Pregunta 2 · Química PAU Castilla y León Extraordinaria 2022

Tema: Cinética química: ecuación de velocidad, órdenes y factores · Del examen Extraordinaria (2022)

Enunciado

2. Se han obtenido los siguientes datos para la reacción 2A+B→C2\mathrm{A} + \mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C} a una determinada temperatura:

Experimento · [A]0[\mathrm{A}]_0 (mol/L) · [B]0[\mathrm{B}]_0 (mol/L) · v0v_0 (M/s)

1 · 0,2 · 0,2 · 5,40⋅10−35,40\cdot 10^{-3}

2 · 0,4 · 0,2 · 1,08⋅10−21,08\cdot 10^{-2}

3 · 0,4 · 0,4 · 2,16⋅10−22,16\cdot 10^{-2}

a.

Determine el orden de reacción respecto de cada uno de los reactivos, la ecuación de velocidad y la constante de velocidad incluyendo sus unidades. (Hasta 1,0 puntos)

b.

Explique cómo afecta a la velocidad de la reacción un aumento de la temperatura del sistema. (Hasta 0,5 puntos)

c.

¿Podríamos aumentar la velocidad de reacción sin modificar la concentración de los reactivos y la temperatura? Justifique su respuesta. (Hasta 0,5 puntos)

Enunciado: Pregunta 2 · Química PAU Castilla y León Extraordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a. Orden de reacción respecto a A

Solución: 1

a. Orden de reacción respecto a B

Solución: 1

a. Ecuación de velocidad

Solución: v=k[A][B]v = k[\mathrm{A}][\mathrm{B}]

a. Constante de velocidad k

Solución: 0,1350{,}135 M⁻¹·s⁻¹

b. Explique cómo afecta a la velocidad de la reacción un aumento de la temperatura del sistema

Solución: Un aumento de la temperatura aumenta la velocidad de la reacción. Según la teoría de colisiones, al aumentar la temperatura aumenta la energía cinética de las moléculas y la fracción de choque con energía suficiente para superar la energía de activación. Según la ecuación de Arrhenius, k=Ae−Ea/(RT)k = A e^{-E_a/(RT)}, al aumentar TT aumenta el valor de la constante kk.

c. ¿Podríamos aumentar la velocidad de reacción sin modificar la concentración de los reactivos y la temperatura? Justifique su respuesta

Solución: Sí, añadiendo un catalizador positivo. Un catalizador proporciona un mecanismo de reacción alternativo con una menor energía de activación, lo que aumenta la constante de velocidad kk y por tanto la velocidad de la reacción sin alterar las concentraciones ni la temperatura.

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