Ejercicio A.4 · Química PAU Madrid Extraordinaria 2023

Tema: Termodinámica química · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

La reacción en fase gaseosa 2 A→2 B+C2\,\mathrm{A} \rightarrow 2\,\mathrm{B} + \mathrm{C} es de segundo orden. Cuando la concentración de A\mathrm{A} es 0,050 M0{,}050\text{ M} presenta una velocidad de 7,8⋅10−4 mol⋅L−1⋅s−17{,}8\cdot 10^{-4}\text{ mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}.

a)

Escriba la ecuación de velocidad y deduzca las unidades de la constante de velocidad.

b)

c)

Justifique cómo afecta a la velocidad de la reacción la presencia de un catalizador.

d)

Justifique, mediante la ecuación de Arrhenius, cómo afecta a la constante de velocidad un aumento de la temperatura.

Enunciado: Ejercicio A.4 · Química PAU Madrid Extraordinaria 2023

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Escriba la ecuación de velocidad y deduzca las unidades de la constante de velocidad.

Solución: v=k[A]2v = k [\mathrm{A}]^2 Unidades de kk: L⋅mol−1⋅s−1\mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot s^{-1}} / M−1⋅s−1\mathrm{M^{-1}\cdot s^{-1}}

b) Determine la constante de velocidad.

Solución: 0,310{,}31 L·mol⁻¹·s⁻¹

b) Calcule la velocidad cuando la concentración de A sea 0,090 M.

Solución: 2,5⋅10−32{,}5\cdot 10^{-3} mol·L⁻¹·s⁻¹

c) Justifique cómo afecta a la velocidad de la reacción la presencia de un catalizador.

Solución: El catalizador modifica el mecanismo de reacción disminuyendo la energía de activación y, por tanto, aumenta la velocidad de la reacción.

d) Justifique, mediante la ecuación de Arrhenius, cómo afecta a la constante de velocidad un aumento de la temperatura.

Solución: Según la ecuación de Arrhenius, k=A e−Ea/(RT)k = A\,e^{-E_a/(RT)}, un aumento de temperatura aumenta la constante kk.

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