
C2- La ecuación estequiométrica de una reacción es
Calcúlese el orden de la reacción.

A + B ——> 2R

C3- Una reacción cuya ecuación estequiométrica es 1/2 A + B ––—–> R + 1/2 S
tiene la ecuación cinética siguiente:

( - r A ) = 2 C A0 5 C B

Dedúzcase la ecuación cinética para esta reacción, si laecuación estequiométrica está escrita
en la forma A + 2B ———> 2R + S
C4- Sea la reacción irreversible 2A + B ———> A2B para la que se encuentra que la
velocidad de formación del producto se ajusta a la ecuación cinética:
(rA2 B ) 

0,72[ A]2 [ B]
1  2[ A]

¿Qué mecanismo de reacción se sugiere para esta expresión cinética, si la naturaleza química
de la reacción indica que el producto intermedio es unaasociación de moléculas reactantes y
que no tiene lugar reacciones en cadena?
C5- Se ha encontrado que la descomposición del óxido nitroso en fase homogénea viene dada
por la ecuación estequiométrica: N2O ———> N2 + 1/2O2 de ecuación cinética

k 1 [ N 2 O] 2
( r N O ) 
2
1  k 2 [ N 2 O]
Dedúzcase un mecanismo que explique esta cinética.
Enz.
C6- Sea la reacción enzimática A ——— R en la queconsideramos que se forma un
producto intermedio de concentración apreciable. Dedúzcase la ecuación cinética de esta
reacción en función de [Eo] y [A], considerándose en el desarrollo la aproximación de estado
estacionario.

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C7- El ácido hipofosforoso se transforma en ácido fosforoso por la acción de agentes
oxidantes
H 3 PO 2

Agente
> H 3 PO 3
Oxidante

La cinética de esta transformación presentalas siguientes características: Para concentraciones
bajas de agente oxidante
(r H 3 PO 3) = k[Ox][ H 3 PO 2 ]
Para concentraciones elevadas de agente oxidante
(r H 3 PO 3) = k [ H + ][ H 3 PO 2 ]

Para explicar las experiencias cinéticas se ha supuesto que con ion hidrógeno como catalizador
el H3PO2 (normalmente no reactivo) se transforma en forma activa, cuya naturaleza se
desconoce. Esteproducto intermedio reacciona con el agente oxidante y da H3PO3.
Demuéstrese que este esquema explica los resultados cinéticos observados.
C8- La ecuación cinética de una reacción es:
(- r A) = 0,005 C A 2 mol/ cm3·min
Calcúlese el valor numérico y las unidades del coeficiente cinético, si la concentración se
expresa en mol/litro y el tiempo en horas.
C9- La ecuación cinética para una reacción en fasegaseosa a 400 K viene dada por:

-

dp A
2
= 3 ,66 p A atm / h
dt

a) Indíquese las unidades del coeficiente cinético.
b) Calcúlese el coeficiente cinético para esta reacción, si la ecuación cinética viene expresada
por:

(- r A) = -

1 dN
V dt

A

= k C A 2 , mol/litroh

C10- A 1100 K el craqueo térmico del n-nonano es 20 veces más rápido que a 1000K. Hallar
la Ea para esta reacción dedescomposición.
C11- La pirólisis del etano tiene lugar con una energía de activación de unas 75000 cal/mol.
Calcúlese el aumento relativo de la velocidad de descomposición a 650 ºC con respecto a
500ºC.

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C12- Para la reacción química A ———> R y teniendo en cuenta los datos tabulados,
¿es razonable representar la relación velocidad-concentración por una expresión cinética de
orden n?. En casoafirmativo hallar el orden de la reacción.
CA

6,1

8,2

8,5

9,1

13,3

( -rA)

110

200

220

250

530

C13- Un hombre metódico todos los viernes por la noche va a una casa de juego con su
sueldo semanal de 3000 ptas.; juega durante 2 horas a un juego de azar; después marcha a
su casa y le da a su familia el sueldo menos 750 ptas. Su modo de jugar se puede predecir:
Siempre apuesta cantidades...