Page 648 - Quimica - Undécima Edición

618 CAPÍTULO 13 Cinética química

13.94 Una reacción de primer orden se completa en un 35.5%
CFCl 3 ¡ CFCl 2 1 Cl
en 4.90 min a 25°C. ¿Cuál es la constante de rapidez?
Después, el radical cloro reacciona con el ozono de la
13.95 Se ha estudiado, a cierta temperatura, la descomposi-
siguiente manera:
ción del pentóxido de dinitrógeno en el disolvente tetra-
cloruro de carbono (CCl 4 ): Cl 1 O 3 ¡ ClO 1 O 2
ClO 1 O ¡ Cl 1 O 2
2N 2 O 5 ¡ 4NO 2 1 O 2 El átomo O es resultado de la descomposición fotoquí-
mica de las moléculas de O 2 .
[N 2 O 5 ] Rapidez inicial (M/s) a) Escriba la reacción global para las dos últimas eta-
0.92 0.95 10 5 pas. b) ¿Cuál es el papel de Cl y del ClO? c) ¿Por qué el
1.23 1.20 10 5 radical fl úor no es importante en este mecanismo? d)
1.79 1.93 10 5 Una forma que se sugiere para reducir la concentración
2.00 2.10 10 5 de radicales cloro es agregar hidrocarburos, como etano
(C 2 H 6 ) a la estratosfera. ¿Cómo actúa esto? e) Dibuje
2.21 2.26 10 5
unos diagramas de energía potencial contra avance de
reacción para la destrucción del ozono catalizada (con
Determine gráfi camente la ley de rapidez para la reac-
Cl) y no catalizada: O 3 1 O ¡ 2O 2 . Con los datos
ción y calcule la constante de rapidez.
termodinámicos del apéndice 3 determine si la reacción
13.96 La descomposición térmica del N 2 O 5 sigue una cinética es exotérmica o endotérmica.
de primer orden. A 45°C, una gráfi ca de ln [N 2 O 5 ] con- 13.102 El óxido de cloro (ClO), que tiene un efecto importante
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tra t tiene una pendiente de 26.18 3 10 min . ¿Cuál
en la disminución de la capa de ozono (vea el problema
es la vida media de la reacción?
13.101), se descompone rápidamente a temperatura
13.97 Cuando se expone a la luz una mezcla de metano y
ambiente, de acuerdo con la ecuación
bromo, ocurre lentamente la siguiente reacción:
2ClO(g) ¡ Cl 2 (g) 1 O 2 (g)
CH 4 (g) 1 Br 2 (g) ¡ CH 3 Br(g) 1 HBr(g)
Sugiera un mecanismo razonable para esta reacción. A partir de los siguientes datos, determine el orden de
(Sugerencia: Los vapores del bromo son de color rojo reacción y calcule la constante de rapidez para la reac-
oscuro, el metano es incoloro.) ción
13.98 La rapidez de la reacción entre H 2 y I 2 para formar HI
(estudiada en la página 598) aumenta con la intensidad Tiempo (s) [ClO](M)
de la luz visible. a) Explique por qué este hecho apoya 3 6
0.12 10 8.49 10
los dos mecanismos presentados. (En la página 504 se 0.96 10 3 7.10 10 6
muestra el color de los vapores del I 2 .) b) Explique por 3 6
2.24 10 5.79 10
qué la luz visible no tiene efecto sobre la formación de 3.20 10 3 5.20 10 6
átomos de H. 3 6
4.00 10 4.77 10
13.99 La rapidez de la desintegración del carbono-14 en una
muestra obtenida de un árbol joven es de 0.260 desinte-
13.103 Un compuesto X experimenta dos reacciones simultá-
graciones por segundo por gramo de muestra. Otra
muestra de madera, obtenida de un objeto recuperado neas de primer orden, como sigue: X ¡ Y, cuya
constante de rapidez es k 1 y X ¡ Z, cuya constante
en una excavación arqueológica, tiene una rapidez de
desintegración de 0.186 desintegraciones por segundo de rapidez es k 2 . La relación k 1 /k 2 a 40°C es de 8.0.
¿Cuál será la relación a 300°C? Suponga que el factor
por gramo de muestra. ¿Cuál es la edad del objeto?
(Sugerencia: Vea la sección “Química en acción” de la de frecuencia de las dos reacciones es el mismo.
página 588.) 13.104 Considere un automóvil equipado con un convertidor
13.100 Considere la siguiente etapa elemental: catalítico. Después de empezar a funcionar, los prime-
ros cinco minutos y unos instantes después, son los de
X 1 2Y ¡ XY 2
mayor contaminación. ¿Por qué?
a) Escriba una ley de rapidez para esta reacción. b) Si la 13.105 El siguiente esquema, en el cual A se convierte en B
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rapidez inicial de formación de XY 2 es de 3.8 3 10
M/s y las concentraciones iniciales de X y Y son de 0.26 que, a su vez, se convierte en C, se conoce como una
reacción consecutiva.
M y 0.88 M, ¿cuál es la constante de rapidez de la reac-
ción? A ¡ B ¡ C
13.101 Durante los últimos años, el ozono de la estratosfera ha Suponiendo que ambas etapas son de primer orden, tra-
disminuido con una rapidez alarmante como conse- ce en la misma gráfi ca las variaciones de [A], [B] y [C]
cuencia de los clorofl uorocarbonos (CFC). Una molé- con el tiempo.
cula de CFC, como el CFCl 3 , se descompone por la 13.106 El hidrógeno y el cloruro de yodo reaccionan de la
radiación UV como sigue: siguiente manera: