Examen de Cinética Química – Junio 2025 (2s)

La solución de cada pregunta puede verse pulsando sobre su enunciado

CUESTIONES

1. Para cierta reacción A → P se ha determinado la siguiente ecuación de velocidad: –(d[A] / dt) = k. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?

(A). Es una reacción de orden 1 en A.
(B). [A] = [A]₀ – kt  es su ecuación integrada.
(C). El tiempo de semivida es t_1/2 = [A]₀ / k.
(D). La constante k se expresa en mol dm^–3.

2. Existen algunos criterios orientativos para ayudar a proponer un mecanismo de reacción. Uno de los siguientes es falso.

(A). Si la ecuación cinética es del tipo v = k [A]^a [B]^b, siendo los exponentes números enteros positivos, eso asegura que la etapa más rápida será: aA + bB ⟶ P.
(B). Si la constante cinética depende mucho de la presión, es probable que la reacción siga el mecanismo de Lindemann.
(C). Las reacciones en cadena pueden presentar órdenes de reacción semienteros o no definidos (como en la reacción del Br₂ y el H₂).
(D). La gran mayoría de las reacciones elementales son unimoleculares o bimoleculares.

3. Se está estudiando una reacción A ⟶ P midiendo el cambio de cierta propiedad física X cuyo valor x es siempre directamente proporcional al cuadrado de la concentración de A. Si la reacción es de orden 1 y llamamos x₀ al valor inicial de la propiedad y k a la constante de velocidad, ¿cómo variará el valor x de la propiedad con el tiempo?

(A). x = x₀ exp(–kt)
(B). x = x₀ – exp(–kt)
(C). ln x = ln x₀ – 2kt 
(D). La variación de x no coincide con ninguna de las propuestas.

4. El número de colisiones por unidad de tiempo y volumen (densidad de colisiones) en un gas formado por un solo tipo de moléculas A se puede expresar así:

Calcular la densidad de colisiones para el nitrógeno gaseoso a 25 ^oC y cuando la concentración de este gas es 40 mol m^–3 (p = 1 bar) y la llamada “sección eficaz”, σ, es de 0,43 nm². (La masa molecular del nitrógeno gaseoso es 28,02 uma; 1 uma = 1,661·10^–27 kg; la constante de Boltzmann es 1,381·10^–23 J K^–1; la constante de Avogadro (L) es 6,022·10²³ mol^–1).

(A). Unos 8,2·10³⁴ colisiones por m³ y segundo.
(B). Unas 8·10⁴³ colisiones por m³ y segundo.
(C). Unos 3,5 millones de colisiones por m³ y segundo.
(D). Se obtiene una cantidad muy diferente a las dadas.

5. En la descomposición unimolecular en fase gaseosa B → A + C siguiendo el mecanismo de Lindemann, tanto las moléculas B como las A y las C pueden activar a las B. Sin embargo, las A y las C son menos efectivas en ese sentido que las B. ¿Cuál de las siguientes razones lo explicaría?

(A). Las moléculas B son más rápidas que las A y las C.
(B). Las moléculas A y C son intermedios de reacción y, por tanto, tienen una vida muy corta.
(C). Las moléculas B tienen más afinidad química hacia sí mismas que hacia las moléculas A y C.
(D). Las moléculas A y C son más pequeñas que las B.

6. ¿En cuál de las siguientes reacciones bimoleculares en disolución la fuerza iónica teóricamente ejercerá mayor efecto sobre el valor de la constante cinética?

(A). NH₄⁺ + OCN^–  →
(B). Co(NH₃)₃Br²⁺ + Hg²⁺  →
(C). CH₃I + OH^– →
(D). Fe(CN)₆^4– + S₂O₈^2–  →

PROBLEMA
(Consta de tres apartados)

7. El hidrógeno molecular presenta dos isómeros de espín: el ortohidrógeno y el parahidrógeno. La conversión del primero en el segundo en ciertas condiciones y a 923 K tiene los siguientes periodos de semirreacción en función de la presión inicial:

El orden de la reacción es distinto de 1. Teniendo en cuenta la expresión general del tiempo de semivida para reacciones de orden ≠ 1:

(siendo n el orden de la reacción y viniendo k expresada en unidades basadas en la presión), ¿cuál de los siguientes métodos no permitiría calcular el orden de reacción?

(A). Plantear sistemas de ecuaciones con dos incógnitas con los pares de datos del enunciado para calcular un valor de n por cada sistema, obteniendo finalmente la media de todos los valores de n calculados.  
(B). Dar a n un valor arbitrario (p. ej. n = 0) para calcular k a partir de cualquier pareja de datos (t_1/2, p₀) de la tabla. Como k es constante, utilizar el valor calculado de k junto con otro par de valores (t_1/2, p₀) distinto. La ecuación tendrá, entonces, una sola incógnita (n).
(C). Representar ln p₀ frente a ln t_1/2.
(D). Representar la función log(t_1/2 / p₀) frente a log p₀.

8. ¿Cuál es el orden de la reacción?

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

9. ¿Dentro de qué intervalo se encuentra el valor de la constante k expresada en atm^–½ s^–1?

(A). [10^–3, 10^–2]
(B). [10^–2, 10^–1]
(C). [10^–1, 1]
(D). El valor que se obtiene es muy diferente de los señalados.