Ejercicio 5 - Cinética química · Química PAU La Rioja Ordinaria 2026

a) Sabiendo que la energía de activación directa es de 100 KJ/mol y la energía de activación inversa es de 160 KJ/mol, dibuje un diagrama de energía de la reacción indicando los reactivos, el producto, el complejo activado (o estado de transición), las energías de activación directa e inversa y la variación de entalpía de la reacción. b) Al añadir un catalizador de cobre(I), la energía de activación directa disminuye y pasa a ser de 60 KJ/mol. Dibuje el diagrama de la reacción catalizada indicando las energías de activación directa e inversa y la variación de entalpia de la reacción.

Solución: a) Diagrama no catalizado: - Gráfica de energía frente a coordenada de reacción. - Nivel de reactivos ($1 + 2$) situado a mayor energía que el producto ($3$), ya que: $$\Delta H = E_{a,\text{dir}} - E_{a,\text{inv}} = 100 - 160 = -60\text{ kJ/mol}$$ - Reacción exotérmica: los reactivos están $60\text{ kJ/mol}$ por encima del producto. - Barrera de energía con máximo en el complejo activado (estado de transición), a $100\text{ kJ/mol}$ por encima de los reactivos y $160\text{ kJ/mol}$ por encima del producto. - Señalizadas claramente: reactivos ($1 + 2$), producto ($3$), complejo activado, $E_{a,\text{dir}} = 100\text{ kJ/mol}$, $E_{a,\text{inv}} = 160\text{ kJ/mol}$ y $\Delta H = -60\text{ kJ/mol}$. b) Diagrama de la reacción catalizada: - La presencia del catalizador ofrece un nuevo camino de reacción con menor energía de activación. - El complejo activado catalizado se sitúa a $60\text{ kJ/mol}$ por encima de los reactivos ($E_{a,\text{dir}}' = 60\text{ kJ/mol}$). - La entalpía de reacción $\Delta H$ no se modifica por la presencia del catalizador: $\Delta H = -60\text{ kJ/mol}$. - La energía de activación inversa catalizada es: $$E_{a,\text{inv}}' = E_{a,\text{dir}}' - \Delta H = 60 - (-60) = 120\text{ kJ/mol}$$ - Señalizadas: reactivos, producto, nuevo complejo activado a menor altura, $E_{a,\text{dir}}' = 60\text{ kJ/mol}$, $E_{a,\text{inv}}' = 120\text{ kJ/mol}$ y $\Delta H = -60\text{ kJ/mol}$.