Ejercicios Lección 3 (1) (1)

Ejercicios para la lección 3 Fecha de entrega: 24 de julio de 2018

1. Considere la reacción  A + B + C → P Si se sabe que: Al duplicar la concentración de A, la velocidad se duplica Al triplicar la concentración de B, no se altera la velocidad Al triplicar la concentración de C aumenta la velocidad por un factor de 9 ¿Por qu factor cambiar! la velocidad si reducen a la mitad las concentraciones de A, B " C# 1 0 2 V r x = K ( A ) ( B ) 9 ( C ) • • •

1 2 V r x=

1 2

1

1 1

0

1 2

2

×1 ×1

1

=

=

4

1 8

Se reduce por el factor de 1/8

1. Se recopilaron los datos si$uientes de la velocidad de desaparición de %& en la reacción:  N O ( g ) + O 2 ( g ) → N O 2 ( g ) Experien to 1 ( 

!"#$ %&'

!#2$ %& %&'

'.'1() '.'(*( '.'(*(

'.'1(* '.'(*' '.'1(*

(elocidad inicial %&/s' 1.+11' -( 1.11' -1 *.)+1' -(

%a'¿Cu!l %a' ¿Cu!l es la ecuación de velocidad de la reacció reacción# n# A / %& B / &( V ie 3

=4 V i e 1

m

m

m

m

 K A e 3= 4 k A e 1 m

2  A e 1 = 4 A e 1

2

m

=4

m= 2 2 V i e 3 =V i e 2 n

n

2 K B e 3 = K B e 2 n

n

n

2 B e 3=2 B e 3

2= 2

n

n =1

2

V r x = K A B

1

%)'¿Cu!les son las unidades de la constante de velocidad#  M  S  3

 M 

= K 

1 2

 M  S

= K 

−2 − 1

= K 

 M  S

%c' ¿Cu!l es el valor promedio de la constante de velocidad calculado con base en los tres con0untos de datos# − 2  M 

1.41×10  K =

2

2

− 1  M 

S

=7117.66 M − 2 S−1

2

( 0.0252 )  M  ×0.0250 M  M  S

−2

5.64 ×10  K =

=7105.06 M − 2 S−1

( 0.0126 )  M  ×0.0125 M  1.31×10

 K =

S

2

2

=7105.06 M −2 S−1

2

( 0.0252 )  M  ×0.0125 M 

−2 −1

 K p r  m=7109.26 M  S

1. a descomposición en fase $aseosa de S& (Cl( es de primer orden respecto al reactivo " est! dado por: S O 2 C ! 2 ( g )→ S O 2 ( g )+ C ! 2 ( g )

A )'' 2, la vida media de este proceso es de (.1' * s. ¿Cu!l es la constante de velocidad a esta temperatura# " 1 2

= −  1

 K 

ln

( 0.5 )

 1 5 2.3 × 10 = − ln ( 0.5 )  K   K = −

1 ln ( 0.5) 2.3×10

 K = 3.01 × 10

−6

5

#

−1

A *'3C la constante de velocidad es de (.(1' -* s-1. ¿Cu!l es la vida media a esta temperatura# $ 1 −1 = −5 2 2.2 × 10 $ 1 2

ln

 31506.6

=

#

( 0.5 )

Calcular la ener$4a de activación para la reacción ln ln

ln

(

−5

2.2×10

−6

 3.014×10

1.98 ( 8.31 16.46

 (

K 2  % & 1 1 = − K 1  ' " i " 2

)

=

)

(

)

%& 1 1 − (  600 K  623K  8.31 m! K 

(   = % & ( 6.15 ×10−5 K ) m! K 

(  = % & ( 6.15 m! K   % & =2.67

×10 5

×10−5  K )

(  m !

(. Al considerar la descomposición del cloruro de sulfurilo 5S& (Cl(6 como de primer orden. Se sabe que la constante de velocidad de la descomposición a ))' 2 es de +.*1' -( s-1. Si se parte de una presión inicial de S&(Cl( de 7*' mm 8$, ¿cu!l es la presión de esta sustancia al cabo de )* s# ¿n qu tiempo descender! la presión de S& (Cl( a un dcimo de su valor inicial# ln (  A ) =− K ×$ + ln ( A 0 ) ln

( A )=−( 14.5 ×

−2 −1

10

ln

ϱ

#

) ( 65 # ) +ln ( 3750 ) m m ) g

( A )=5.3045 !n (  A )

= ϱ 5.3045

( A )= 201.24

mm ) g

Pf/ 7*'1' mm8$ / 7* mm8$ ln

( 375 ) m m ) g =−( 4.2 × 10 − 2 ) $ + ln ( 3750 ) m m ) g

4.5

× 10− 2 #−1 $ + ln ( 375 ) mm ) g =ln ( 3750 ) m m ) g

4.5× 10

− 2 −1

#

$ =ln ( 3750 ) m m ) g − ln  ( 375 ) m m ) g $ =

ln

( 3750 ) −ln ( 375 ) −2 −1

4.5 ×10

#

=

$  51.16 #

. Se determinó la velocidad inicial de la reacción entre el 8$Cl ( " el C(8+-( con varias concentraciones iniciales " se obtuvieron los datos si$uientes: Experien !*g+l2$ !+2 *4-($ (elocidad inicial to %&' %&' %&/s' 1 '.1)+ '.1* .(1' -* ( '.1)+ '.+* (.91' -+  '.';( '.+* 1.+1' -+ + '.(+) '.1* +.;1' -*

