Examen de Cinética Química – Junio 2020 (2s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

CUESTIONES

1. ¿En una reacción entre dos reactivos A y B, el tiempo de semivida es igual para ambos?

(A). Solo si la estequiometría A:B es 1:1 (por ejemplo, un mol de A por mol de B).
(B). Si las cantidades iniciales de ambos están en sus proporciones estequiométricas, sí.
(C). Depende de los valores de las constantes de velocidad para cada reactivo.
(D). No, nunca.

Solución: B.

2. Considérese el siguiente mecanismo de reacción en dos etapas:

¿Cuál sería su ley de velocidad?

Solución: D.

3. En una de las siguientes reacciones, la técnica que se menciona para hacer el estudio cinético no es adecuada.

(A). Hidrólisis básica del acetato de metilo ⟶ Conductimetría
(B). Hidrólisis ácida de la sacarosa ⟶ Polarimetría
(C). Polimerización de estireno en fase líquida ⟶ Dilatometría
(D).Formación de HBr(g) a partir de sus elementos en estado gaseoso ⟶ Cambios de presión

Solución: D.

4. Según la teoría de colisiones, el factor preexponencial A viene dado por:

Calcular su valor numérico a 500 K para la reacción NO + O₃ ⟶ NO₂ + O₂ si el radio molecular del NO es 1,4 Å y el del O₃ 2,0 Å. (Pesos atómicos: N: 14; O: 16. La constante de Boltzmann vale 1,38·10^–23 J K^–1;  es la base de los logaritmos neperianos (2,718)).

(A). 1,1·10^–5 cm³ mol^–1 s^–1
(B). 2,7·10^–5 cm³ mol^–1 s^–1
(C). 2,7·10⁸ cm³ mol^–1 s^–1
(D). El valor que se obtiene es muy diferente de los otros.

Solución: C.

5. Sobre la técnica de haces moleculares y su aplicación al estudio de la reacción entre fluoruro de metilo y átomos de rubidio para producir ·CH₃ y fluoruro de rubidio, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

(A). La orientación de las moléculas de fluoruro de metilo se puede conseguir aplicando un campo eléctrico externo.
(B). El número de colisiones será mayor si los haces son perpendiculares, pero la región de colisión quedará mejor definida si son antiparalelos.
(C). Los productos de reacción se pueden estudiar por espectrometría de masas.
(D). La reacción se dará con más facilidad si un átomo de Rb impacta contra una molécula de fluoruro de metilo en el punto donde se encuentra el flúor.

Solución: B.

6. Muchas reacciones en disolución responden al siguiente mecanismo:

Consiste en que las moléculas de reactivos forman pares que, a su vez, se pueden separar o bien formar productos. Si la velocidad de separación de las moléculas del par es mucho menor que la de formación de los productos, entonces la constante global del proceso es aproximadamente igual a…

(A). k_D
(B). k_–D
(C). k_r
(D). 1

Solución: A. En una reacción de este tipo la velocidad de formación de los productos viene dada por:

No es difícil demostrar que la relación entre la constante global y las constantes de difusión y reacción es:

Si la separación del par es lenta, eso significa que k_–D es pequeña. Si es tan pequeña que k_–D ≪ k_r, entonces se cumplirá que k ≅ k_D Por eso se dice que el proceso está controlado por difusión.

PROBLEMA (Consta de tres apartados)

7. En una reacción de primer orden del tipo A ⟶ P llevada a cabo en un reactor a volumen constante se parte de 2,4 g de A. Al cabo de 30 minutos quedan 0,5 gramos de esta sustancia. ¿Cuál es el tiempo de vida media de la reacción?

(A). Poco más de 13 min
(B). 15 min
(C). Unos 16 min
(D). Unos 17 min

Solución: A.

8. ¿Dentro de cuál de los siguientes intervalos queda la constante de equilibrio de la reacción, expresada en s^-1?

(A). (1,  10)
(B). (1·10^-2,  9,9·10^-2)
(C). (1·10^-4,  9,9·10^-4)
(D). (1·10^-6,  9,9·10^-6)

Solución: C.

9. Si en vez de haber partido de 2,4 g de A se hubiese partido de doble cantidad, ¿cuánto tiempo tardaría en quedar 0,5 g de A? (Decir el intervalo dentro del que se encuentra el valor calculado).

(A). (1000,  2000] s
(B). (2000,  3000] s
(C). (3000,  4000] s
(D). (4000,  5000) s

Solución: B.