Examen de Cinética Química – Junio 2019 (1s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

CUESTIONES

1. Se ha seguido la variación de la concentración de N₂O según la reacción
2 N₂O(g) → 2 N₂(g) + O₂(g)
catalizada mediante alambre de platino a alta temperatura, y se ha observado que dicha concentración disminuye de forma lineal con el tiempo. ¿De qué orden es la reacción?

(A). 0
(B). 1
(C). 2
(D). 3

Solución: A.

2. Se sabe que el orden de la reacción
I₂(g) + H₂(g) → HI(g)
es 2 (orden parcial 1 en H₂ y 1 en I₂), si bien no se trata de una reacción elemental porque se observa la aparición momentánea de átomos de yodo). ¿Cuál sería la ecuación de la velocidad para la reacción Br₂(g) + H₂(g)  →  HBr(g)?

(A). v = k [Br₂]² [H₂]²
(B). v = k [Br₂] [H₂]
(C). v = k [Br] [H]
(D). No se puede saber sin conocer el mecanismo.

Solución: D.

3. Para seguir la cinética de la hidrólisis de una determinada sustancia R ópticamente activa según la reacción
R+H₂O → P+Q
se puede aplicar la polarimetría. Si llamamos c_o a la concentración inicial de la sustancia; c a su concentración cuando ha pasado un tiempo t; y α₀, α y α_∞ a los ángulos de rotación inicial, para un tiempo t y final, respectivamente, la relación que liga a estas variables es:

(A). c₀ / c = (α₀ – α) / α 
(B). (c₀ – c) / c = (α₀ – α) / α_∞
(C). c₀ / c = (α₀ – α_∞) / (α – α_∞)
(D). c₀ = α₀ – α_∞  ;      c = α – α_∞

Solución: C.

4. Sobre la teoría de Arrhenius (TA) y la teoría simple de colisiones (TC) una de las siguientes afirmaciones es falsa:

(A). En la TA el factor preexponencial no depende de la temperatura; en la TC, sí.
(B). La energía de activación de la TA es menor que la energía de la barrera de potencial de la TC.
(C). En la TC se considera que el producto ½ μ v² (μ: masa reducida; v: velocidad relativa de acercamiento) ha de ser igual o superar a la energía umbral necesaria para alcanzar la cima de la barrera de potencial.
(D). Una de las hipótesis de la TC es que la distribución de partículas en función de su energía cumple la estadística de Maxwell-Boltzmann.

Solución: B.

5. Una de las siguientes afirmaciones no es un supuesto de la teoría del estado de transición:  

(A). Las moléculas de reactivos forman un complejo activado que se encuentran en la cima de la barrera de potencial que se ha de atravesar para llegar a los productos.
(B). El complejo activado es una molécula que consiste en la unión física de los reactivos y los productos.
(C). El complejo activado está en equilibrio con los reactivos.
(D). Una vez formado el complejo activado, este puede evolucionar a productos.

Solución: B. Es dudosa la existencia real de los complejos activados, por lo que a veces se les prefiere llamar estados de transición. No obstante, esta teoría atribuir al posible complejo activado propiedades de las moléculas reales. Así, se supone que se trata de una “supermolécula” en cuya formación participan todas las moléculas de reactivos (su masa molecular será la suma de las masas moleculares de las moléculas de reactivos). Pero no participan las moléculas de los productos.

6. ¿Qué reacción entre los reactivos que se escriben a continuación experimentará el mayor efecto cinético salino primario en términos absolutos para un mismo valor de fuerza iónica?

(A). CH₃COOC₂H₅ + OH^–  →
(B). CH₃Br + OH^–  →
(C). [Co(NH₃)₅Br]²⁺ + OH^–  →
(D). Fe²⁺ + Co(C₂O₄)^3–    →

Solución: X.

PROBLEMA (Consta de tres apartados)

7. Para la reacción de descomposición de un reactivo R en productos se han hecho las siguientes medidas de la concentración de R con el tiempo a una temperatura de 300 K.

¿De qué orden es la reacción?

(A). 0
(B). 1
(C). 2
(D). 3

Solución: C.

8. Sabiendo que a 600 K la constante de velocidad de esta reacción tiene un valor numérico de 2,51 (con las unidades basadas en mol, L y s que le correspondan según el orden de la reacción), ¿cuál es el valor de la energía de activación?

(A). 23 kJ mol^-1
(B). 0,03 kJ mol^-1
(C). 112 kJ mol^-1
(D). Falta el dato del factor preexponencial, pero si se toma el valor más típico (A = 1), E_a = – 4,6 kcal mol^-1.

Solución: A.

9. A 300 K, ¿qué velocidad tiene la reacción cuando la concentración de R es 0,01 M?

(A). 2,5·10^-6 mol L^-1s^-1.
(B). 1,912 mol L^-1s^-1
(C). La 1/50 parte de la velocidad inicial
(D). Su orden de magnitud es 10^-4 mol L^-1s^-1.

Solución: A.