PROBLEMAS CINÉTICA QUÍMICA PAU ASTURIAS

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1 PAU-CINÉTICA QUÍMICA-1 PROBLEMAS CINÉTICA QUÍMICA PAU ASTURIAS 1.- SEPTIEMBRE 98 El KClO 3 (s) se descompone en KCl (s) y O 2 siendo ΔH reacción = 22,3 kj mol 1 (2,5 puntos). Diga si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones. Si cree que son falsas, rehágalas como verdaderas. a) Al eliminar KCl la reacción seguirá hasta agotar el KClO 3. b) A menor temperatura mayor velocidad de reacción. c) Al añadir un catalizador positivo disminuye la velocidad de reacción. d) Una vez alcanzado el equilibrio la velocidad de reacción se hace nula. 2.- JUNIO ) Dibuje y etiquete un diagrama energético que refleje la evolución de una reacción exotérmica. Indique el significado de cada uno de los términos que aparecen en el diagrama. Muestre también cómo influirá la presencia de un catalizador positivo (1,5 puntos). 2) La energía de activación para la reacción: A + B C + D es 32 kj y para su inversa 58 kj, cómo será la reacción directa, exotérmica o endotérmica? Suponiendo que la energía media de los productos es de 30 kj, cuál será la de los reactivos? (1 punto). 3.- SEPTIEMBRE 99 Se quieren conocer las ecuaciones de velocidad para dos reacciones del tipo: A(g) + B(g) C(g), para ello se realizan una serie de experimentos que permiten comprobar que: I.- Para la primera reacción: cuando se duplica la concentración de A, la velocidad de reacción también se duplica, mientras que si se duplica la concentración de B, la velocidad no varía; II.- Para la segunda reacción: si se triplica la concentración de A la velocidad también se triplica, mientras que si se triplica la concentración de B la velocidad de reacción se multiplica por nueve. 1) Escriba las ecuaciones de velocidad de ambas reacciones. Qué unidades tendrán cada una de las constantes de velocidad? (1,25 puntos). 2) Además de la concentración hay otros factores que afectan a la velocidad de reacción, nómbrelos y explique brevemente cómo actúan cada uno de ellos (1,25 puntos). 4.- JUNIO/SEP 2000 La descomposición del N 2 O 5 en presencia de CCl 4 da lugar a NO 2 y O 2. Experimentalmente se ha comprobado que la cinética es de primer orden respecto al reactivo y la constante de velocidad, a 45 C, vale 6,08 x ) Si el tiempo se mide en segundos, qué unidades tiene la constante de velocidad de la reacción anterior? Qué entiende por velocidad de reacción? Determine su valor para esta reacción a 45 C si la concentración inicial de N2O5 es 0,100 M. Sin realizar cálculos, podría decir qué le ocurre a la velocidad si la concentración de N 2 O 5 se duplica. (1,5 puntos). 2) Qué efecto originará esta reacción sobre el medio ambiente y la economía? (1 punto).

2 PAU-CINÉTICA QUÍMICA JUNIO 2001 En el proceso más moderno de gasificación de la hulla, ésta se tritura, se mezcla con un catalizador y vapor de agua y se obtiene metano: 2C(s) + 2H 2 O(g) catalizador CO 2 (g) + CH 4 (g) H = 15,3 kj (a) Dibujar dos diagramas entálpicos para esta reacción, con y sin el empleo del catalizador, en los que se muestren todas las energías que intervienen. (1,25 puntos) (b) Justificar si aumentaría la cantidad de metano que se obtiene: 1) Al elevar la temperatura (0,5 puntos) 2) Al elevar la presión (0,5 puntos) 3) Al incrementar la concentración de catalizador. (5 puntos) 6.- JUNIO 2004 A) Dadas las siguientes ecuaciones termoquímicas: C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) Hº 1 = -393 kj 2C(s) + O 2 (g) 2CO(g) Hº 2 = kj Qué cantidad de energía se produce en la combustión completa de 56 g de CO(g)? (1,00 puntos) B) La velocidad de una reacción A + B C se duplica cuando también lo hace la concentración del reactivo A, mientras que se cuadruplica cuando la concentración del otro reactivo B se hace el doble. i) Cuál es la ecuación cinética de velocidad de dicha reacción? Indicar una razón por la cual la temperatura aumenta la velocidad de esta reacción (1,00 puntos) C) El agua oxigenada es relativamente estable, pero se descompone rápidamente si se le añade una pizca de dióxido de manganeso. Explicar cómo actúa el dióxido de manganeso en la cinética de descomposición del agua oxigenada (0,50 puntos) Datos: Masas atómicas (u): C = 12,0; O = 16, JUNIO 2005 A) Se han obtenido los siguientes datos para la reacción 2A + B C a una determinada Experiencia [A] inicial (mol.l -1 ) [B] inicial (mol.l -1 ) Velocidad inicial (mol.l -1.s -1 ) ,4x ,8x ,6x10-3 B) El agua oxigenada (peróxido de hidrógeno) se descompone muy lentamente a temperatura ambiente pero si se añade una pizca de MnO 2 se descompone rápidamente de acuerdo a la reacción: H 2 O 2 H 2 O + ½O 2 H < 0

