Ejercicio BLOC 2 - Exercici 5 - Opció 5.1 · Química UB 2014

Tema: Cinètica química · Del examen Examen final de Química - Gener 2014 (2014)

Enunciado

BLOC 2 - Exercici 5. Cinètica química

Opció 5.1

El motor d'un coet consumeix una mescla estequiomètrica d'hidrogen i oxigen líquids. La cambra cilíndrica de combustió té una longitud de 75 cm75\text{ cm} i un diàmetre de 60 cm60\text{ cm}. Durant el règim estacionari es generen 108 kg/s108\text{ kg/s} de gasos d'escapament.

Dades

M(O)=16 g/molM(\text{O}) = 16\text{ g/mol}, M(H)=1 g/molM(\text{H}) = 1\text{ g/mol}.

a)

Calculeu la velocitat de reacció de l'hidrogen i de l'oxigen (expressades en mol⋅L−1⋅s−1\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}).

b)

Definiu els conceptes següents: llei experimental de velocitat, mecanisme de reacció, etapa controlant de la velocitat i intermedi de reacció.

c)

La reacció 2 NO(g)+O2(g)→2 NO2(g)2\text{ NO(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{ NO}_2\text{(g)} es produeix mitjançant el mecanisme proposat:

2 NO(g)⇌k1k−1N2O2(g)(equilibri raˋpid)2\text{ NO(g)} \underset{k_{-1}}{\overset{k_1}{\rightleftharpoons}} \text{N}_2\text{O}_2\text{(g)} \quad \text{(equilibri ràpid)}N2O2(g)+O2(g)→k22 NO2(g)(etapa lenta)\text{N}_2\text{O}_2\text{(g)} + \text{O}_2\text{(g)} \xrightarrow{k_2} 2\text{ NO}_2\text{(g)} \quad \text{(etapa lenta)}

Determineu l'equació de velocitat teòrica resultant i la relació de la constant observada amb les constants individuals elementals.

Enunciado: Ejercicio BLOC 2 - Exercici 5 - Opció 5.1 · Química UB 2014

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Calculeu la velocitat de reacció de l'hidrogen

Solución: 28,3 mol/(L⋅s)28{,}3\text{ mol/(L·s)}

a) Calculeu la velocitat de reacció de l'oxigen

Solución: 14,15 mol/(L⋅s)14{,}15\text{ mol/(L·s)}

b. Definiu els conceptes següents: llei experimental de velocitat, mecanisme de reacció, etapa controlant de la velocitat i intermedi de reacció.

Solución: - Llei experimental de velocitat: Expressió matemàtica empírica que relaciona la velocitat d'una reacció amb les concentracions de les espècies químiques presents elevades als seus respectius ordres de reacció. - Mecanisme de reacció: Conjunt de passos o etapes elementals a nivell molecular que descriuen el camí real des dels reactius fins als productes. - Etapa controlant: L'etapa elemental més lenta de tot el mecanisme, la qual determina i limita la velocitat global de la reacció. - Intermedi de reacció: Espècie química que es genera en una etapa primerenca del mecanisme i es consumeix completament en una posterior, sense aparèixer en l'equació estequiomètrica global.

c. Determineu l'equació de velocitat teòrica resultant i la relació de la constant observada amb les constants individuals elementals.

Solución: v=kobs[NO]2[O2]v = k_{\text{obs}}[\text{NO}]^2[\text{O}_2] on la constant observada és: kobs=k1k2k−1=Kc(1)k2k_{\text{obs}} = \frac{k_1 k_2}{k_{-1}} = K_c^{(1)} k_2

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

Ejercicio BLOC 2 - Exercici 5 - Opció 5.2 · 2014 ›

Más ejercicios de Cinètica química