Problemas de exámenes de Cinética | Tema 5. Teoría del estado de transición

Cada problema consta de tres apartados. Para ver las soluciones pulsar sobre el enlace del primer apartado

2024

1. La isomerización unimolecular del ciclopropano a propileno en fase gaseosa se puede explicar por el mecanismo de Lindemann, que es este:

donde M es cualquier especie existente en el reactor. Según este mecanismo, la constante unimolecular se puede expresar como

Se ha medido el valor de la constante unimolecular a distintas presiones iniciales, p₀. La reacción se realiza en un reactor a volumen constante y temperatura fija de 470 ^oC, obteniéndose la siguiente tabla:

El cociente k_a’ / k_b es uno de los llamados parámetros de Lindemann y para las condiciones de esta reacción vale 2224 mol^–1 L. Si llamamos |k_a| al valor numérico de la constante k_a, ¿cuál sería el valor numérico de la constante unimolecular en el límite de altas presiones?

(A). 4,5·10^–4 |k_a|
(B). |k_a|
(C). 2224 |k_a|
(D). ∞

2. ¿Qué valor numérico tendría la constante unimolecular en el límite de altas presiones y expresada en s^–1?

(A). 1,14·10^–4
(B). 1,21·10^–4
(C). 5,47·10^–6
(D). Si p₀ ⟶ ∞, k teóricamente tiende a ∞.

3. ¿Se podría calcular el valor de k_a?

(A). Sí, 3,34·10^–4 mol^–1 L s^–1
(B). Sí, 0,254 mol^–1 L s^–1
(C). Sí, prácticamente la unidad.
(D). No, porque falta la concentración de M.

1. Se ha comprobado que cierta reacción en fase gaseosa A ⟶ P sigue el mecanismo de Lindemann, es decir:

La expresión del coeficiente de velocidad predicho por dicho mecanismo es:

A una temperatura determinada y para cierto valor de la concentración de A, el coeficiente de velocidad es el 15 % del valor de dicho coeficiente en el límite de altas presiones, k^∞. ¿Cuál será ese valor de la concentración de A expresado en función del cociente k_b / k_a’ ?

(A). [A] = 0,176 k_b/ k_a’
(B). [A] = 0,15 k_b/ k_a’
(C). [A] = 0,85 k_b/ k_a’
(D). [A] = (k_b/ k_a’) / 15

2. ¿Cuál será el valor de k para un valor de [A] que sea el triple del anterior? Expresarlo en porcentaje respecto a k^∞.(A). 34,6 %
(B). 45 %
(C). 52,8 %
(D). 60 %

3. Llamemos [A] a la concentración de A del primer apartado (aquella para la cual k = 0,15 k^∞) y [A]” a la concentración de A para la cual k = 0,90 k^∞? ¿Alguna de las siguientes sería la relación aproximada entre [A]” y [A]?

(A). [A]” = 6 [A]
(B). [A]” = 0,167 [A]
(C).  [A]” = 51 [A]
(D). No, la relación aproximada es muy diferente a las de las otras respuestas.