Pregunta 6 · Química PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2023

Tema: Cinética química · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

Pregunta 6. Se ha medido la velocidad para la siguiente reacción química:

a A+b B→c Ca\,\text{A} + b\,\text{B} \rightarrow c\,\text{C}

Para ello, se han diseñado cuatro experimentos, obteniéndose como resultado la siguiente tabla de valores:

Experimento · [A]0 (mol⋅L−1)[\text{A}]_0\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\text{)} · [B]0 (mol⋅L−1)[\text{B}]_0\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\text{)} · v0 (mol⋅L−1⋅s−1)v_0\text{ (mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}\text{)}

1 · 0,20 · 0,20 · 1,2⋅10−61{,}2\cdot 10^{-6}

2 · 0,40 · 0,20 · 2,4⋅10−62{,}4\cdot 10^{-6}

3 · 0,20 · 0,60 · 3,6⋅10−63{,}6\cdot 10^{-6}

4 · 0,20 · 1,20 · 7,2⋅10−67{,}2\cdot 10^{-6}

a)

Deduzca el orden global de la reacción.

b)

Determine el valor y las unidades de la constante de velocidad.

c)

Razone qué le ocurrirá a la velocidad de la reacción si disminuye la temperatura.

d)

Razone qué le ocurrirá a la velocidad de reacción si se le añade un catalizador positivo.

Enunciado: Pregunta 6 · Química PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Orden parcial respecto a A (α\alpha)

Solución: 1

a) Orden parcial respecto a B (β\beta)

Solución: 1

a) Orden global de la reacción

Solución: 2

b) Valor de la constante de velocidad k

Solución: 3⋅10−53\cdot 10^{-5}

b) Unidades de la constante de velocidad

Solución: mol−1⋅L⋅s−1\text{mol}^{-1}\cdot\text{L}\cdot\text{s}^{-1} / L⋅mol−1⋅s−1\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}

c) Razone qué le ocurrirá a la velocidad de la reacción si disminuye la temperatura

Solución: Una disminución de la temperatura provoca una disminución en la energía cinética de las moléculas, lo que hace que sea menor el número de moléculas que alcanza la energía de activación y por tanto la velocidad de reacción disminuye (según la ecuación de Arrhenius k=Ae−Ea/RTk = A e^{-E_a/RT}, al disminuir TT, kk disminuye).

d) Razone qué le ocurrirá a la velocidad de reacción si se le añade un catalizador positivo

Solución: Un catalizador positivo proporciona un camino de reacción alternativo con menor energía de activación (EaE_a), por lo que aumenta la fracción de moléculas capaces de reaccionar y aumenta la velocidad de reacción.

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