3 PAU-CINÉTICA QUÍMICA-3 i) Dibujar un diagrama que represente la variación de energía con el transcurso de la reacción y que incluya los reactivos, productos y complejo activado, la energía de activación y la variación de entalpía. (0,75 puntos) Explicar la función del MnO 2 en esta reacción. (0,5 puntos) 8.- SEPTIEMBRE 2006 A) Se han obtenido los siguientes datos para la reacción aa + bb C a una determinada Experiencia [A] inicial (mol.l -1 ) [B] inicial (mol.l -1 ) Velocidad inicial (mol.l -1.s -1 ) 1 2,2x ,02 4,4x ,02 17,6x10-4 B) El agua oxigenada se descompone muy lentamente a temperatura ambiente pero en presencia de iones yoduro se descompone rápidamente: H < 0 i) Dibujar un diagrama que represente la variación de energía con el transcurso de la reacción y que incluya los reactivos, productos y complejo activado, la energía de activación y la variación de entalpía. (0,75 puntos) Explicar la función del I - en esta reacción. (0,5 puntos) 9.- JUNIO 2007 A) Se han obtenido los siguientes datos para la reacción A + B C a una determinada B) Al mezclar y calentar en un tubo de ensayo una disolución acidulada de ácido oxálico (H 2 C 2 O 4 ) con otra de permanganato potásico (KMnO 4 ) el color violeta del permanganato desaparece debido a la reacción: H 2 C 2 O 4 (incoloro) + MnO4 - (violeta) + H + CO 2 (gas) + Mn 2+ (incoloro) + H 2 O. i) Ajustar la reacción anterior por el método del ión-electrón. (0,75 puntos) Si se repite la experiencia anterior a temperatura ambiente, el color violeta no desaparece. Cómo se podría explicar este comportamiento? (0,5 puntos)

4 PAU-CINÉTICA QUÍMICA SEPTIEMBRE 2007 A) Se determinó experimentalmente que la reacción 2 A + B P sigue la ecuación de velocidad: V = k [B] 2 Contesta razonadamente si las siguientes proposiciones son verdaderas o falsas: i) La velocidad de desaparición de B es la mitad de la velocidad de formación de P. i Justificar mediante la teoría de colisiones por qué la concentración de P disminuye a medida que disminuyen las concentraciones de A y B. El orden total de reacción es tres. (0,75 puntos) C) La ecuación de velocidad para el proceso de reducción de HCrO 4 - con HSO 3 - en medio ácido es: V = k [HCrO 4 - ][HSO 3 - ] 2 [H + ] i) Indicar los órdenes parciales y totales de reacción así como las unidades de la constante de velocidad (k). Indicar razonadamente si un incremento del ph del medio de la reacción contribuye a acelerar o decelerar la misma. ESTUDIO DE LOS FACTORES QUE AFECTAN A LA VELOCIDAD DE REACCIÓN SISTEMA PERMANGANATO / OXALATO: Efecto de la temperatura y de un catalizador (Mn 2+ ) KMnO 4 (ac) + C 2 O 4 2 (ac) + H 2 SO 4 (ac) CO 2 (ac) + Mn 2+ (ac) + H 2 O 5 ml disolución acidulada de oxalato de potasio + dos gotas de disolución de permanganato de potasio + calentar 5 ml disolución acidulada de oxalato de potasio + dos gotas de disolución de permanganato de potasio + una pizca de sulfato de manganeso(ii) SISTEMA TIOSULFATO DE SODIO / ÁCIDO CLORHÍDRICO: Efecto de concentración de Na 2 S 2 O 3 y de la temperatura. S 2 O 3 2 (ac) + HCl(ac) Cl (ac) + SO 2 (ac) + S(s) + H 2 O tubo 3 5 ml de disolución M de tiosulfato de sodio + 1 ml de ácido clorhídrico 2M 5 ml de disolución 0,05M de tiosulfato de sodio + 1 ml de ácido clorhídrico 2M 5 ml de disolución 0,05M de tiosulfato de sodio + calentar + 1 ml de HCl 2M SISTEMA MÁRMOL / ÁCIDO CLORHÍDRICO: Efecto del grado de división del mármol CaCO 3 (s) + HCl(ac) CO 2 (g) + CaCl 2 (ac) + H 2 O 5 ml de ácido clorhídrico + un trozo de mármol 5 ml de ácido clorhídrico + un trozo de mármol pulverizado SISTEMA AGUA OXIGENADA: Efecto de un catalizador homogéneo (KI) y de otro heterogéneo (MnO 2 ) H 2 O 2 (ac) H 2 O + O 2 (g) 5 ml agua oxigenada diluida + una pizca de yoduro de potasio

5 PAU-CINÉTICA QUÍMICA-5 5 ml agua oxigenada diluida + una pizca de dióxido de manganeso