Page 649 - Quimica - Undécima Edición
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Preguntas y problemas 619
H 2 (g) 1 2ICl(g) ¡ 2HCl(g) 1 I 2 (g)
Tiempo (min) [C 12 H 22 O 11 ]
La ley de rapidez para la reacción es rapidez 5 k[H 2 ] 0 0.500
[ICl]. Sugiera un posible mecanismo para la reacción. 60.0 0.400
13.107 La ley de rapidez para la siguiente reacción 96.4 0.350
157.5 0.280
CO(g) 1 NO 2 (g) ¡ CO 2 (g) 1 NO(g)
2
es, rapidez 5 k[NO 2 ] . Sugiera un posible mecanismo 13.112 La constante de rapidez de primer orden para la des-
composición del éter dimetílico
para la reacción, en el que la especie inestable NO 3 sea
un intermediario. (CH 3 ) 2 O(g) ¡ CH 4 (g) 1 H 2 (g) 1 CO(g)
5
1
13.108 El plutonio-239 radiactivo (t 5 2.44 3 10 años) se
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2 es de 3.2 3 10 s a 450°C. La reacción se lleva a
utiliza en reactores nucleares y bombas atómicas. Si
2
hay 5.0 3 10 g del isótopo en una pequeña bomba cabo en un matraz, a volumen constante. Al inicio sólo
atómica, ¿cuánto tiempo tardará en desintegrarse la está presente el éter dimetílico y la presión es de 0.350
2
sustancia hasta 1.0 3 10 g, que es una cantidad dema- atm. ¿Cuál es la presión del sistema después de 8.0
siado pequeña para una bomba efi caz? min? Suponga un comportamiento ideal.
13.113 A 25°C, la constante de rapidez para la reacción de la
13.109 Muchas reacciones que implican catálisis heterogénea desintegración del ozono O(g) 1 O 3 (g) ¡ 2O 2 (g) es
son de orden cero, es decir, rapidez 5 k. Un ejemplo es 215 3
de 7.9 3 10 cm /molécula ? s. Exprese la constante
la descomposición de la fosfi na (PH 3 ) en presencia de de rapidez en unidades de 1/M ? s.
tungsteno (W):
13.114 Considere las siguientes etapas elementales para una
4PH 3 (g) ¡ P 4 (g) 1 6H 2 (g) reacción consecutiva:
Se encontró que la reacción es independiente de [PH 3 ] A ¡ B ¡ C
k 1
k 2
cuando la presión de la fosfi na es sufi cientemente alta
($ 1 atm). Explique. a) Escriba una expresión para la rapidez del cambio de
B. b) Derive una expresión para la concentración de B,
13.110 El cerio(IV) oxida el talio(I) como sigue:
en condiciones de estado estacionario, es decir, cuando
1
Tl 1 2Ce 41 ¡ Tl 31 1 2Ce 31 B se descompone para formar C a la misma rapidez con
la que se forma a partir de A.
Las etapas elementales, en presencia de Mn(II), son:
13.115 El etanol es una sustancia tóxica que, cuando se consu-
C e 41 1 Mn 21 ¡ Ce 31 1 Mn 31 me en exceso, puede alterar las funciones respiratoria y
cardiaca, por interferencia con los neurotransmisores
C e 41 1 Mn 31 ¡ Ce 31 1 Mn 41
del sistema nervioso. En el cuerpo humano, la enzima
l T 1 1 Mn 41 ¡ Tl 31 1 Mn 21 alcohol deshidrogenasa metaboliza el etanol hasta ace-
taldehído, que es el causante de “la resaca”. a) Con base
a) Identifi que el catalizador, los intermediarios y el
en el conocimiento de la cinética enzimática, explique
paso determinante de la reacción si la ley de rapidez es por qué el exceso en la bebida (es decir, consumir
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rapidez 5 k[Ce ][Mn ]. b) Explique por qué la reac-
demasiado alcohol rápidamente) puede tener conse-
ción es muy lenta sin el catalizador. c) Clasifi que el tipo cuencias mortales. b) El metanol es todavía más tóxico
de catálisis (homogénea o heterogénea).
que el etanol. También se metaboliza por la enzima
13.111 La sacarosa (C 12 H 22 O 11 ), conocida como azúcar de alcohol deshidrogenasa, y el producto formaldehído
mesa, se hidroliza (reacciona con el agua) para formar puede causar ceguera e incluso la muerte. Un antídoto
fructosa (C 6 H 12 O 6 ) y glucosa (C 6 H 12 O 6 ): para el envenenamiento con metanol es el etanol.
Explique cómo funciona este proceso.
C 12 H 22 O 11 1 H 2 O ¡ C 6 H 12 O 6 1 C 6 H 12 O 6
13.116 El estroncio-90, un isótopo radiactivo, es uno de los
fructosa glucosa
principales productos de la explosión de una bomba
Esta reacción es de gran importancia en la industria del atómica. Tiene una vida media de 28.1 años. a) Calcule
caramelo. Primero, la fructosa es más dulce que la saca- la constante de rapidez de primer orden para su desinte-
rosa. Segundo, una mezcla de fructosa y glucosa, deno- gración nuclear. b) Calcule la fracción de Sr que resta
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minada “azúcar invertido”, no se cristaliza, por lo que después de 10 vidas medias. c) Calcule el número de
los caramelos que contienen este azúcar son blandos y años que se requiere para que desaparezca 99% del Sr.
90
no quebradizos como los caramelos que contienen cris-
13.117 Considere los perfi les de energía potencial para las
tales de sacarosa. a) A partir de los siguientes datos, siguientes tres reacciones (de izquierda a derecha). 1)
determine el orden de la reacción. b) ¿Cuánto tiempo
Clasifi que las rapideces de las reacciones de la más len-
tomará para que se hidrolice 95% de la sacarosa? c) ta a la más rápida. 2) Calcule DH para cada reacción y
Explique por qué la ley de rapidez no incluye [H 2 O] a
determine qué reacción(es) es(son) exotérmica(s) y qué
pesar de que el agua es un reactivo. reacción(es) es(son) endotérmica(s). Suponga que, en