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616 CAPÍTULO 13 Cinética química

13.70 Mencione cuatro factores que infl uyan en la rapidez de
una reacción.
13.71 “La constante de rapidez para la reacción
NO 2 (g) 1 CO(g) ¡ NO(g) 1 CO 2 (g) Concentración
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es de 1.64 3 10 /M ? s”. ¿Por qué se puede decir que
esta afi rmación está incompleta?
13.72 En cierto proceso industrial que utiliza catálisis hetero-
génea, el volumen del catalizador (en forma de esfera)
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es de 10.0 cm . Calcule el área superfi cial del cataliza- t (s)
dor. Si la esfera se rompe en ocho esferas, cada una de
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las cuales tiene un volumen de 1.25 cm , ¿cuál es el 13.78 La reacción 2A 13B ¡ C es de primer orden respec-
área superfi cial total de las esferas? ¿Cuál de las dos to de A y de B. Cuando las concentraciones iniciales
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confi guraciones geométricas del catalizador es más efi - son [A] 5 1.6 3 10 M y [B] 5 2.4 3 10 M, la
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ciente? (El área superfi cial de una esfera es 4pr , don- rapidez es de 4.1 3 10 M/s. Calcule la constante de
de r es el radio de la esfera.) Con base en este análisis, rapidez para la reacción.
explique por qué algunas veces es peligroso trabajar en 13.79 La bromación de la acetona es catalizada en medio áci-
un silo de granos con elevador mecánico. do:
13.73 Con los datos del ejemplo 13.5 determine gráfi camente
H
la vida media de la reacción. CH 3 COCH 3 Br 2 88S CH 3 COCH 2 Br H Br
catálisis
13.74 Se tienen los siguientes datos para la reacción entre
hidrógeno y óxido nítrico a 700°C: Se midió la rapidez de desaparición del bromo para
diferentes concentraciones de acetona, bromo e iones
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2H 2 (g) 1 2NO(g) ¡ 2H 2 O(g) 1 N 2 (g) H , a cierta temperatura:
Experimento [H 2 ] [NO] Rapidez inicial (M/s) Rapidez de
desaparición
1 0.010 0.025 2.4 10 6 [CH 3 COCH 3 ] [Br 2 ] [H ] del Br 2 (M/s)
2 0.0050 0.025 1.2 10 6 5
3 0.010 0.0125 0.60 10 6 (1) 0.30 0.050 0.050 5.7 10
(2) 0.30 0.10 0.050 5.7 10 5
(3) 0.30 0.050 0.10 1.2 10 4
a) Determine el orden de la reacción. b) Calcule la cons- 4
(4) 0.40 0.050 0.20 3.1 10
tante de rapidez. c) Proponga un mecanismo posible que 5
esté de acuerdo con la ley de rapidez. (Sugerencia: (5) 0.40 0.050 0.050 7.6 10
Suponga que el átomo de oxígeno es el intermediario.)
13.75 Cuando se calienta el fosfato de metilo en disolución a) ¿Cuál es la ley de rapidez para la reacción? b) De-
ácida, reacciona con agua: termine la constante de rapidez. c) Se ha propuesto el
siguiente mecanismo para la reacción:
CH 3 OPO 3 H 2 1 H 2 O ¡ CH 3 OH 1 H 3 PO 4
O OH
Cuando la reacción se lleva a cabo en agua enriquecida B B
CH 3 OCOCH 3 H 3 O 34 CH 3 OCOCH 3 H 2 O
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con O, se encuentra el isótopo oxígeno-18 en el ácido (equilibrio rápido)
fosfórico, pero no en el metanol. ¿Qué es lo que esto
indica con respecto del mecanismo de la reacción? OH OH
13.76 La rapidez de la reacción B A (lento)
CH 3 OCOCH 3 H 2 O 88n CH 3 OCPCH 2 H 3 O
CH 3 COOC 2 H 5 (ac) 1 H 2 O(l2 ¡ OH O
CH 3 COOH(ac) 1 C 2 H 5 OH(ac) A B (rápido)
CH 3 OCPCH 2 Br 2 88n CH 3 OCOCH 2 Br HBr
muestra características de primer orden, es decir, rapi- Demuestre que la ley de rapidez que se deduce a partir
dez 5 k[CH 3 COOC 2 H 5 ], a pesar de que se trata de una del mecanismo está de acuerdo con la propuesta en a).
reacción de segundo orden (de primer orden respecto 13.80 La descomposición del N 2 O en N 2 y O 2 es una reacción
de CH 3 COOC 2 H 5 y de primer orden respecto de H 2 O). de primer orden. A 730°C, la vida media de la reacción
Explique. es de 3.58 3 10 min. Si la presión inicial de N 2 O es de
3
13.77 ¿Cuál de las siguientes ecuaciones describe mejor el 2.10 atm a 730°C, calcule la presión total del gas des-
diagrama mostrado arriba a) A ¡ B, b) A ¡ 3B, pués de una vida media. Suponga que el volumen per-
c) 3A ¡ B? manece constante.