¿Cu!l es el orden $lobal de la reacción# V i e 2= 2 V i e 3 m

m

m

m

 K A e 2 =2 k A e 3 m

2  A e 2 = 2 A e 3

2

m

=2

m =1

(  ) = 2 K ( A ) e 3

 K   A e 2

V ie 2

=9 V i e 1

n

n

 K B e 2 =9 K B e 1 n

n

n

 3 B e 1=9 B e 1

 3

n

=9

n =2  K ( B ) e 2 = 3 K ( B ) e 1 2

V r x = K A B

1

El orden glo)al de la reacción es igual 3 ¿Cu!l es el valor de la constante de velocidad# −5

 3.2× 10

= K  ( 0.164 )1 ( 0.15 )2

 3.2 ×10  K =

− 5  M 

#

1

( 0.164 )  M ( 0.15 )2 M 2

 K = 8.6720

× 10− 3 M − 3 S−1

¿Cu!l es la velocidad de reacción cuando la concentración de 8$Cl ( es '.1( M, " la de C (8+-( es '.1' M si la temperatura es la misma a la que se obtuvieron los datos que se muestran# V r x =( 8.6720 ×10

− 3

) M −2 S−1 ( 0.12 ) M  ( 0.10 )2 M 2

V r x = 1.04064

× 10−5  M  #

+. a sacarosa 5C 1(8((&116, o a<=car de mesa, reacciona con soluciones !cidas diluidas " forma dos a<=cares m!s sencillos, $lucosa " fructosa. a reacción se puede epresar: C 12 ) 22 O 11 ( & * )+ ) 2 O ( ! )→ 2 C 6 ) 12 O6 ( & * ) A(3C " en 8Cl, se obtuvieron los si$uientes datos de la desaparición de la sacarosa: ,iepo !+12 *22#11$ -n !+12 *22#11$ 1/!+12 *22#11$

%in' ' 9 ;' 1+' (1'

%&' '.1) '.(7+ '.(; '.19' '.1+)

-1.1* -1.(9 -1.+ -1.)) -1.9(

.1) .)+ +.(' *.() ).;+

¿>e qu orden, primero o se$undo, es la reacción respecto a ?C1(8((&11@#

n 5A6 vs iempo ' -'.* -1 -1.* -( -(.* '

*'

1''

1*'

(''

(*'

15A6 vs iempo ; ) + ( ' '

*'

1''

1*'

(''

(*'

-a reacción es de 1er #rden. ¿Cu!l es el valor de la constante de velocidad#  K =

− 1.43 + 1.29 4800 − 2340

 K =

−6.1 ×10−5

*. a reacción en fase $aseosa  ) C ! ( g ) + B r ( g ) →C ! ( g ) + ) B r ( g )  tiene una variación de entalp4a $lobal de -)) mol. a ener$4a de activación de la reacción es de 7 . DraEque el perEl de ener$4a de la reacción e identiEque Ea " F8reacción ¿Cu!l es la ener$4a de activación de la reacción inversa#

<

+ )  0  ' e& * * i  n % n ,  $ e r mi * &

+ ) = % &

0

− % &i

i

 % & = + ) − % & i

 % & =−66

0

K (  −7 K (  m!

i

 % & =−73 K i

 % & > % &

0

). >os reacciones de primer orden tienen la misma constante de velocidad a '3C. a reacción A tiene una ener$4a de activación de +*.* molG la reacción B tiene una ener$4a de activación de (*.( mol. Calcule la relación entre las constantes de velocidad, kAkB, a )'3C. HA ln ln

ln ln

(

K 2 A  % & A 1 = − 1 K1A  ' "i "2

)

K (  K 2A m ! 1 1 =  − K 1 A 0.0083 K (   303 K   333 K  45.5

(

)

 K 2 A = ϱ 1.6299  K 1 A  K 1 A =

 K 2 A 5.1034

HB ln ln

ϱ

(

(

K 2 B  % & B 1 1  = − K1B  ' "i "2

k2B !n k 1B

)= ϱ

)

k m ! 1 − 1 0.0083 k -  303 k   333 k  25.2

(

)

k2B = 2.46632 k 1B k 1 B=

K2B 2.46632

=

 K 1 A  K 1 B

k2 A k2B = 5.1034 2.46632  K 2 A   5.1034 =  K 2 B 2.46632

 K 2 A = 2.069239  K 2 B

7. Se Ia tabulado como si$ue la dependencia respecto a la temperatura de la constante de velocidad de la reacción: C O ( g )+ N O 2 ( g ) → C O 2 ( g )+ N O ( g )

 %&1s1'

,eperatura %' )'' )*' 7'' 7*' ;''

'.'(; '.(( 1. ) (

¿Cu!l es el orden $lobal de la reacción#

( A )1 ( B )1 El orden glo)al de reacción es igual a 2 Calcular Ea (Energía de activación) " A. ln ln

( (

K 1  % & A 1 1 = − K2  ' " 2 "1

ln  0.028 ln  0.22

= % & A 8.3

)

1 − 1 650 600

)

− 2.06 = % & A ( −1.28 × 10 −4 ) 8.3

 % & =

( − 2.06 ) ( 8.3 )

(−1.28 ×10−4 )

 % & = 1.33578

(   K → 133 m ! m !

(  )( ) ) +(  )( )= ( )

ln

( 0.028 )= ln ( A ) −

ln

( 0.028

1.33 8.3

1.33 8.3

1 600

1 600

ln

 A

23.09= ln  A ϱ

23.09

= A 10

−1

 A = 1.07 × 10  M  S

−1

;. a oidación de S& ( a S& es catali
Juestre que la suma de las dos reacciones da la oidación $lobal de S&( con &( que produce S& .  N O 2 + S O 2 → N O + S O 3 2 N O + O2 → 2 N O 2

 N O 2 + S O 2 → N O + S O 3  N O +

 1 O → N O 2 2 2

1 S O 2 +  O2 → S O 3 2

¿Por qu se considera al %& ( como un catali
•