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CINÉTICA QUÍMICA

SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE FINAL DE UNIDAD
Velocidad de una reacción química
1. Señala cuáles de las siguientes proposiciones son correctas: a) las unidades
de la velocidad de reacción dependen de cada tipo de reacción; b) las unidades de la velocidad de reacción son habitualmente mol · LϪ1 · sϪ1; c) la velocidad de reacción no tiene unidades.
a) Incorrecta. Lasunidades no dependen del tipo de reacción. b) Correcta. c) Incorrecta. La velocidad de reacción tiene unidades de concentración dividido por tiempo.
2. En el proceso A ϩ 2 B → C ϩ 3 D, la velocidad inicial de la reacción es
vinicial ϭ 4 mol · LϪ1 · sϪ1. Calcula las velocidades iniciales de consumo de A y B,
y las velocidades iniciales de formación de C y D.
Por la definición de v, la velocidadde consumo de A coincide con v, 4 M · sϪ1, y la
B es 2v, 8 M · sϪ1. Igualmente, la velocidad de formación de C coincide con v,
4 M · sϪ1, y la de D es 3v, 12 M · sϪ1.
3. Un recipiente hermético de 5 L contiene inicialmente 0,4 mol de la sustancia
A que sufre la reacción 2 A → B ϩ 2 C. Al cabo de 200 s, quedan 0,2 mol de A.
a) Calcula la velocidad media de reacción en ese tiempo; b) determinalas
concentraciones finales de B y C; c) obtén el número total de moles que contiene el recipiente en el instante final.
1 ∆[A]
1 0,2/5 Ϫ 0,4/5
a) vmedia ϭ Ϫᎏᎏ ᎏᎏ ϭ Ϫᎏᎏ ᎏᎏ ; vmedia ϭ 1 · 10Ϫ4 mol · LϪ1 · sϪ1
2 ∆t
2
200
[A]0
0,4/5
b) [B]final ϭ ᎏᎏ ϭ ᎏᎏ ϭ 0,04 mol · LϪ1 y [C]final ϭ [A]0 ϭ 0,08 mol · LϪ1
2
2
c) Al final, habrá 0,2 ϩ 0,4 ϭ 0,6 mol en el recipiente.
4. En el proceso 2 A→ B ϩ C, la concentración del reactivo A varía con el tiempo según: [A] = 0,05 Ϫ 4 · 10Ϫ4t, donde t está en minutos. a) Obtén la fórmula
que da la velocidad de reacción del proceso; b) calcula la vinicial; c) calcula la
velocidad al cabo de 25 min.
a) Como [A] varía linealmente con t, la cinética es de orden cero; por tanto, v ϭ k.
1 d [A]
1
b) Como v ϭ Ϫᎏᎏ ᎏᎏ, será: v ϭ Ϫᎏᎏ (Ϫ4 · 10Ϫ4) ϭ 2· 10Ϫ4 mol · LϪ1 · minϪ1
2 dt
2
Se observa que v es constante, no depende de t, así que:
vinicial ϭ 2 · 10Ϫ4 mol · LϪ1 · minϪ1
c) Como v es constante, al cabo de 25 min, v ϭ 2 · 10Ϫ4 mol · LϪ1 · minϪ1
Unidad 7. Cinética química

1

Ecuación cinética
5. La reacción A ϩ 2 B → 2 C ϩ D es de primer orden con respecto a cada uno de
los reactivos. Escribe la ecuación cinética, calcula elorden total de reacción e
indica las unidades de k.
La ecuación cinética es v ϭ k[A][B]. El orden total es 1 ϩ 1 ϭ 2. Las unidades de k
son mol · LϪ1 · sϪ1.
6. El ácido oxálico, HOOC — COOH, reacciona en agua con el ion permanganato,
MnO4Ϫ, según:
2 MnO4Ϫ(ac) ϩ 5 H2C2O4(ac) ϩ 6 Hϩ(ac) → 2 Mn2ϩ(ac) ϩ 10 CO2(g) ϩ 8 H2O(l )
y la ley de velocidad es:
v ϭ k [MnO4Ϫ][C2O4H2]
¿Cuál es el orden dereacción con respecto a cada reactivo? ¿Y el orden total?
¿Coinciden con los coeficientes estequiométricos? ¿Por qué?
El orden de reacción es 1 respecto a MnO4Ϫ(ac), 1 respecto a H2C2O4 , y 0 respecto a
Hϩ. El orden total es 1 ϩ 1 ϩ 0 ϭ 2. No coinciden con los coeficientes estequiométricos, lo cual indica que el mecanismo de reacción es complejo, con varias etapas.
Normalmente ocurre esto, queno hay coincidencia.
7. El óxido de etileno, C2H4O, se descompone cuando se calienta según la ecuación química:
C2H4O( g) → CH4( g) ϩ CO( g)
Se han observado los siguientes valores para la velocidad de reacción a
400 °C:
Experiencia

[C 2 H 4 O] i n i c i a l
(mol/L)

vinicial
(M/s)

1

0,00271

5,00 · 10Ϫ7

2

0,00545

1,04 · 10Ϫ6

Encuentra la ecuación cinética ycalcula el valor, con unidades, de la constante cinética.
Cuando se duplica [C2H4O]inicial, la velocidad inicial se duplica igualmente. Por tanto:
v ϭ k[ C2H4O]
El valor de k es la media de las dos experiencias:
1,845 · 10Ϫ4 ϩ 1,908 · 10Ϫ4
k ϭ ᎏᎏᎏ ϭ 1,877 · 10Ϫ4 sϪ1
2
Unidad 7. Cinética química

2

8. Para la siguiente reacción acuosa en presencia de OHϪ, a cierta temperatura,
se tiene:...