QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. IES LEÓN FELIPE (GETAFE) Recuperación de la 2ª evaluación

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1 QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. IES LEÓN FELIPE (GETAFE) Recuperación de la 2ª evaluación Nombre: Fecha: 1. Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) La adición de un catalizador modifica el estado de equilibrio de un sistema. b) Al añadir un catalizador a una reacción, la energía de activación disminuye y por tanto, aumenta la velocidad de la misma. c) Un aumento de la temperatura aumenta la velocidad de las reacciones endotérmicas, pero disminuye la velocidad de las reacciones exotérmicas. d) Un catalizador modifica la entalpía de una reacción química. e) Si una reacción tiene orden parcial 2 respecto a un reactivo A, si se dobla la concentración de A la velocidad aumenta cuatro veces. 2. La reacción 2X + Y X 2 Y tiene órdenes de reacción 2 y 1 en relación con los reactivos X e Y, respectivamente. Responde a estas cuestiones: a) Escribe la ecuación de velocidad para esta reacción. Cuál es el orden global de la reacción? b) En qué unidades se puede expresar la velocidad de esta reacción? Y la constante de velocidad? c) Qué relación existe entre la velocidad de desaparición de X y la de aparición de X 2 Y? d) Sabiendo que esta reacción es exotérmica, qué reacción tendrá mayor energía de activación, la reacción directa o la reacción inversa? (Si no estás seguro/a de la respuesta, dibuja un diagrama de energía para salir de dudas). e) Si se añade X 2 Y al sistema en equilibrio, hacia dónde se desplazará el equilibrio? 3. En un matraz de 5 L se mezclan 0,92 mol de N 2 y 0,51 mol de O 2 en estado gaseoso. Se calienta la mezcla hasta establecerse el equilibrio. Solamente reacciona el 1,09% del N 2 inicial. a) Calcula la concentración de todos los gases en el equilibrio y el valor de K C. (1,5 puntos) b) Si al sistema en equilibrio se le añade 1 mol de O 2, sin variar la temperatura del sistema, calcula cuánto valdrán las nuevas concentraciones en el equilibrio. (1 punto) 4. El N 2 O 4 se descompone a 45ºC según la reacción en equilibrio N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g). En un volumen de 1 L se introducen 0,1 mol de N 2 O 4. Sabiendo que en el equilibrio la presión total es de 3,18 atm, calcula el grado de disociación, la constante de equilibrio K c, las presiones parciales en el equilibrio y la constante K P. (2,5 puntos)

2 QUÍMICA. 2º BACHILLERATO. IES LEÓN FELIPE (GETAFE) Recuperación de la 2ª evaluación (solución) Nombre: Fecha: 1. Razona si son ciertas o falsas las siguientes afirmaciones: a) La adición de un catalizador modifica el estado de equilibrio de un sistema. Falso. Un catalizador sólo modifica la velocidad de una reacción química, disminuyéndola, pero no afecta en modo alguno al equilibrio. b) Al añadir un catalizador a una reacción, la energía de activación disminuye y por tanto, aumenta la velocidad de la misma. Verdadero. El catalizador disminuye la energía de activación y al hacer esto disminuye la energía necesaria para que las moléculas se transformen en el complejo activado (intermedio de reacción de alta energía) y por tanto más moléculas en un determinado intervalo de tiempo podrán transformarse en el complejo activado, paso previo a transformarse en los productos. c) Un aumento de la temperatura aumenta la velocidad de las reacciones endotérmicas, pero disminuye la velocidad de las reacciones exotérmicas. Falso. Un aumento de temperatura siempre hace aumentar la velocidad de una reacción química, sea exotérmica o sea endotérmica, ya que al aumentar la temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas y por tanto más moléculas de reactivos tendrán la energía necesaria para transformarse en el complejo activado, paso previo a transformarse en un producto. d) Un catalizador modifica la entalpía de una reacción química. Falso. Un catalizador sólo disminuye la energía de activación (lo que hace disminuir la velocidad de reacción) pero en ningún caso modifica valores termodinámicos como la entalpía. e) Si una reacción tiene orden parcial 2 respecto a un reactivo A, si se dobla la concentración de A la velocidad aumenta cuatro veces. Verdadero. v=k [A] 2 v = k [A] 2=k (2 [A]) 2 =4 k [A] 2 =4 v

