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612 CAPÍTULO 13 Cinética química

[A] (M) [B] (M) Rapidez (M/s) Tiempo (s) P (mmHg)
1.50 1.50 3.20 10 1 0 15.76
1.50 2.50 3.20 10 1 181 18.88
3.00 1.50 6.40 10 1 513 22.79
1 164 27.08
13.16 Considere la siguiente reacción
X 1 Y ¡ Z donde P es la presión total.
A partir de los siguientes datos, obtenidos a 360 K, a) Relación entre la concentración
determine el orden de la reacción y b) determine la rapi- de reactivos y el tiempo
dez inicial de desaparición de X cuando su concentra- Preguntas de repaso
ción es 0.30 M y la de Y es 0.40 M.
13.21 Escriba una ecuación que relacione la concentración de
Rapidez inicial de
un reactivo A a t 5 0 con la concentración a t 5 t, para
desaparición de X(M/s) [X](M) [Y](M) una reacción de primer orden. Defi na todos los térmi-
0.053 0.10 0.50 nos y proponga sus unidades. Haga lo mismo para una
0.127 0.20 0.30 reacción de segundo orden.
1.02 0.40 0.60 13.22 Defi na vida media. Escriba la ecuación que relaciona
la vida media de una reacción de primer orden con la
0.254 0.20 0.60
constante de rapidez.
0.509 0.40 0.30
13.23 Escriba las ecuaciones que relacionan la vida media de
13.17 Determine el orden global de las reacciones a las que se una reacción de segundo orden con la constante de rapi-
aplican las siguientes leyes de rapidez: a) rapidez 5 dez. ¿Cómo se distingue de la ecuación para una reac-
2
1
k[NO 2 ] , b) rapidez 5 k, c) rapidez 5 k[H 2 ][Br 2 ] , d) ción de primer orden?
2
2
rapidez 5 k[NO] [O 2 ]. 13.24 En el caso de una reacción de primer orden, ¿cuánto
tiempo tomará para que la concentración del reactivo
13.18 Considere la reacción
disminuya hasta una octava parte de su valor original?
A ¡ B 1
Exprese la respuesta en términos de vida media (t ) y en
2
22
La rapidez de la reacción es 1.6 3 10 M/s cuando la términos de la constante de rapidez k.
concentración de A es de 0.35 M. Calcule la constante
de rapidez si la reacción es: a) de primer orden respecto Problemas
de A y b) de segundo orden respecto de A.
13.25 ¿Cuál es la vida media de un compuesto si 75% de una
13.19 El ciclobutano se descompone en etileno, de acuerdo muestra de este compuesto se descompone en 60 min?
con la ecuación
Suponga una cinética de primer orden.
13.26 La descomposición térmica de la fosfi na (PH 3 ) en fós-
C 4 H 8 (g) ¡ 2C 2 H 4 (g)
foro e hidrógeno molecular es una reacción de primer
Determine el orden de reacción y la constante de rapi- orden:
dez con base en las siguientes presiones, que se midie- 4PH 3 (g) ¡ P 4 (g) 1 6H 2 (g)
ron cuando la reacción se llevó a cabo a 430°C en un
La vida media de la reacción es 35.0 s a 680°C. Calcule
recipiente a volumen constante.
a) la constante de rapidez de primer orden para la reac-
Tiempo (s) P C 4 H 8 (mmHg) ción y b) el tiempo requerido para que se descomponga
95% de la fosfi na.
0 400
13.27 La constante de rapidez para la reacción de segundo
2 000 316
orden
4 000 248
2NOBr(g) ¡ 2NO(g) 1 Br 2 (g)
6 000 196
es de 0.80/M ? s a 10°C. a) Comenzando con una con-
8 000 155
centración de 0.086 M, calcule la concentración de
10 000 122 NOBr después de 22 s. b) Calcule la vida media cuando
[NOBr] 0 5 0.072 M y cuando [NOBr] 0 5 0.054 M.
13.20 Se estudió la siguiente reacción en fase gaseosa a 290°C
13.28 La constante de rapidez para la reacción de segundo
observando el cambio de la presión en función del tiem-
po, en un recipiente a volumen constante: orden
2NO 2 (g) ¡ 2NO(g) 1 O 2 (g)
ClCO 2 CCl 3 (g) ¡ 2COCl 2 (g)
es de 0.54/M ? s a 300°C. ¿Cuánto tiempo tomará (en
Determine el orden de la reacción y la constante de segundos) para que la concentración de NO 2 disminuya
rapidez, con base en los siguientes datos: desde 0.62 M hasta 0.28 M?