Page 645 - Quimica - Undécima Edición

Preguntas y problemas 615

ción de Z no tiene ningún efecto en la rapidez? c) Problemas
Sugiera un mecanismo para la reacción, que esté de
acuerdo con la ley de rapidez. 13.65 El diagrama que aquí se muestra representa un meca-
nismo de dos etapas. a) Escriba la ecuación para cada
13.57 La ley de rapidez para la descomposición del ozono en etapa y la reacción total. b) Identifi que el producto
oxígeno molecular
intermedio y el catalizador. Las claves de color son A 5
2O 3 (g) ¡ 3O 2 (g) verde y B 5 rojo.
es
[O 3 ] 2 8n 8n
rapidez 5 k
[O 2 ]
El mecanismo propuesto para este proceso es
13.66 Considere el siguiente mecanismo para la reacción
k 1
O 3 Δ O O 2 catalizada por enzimas:
k 1
O O 3 ¡ 2O 2 E 1 S Δ ES
k 1
k 2
k (equilibrio rápido)
1
Derive la ley de rapidez a partir de estas etapas elemen- ES ¡ E 1 P (lento)
k 2
tales. Explique con claridad las suposiciones utilizadas
en su derivación. Explique por qué disminuye la rapi- Derive una expresión para la ley de rapidez de la reac-
dez cuando se aumenta la concentración de O 2 . ción, en función de las concentraciones de E y S.
13.58 La ley de rapidez para la reacción (Sugerencia: Para resolver [ES] tome en cuenta el
hecho de que, en el equilibrio, la rapidez de la reacción
2H 2 (g) 1 2NO(g) ¡ N 2 (g) 1 2H 2 O(g) en el sentido de izquierda a derecha es igual a la rapidez
de la reacción a la inversa.)
2
es rapidez 5 k[H 2 ][NO] . ¿Cuáles de los siguientes
mecanismos deben ser descartados con base en la Problemas adicionales
expresión de rapidez observada?
13.67 Los siguientes diagramas representan el progreso de la
Mecanismo I reacción A ¡ B, donde las esferas rojas representan
H 2 1 NO 88n H 2 O 1 N (lento)
N 1 NO 88n N 2 1 O (rápido) las moléculas A y las verdes representan las moléculas
O 1 H 2 88n H 2 O (rápido) B. Calcule la constante de rapidez de la reacción.
Mecanismo II
H 2 1 2NO 88n N 2 O 1 H 2 O (lento)
N 2 O 1 H 2 88n N 2 1 H 2 O (rápido)
Mecanismo III
(equilibrio rápido)
2NO 34 N 2 O 2
N 2 O 2 1 H 2 88n N 2 O 1 H 2 O (lento) t 0 s t 20 s t 40 s
N 2 O 1 H 2 88n N 2 1 H 2 O (rápido)
13.68 Los siguientes diagramas muestran el progreso de la
Catálisis reacción 2A ¡ A 2 . Determine si la reacción es de
primer o segundo orden y calcule la constante de rapi-
Preguntas de repaso
dez.
13.59 ¿Cómo aumenta un catalizador la rapidez de una reac-
ción?
13.60 ¿Cuáles son las características de un catalizador?
13.61 Se sabe que cierta reacción procede lentamente a tem-
peratura ambiente. ¿Es posible hacer que la reacción
ocurra con mayor rapidez sin cambiar la temperatura?
13.62 Indique la diferencia entre catálisis homogénea y catá- t 0 min t 15 min t 30 min
lisis heterogénea. Describa tres procesos industriales
13.69 Sugiera medios experimentales con los que puedan
importantes que utilicen la catálisis heterogénea.
estudiarse las rapideces de las siguientes reacciones:
13.63 ¿Las reacciones catalizadas por enzimas son ejemplos
a) CaCO 3 (s) ¡ CaO(s) 1 CO 2 (g)
de catálisis homogénea o catálisis heterogénea? 2 2
b) Cl 2 (g) 1 2Br (ac) ¡ Br 2 (ac) 1 2Cl (ac)
Explique.
c) C 2 H 6 (g) ¡ C 2 H 4 (g) 1 H 2 (g)
13.64 La concentración de las enzimas en las células por lo
general es muy pequeña. ¿Cuál es la importancia bioló- d) C 2 H 5 I(g) 1 H 2 O(l) ¡ 1 2
C 2 H 5 OH(ac) 1 H (ac) 1 I (ac)
gica de este hecho?