3 2. La reacción 2X + Y X 2 Y tiene órdenes de reacción 2 y 1 en relación con los reactivos X e Y, respectivamente. Responde a estas cuestiones: a) Escribe la ecuación de velocidad para esta reacción. Cuál es el orden global de la reacción? v=k [X] 2 [Y] orden global=2+1=3 b) En qué unidades se puede expresar la velocidad de esta reacción? Y la constante de velocidad? La velocidad se puede expresar en mol L -1 s -1. Si la velocidad se expresa en mol L -1 s -1, entonces k: Las unidades de k son L 2 s -1 mol -2. c) Qué relación existe entre la velocidad de desaparición de X y la de aparición de X 2 Y? Vemos en la reacción química ajustada que por cada mol de X 2 Y que aparece, han desaparecido 2 moles de X. Esto hace que X desaparezca el doble de rápido de lo que aparece X 2 Y. La velocidad de desaparición de X es el doble que la de aparición de X 2 Y. d) Sabiendo que esta reacción es exotérmica, qué reacción tendrá mayor energía de activación, la reacción directa o la reacción inversa? (Si no estás seguro/a de la respuesta, dibuja un diagrama de energía para salir de dudas). Se ve en el diagrama que la energía de activación de la reacción inversa es mayor que la energía de activación de la reacción directa. e) Si se añade X 2 Y al sistema en equilibrio, hacia dónde se desplazará el equilibrio? El principio de Le Chatelier nos dice que si se modifica un sistema en equilibrio, el sistema reacciona oponiéndose al cambio realizado, por lo que si se añade X 2 Y, que es un producto, su concentración aumentará, y el sistema querrá disminuir esta concentración, por lo que el equilibrio se desplazará a la izquierda.

4 3. En un matraz de 5 L se mezclan 0,92 mol de N 2 y 0,51 mol de O 2 en estado gaseoso. Se calienta la mezcla hasta establecerse el equilibrio. Solamente reacciona el 1,09% del N 2 inicial. a) Calcula la concentración de todos los gases en el equilibrio y el valor de K C. (1,5 puntos) Sustituyendo x por su valor = [N 2 ] eq =1, mol L -1 [O 2 ] eq =1, mol L -1 [NO] eq =4, mol L -1 b) Si al sistema en equilibrio se le añade 1 mol de O 2, sin variar la temperatura del sistema, calcula cuánto valdrán las nuevas concentraciones en el equilibrio. (1 punto) Al añadir O 2 su concentración aumenta. El sistema se opone a este cambio (principio de Le Chatelier), por lo que para poder bajar la concentración de O 2 el equilibrio se desplazará a la derecha. Operando y resolviendo la ecuación de 2º grado x =7, mol El otro resultado de x es negativo y por tanto no es válido Sustituyendo el valor de x en las expresiones de las concentraciones en el equilibrio: [N 2 ] eq =1, mol L -1 [O 2 ] eq =2, mol L -1 [NO] eq =6, mol L -1

5 Se podría haber resuelto el problema añadiendo 1 mol de O 2 a las cantidades iniciales del problema y el resultado habría sido el mismo. La ecuación de 2º grado es algo más sencilla. Operando y resolviendo la ecuación de 2º grado x =1, mol El otro resultado de x es negativo y por tanto no es válido Sustituyendo el valor de x en las expresiones de las concentraciones en el equilibrio: [N 2 ] eq =1, mol L -1 [O 2 ] eq =2, mol L -1 [NO] eq =6, mol L El N 2 O 4 se descompone a 45ºC según la reacción en equilibrio N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g). En un volumen de 1 L se introducen 0,1 mol de N 2 O 4. Sabiendo que en el equilibrio la presión total es de 3,18 atm, calcula el grado de disociación, la constante de equilibrio K c, las presiones parciales en el equilibrio y la constante K P. (2,5 puntos) N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) Observa que P NO2 +P N2O4 =3,18 atm=p TOTAL ;