Examen de Cinética Química – Junio 2024 (2s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

CUESTIONES

1. ¿Alguna de las siguientes es la fórmula para calcular el tiempo de vida media de una reacción de tercer orden?

2. ¿Alguna de las siguientes es la ley de velocidad para la siguiente reacción cuando la concentración de B es mucho mayor que la de A?

3. Sea la reacción elemental reversible

Si el sistema está en equilibrio y este se perturba ligeramente, evolucionará hacia un nuevo estado de equilibrio. Se puede demostrar esta relación para el proceso de relajación correspondiente:

siendo [A]_e la concentración de A en el equilibrio. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

(A). La aproximación de la sustancia A al nuevo estado de equilibrio es un proceso de orden 1.
(B). Cuando t tiende a infinito se cumple: [A] = [A]_e.
(C). Normalmente, una de las formas de perturbar el equilibrio es con un cambio brusco de temperatura.
(D). Se llama tiempo de relajación al tiempo que ha de transcurrir para que la diferencia entre la concentración de A en un momento dado y la concentración de A en el equilibrio se reduzca a e veces su valor inicial.

4. Solo una de las siguientes afirmaciones sobre el efecto túnel es incorrecta:

(A). No se produce en las reacciones de transferencia de electrones.
(B). Normalmente, su importancia relativa es mayor cuanto más baja es la temperatura.
(C). Se manifiesta mejor en el ¹H que en el ²H.
(D). Puede ser el proceso dominante en reacciones de transferencia de protones a temperaturas bajas.

5. Considérense las siguientes proposiciones sobre la molecularidad de las reacciones en las que dos átomos o moléculas iguales se unen entre sí (como la unión de dos átomos de yodo para formar I₂ o la de dos radicales CH₃· para dar C₂H₆) y dígase qué par de proposiciones es cierta (han de ser ciertas las dos).

1. La mayoría de estas reacciones son unimoleculares porque solo hay una especie química como reactivo. 
2. Algunas son bimoleculares y otras trimoleculares.
3. Algunas necesitan de un tercer cuerpo para disipar energía; otras no.
4. Todas ellas necesitan energía para formar el enlace.

(A). 1 y 2
(B). 2 y 3
(C). 3 y 4
(D). 1 y 4

6. La llamada ecuación de Davies corrige la ley límite de Debye–Hückel para el cálculo del coeficiente de actividad de un electrolito en disolución a relativamente alta concentración. Matemáticamente se expresa así:

¿Qué representa A?

(A). El factor preexponencial de la teoría de colisiones.
(B). El área dentro de la cual se produce la colisión de las moléculas (en la teoría de colisiones).
(C). El factor preexponencial de Arrhenius.
(D). Una constante cuyo valor numérico normalmente se toma igual a 0,51.

PROBLEMA

(Consta de tres apartados)

7. 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). ∞

8. ¿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 ∞.

9. ¿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.