Ejercicios: Mecanismos y ley de velocidad
Un mecanismo propuesto para la reacción del dióxido de nitrógeno con monóxido de carbono es: Paso 1 (lento): $\text{NO}2 + \text{NO}2 \rightarrow \text{NO}3 + \text{NO}$…
Un mecanismo propuesto para la reacción del dióxido de nitrógeno con monóxido de carbono es:
Paso 1 (lento): $\text{NO}_2 + \text{NO}_2 \rightarrow \text{NO}_3 + \text{NO}$
Paso 2 (rápido): $\text{NO}_3 + \text{CO} \rightarrow \text{NO}_2 + \text{CO}_2$
(a) Escribe la reacción global balanceada. (b) Identifica el intermediario. (c) Escribe la ley de velocidad que predice este mecanismo.
Un paso elemental tiene la ecuación $2\,\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C}$. Escribe su ley de velocidad y indica su molecularidad. Luego explica en una o dos…
Un paso elemental tiene la ecuación $2\,\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C}$. Escribe su ley de velocidad y indica su molecularidad. Luego explica en una o dos oraciones por qué la ley de velocidad de un paso elemental se puede escribir directamente a partir de su ecuación, mientras que la de una reacción global no.
Se propone que la descomposición del peróxido de hidrógeno en presencia del ion yoduro ocurre así: Paso 1 (lento):…
Se propone que la descomposición del peróxido de hidrógeno en presencia del ion yoduro ocurre así:
Paso 1 (lento): $\text{H}_2\text{O}_2 + \text{I}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{IO}^-$
Paso 2 (rápido): $\text{H}_2\text{O}_2 + \text{IO}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O} + \text{O}_2 + \text{I}^-$
Escribe la reacción global, identifica el catalizador y el intermediario, y escribe la ley de velocidad.
Para la reacción $2\,\text{ICl} + \text{H}2 \rightarrow \text{I}2 + 2\,\text{HCl}$ se propone este mecanismo: Paso 1 (lento):…
Para la reacción $2\,\text{ICl} + \text{H}_2 \rightarrow \text{I}_2 + 2\,\text{HCl}$ se propone este mecanismo:
Paso 1 (lento): $\text{ICl} + \text{H}_2 \rightarrow \text{HI} + \text{HCl}$
Paso 2 (rápido): $\text{HI} + \text{ICl} \rightarrow \text{I}_2 + \text{HCl}$
(a) Escribe la ley de velocidad que predice el mecanismo. (b) Da las unidades de $k$ si la velocidad se mide en $\text{M/s}$. (c) ¿Por qué factor cambia la velocidad si se triplica $[\text{ICl}]$ y se duplica $[\text{H}_2]$?
Sofia mide la velocidad inicial de la reacción $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{P}$ a temperatura constante: | Experimento | $[\text{A}]$ (M) | $[\text{B}]$ (M) |…
Sofia mide la velocidad inicial de la reacción $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{P}$ a temperatura constante:
| Experimento | $[\text{A}]$ (M) | $[\text{B}]$ (M) | Velocidad inicial (M/s) |
|---|---|---|---|
| 1 | 0.10 | 0.10 | $2.0 \times 10^{-3}$ |
| 2 | 0.20 | 0.10 | $4.0 \times 10^{-3}$ |
| 3 | 0.10 | 0.30 | $2.0 \times 10^{-3}$ |
Se proponen dos mecanismos. Mecanismo I: $\text{A} \rightarrow \text{X}$ (lento), luego $\text{X} + \text{B} \rightarrow \text{P}$ (rápido). Mecanismo II: un solo paso elemental $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{P}$.
(a) Determina la ley de velocidad y el valor de $k$ con sus unidades. (b) Decide qué mecanismo es consistente con los datos y justifica tu respuesta.
Se propone que la reacción de sustitución $(\text{CH}3)3\text{CBr} + \text{OH}^- \rightarrow (\text{CH}3)3\text{COH} + \text{Br}^-$ ocurre en dos pasos: Paso 1 (lento):…
Se propone que la reacción de sustitución $(\text{CH}_3)_3\text{CBr} + \text{OH}^- \rightarrow (\text{CH}_3)_3\text{COH} + \text{Br}^-$ ocurre en dos pasos:
Paso 1 (lento): $(\text{CH}_3)_3\text{CBr} \rightarrow (\text{CH}_3)_3\text{C}^+ + \text{Br}^-$
Paso 2 (rápido): $(\text{CH}_3)_3\text{C}^+ + \text{OH}^- \rightarrow (\text{CH}_3)_3\text{COH}$
(a) Escribe la ley de velocidad e identifica el intermediario. (b) Ethan duplica la concentración de $\text{OH}^-$ y deja todo lo demás igual. Predice el efecto sobre la velocidad y explícalo con el mecanismo.
Un mecanismo para la reacción global de la especie B para dar E tiene tres pasos: Paso 1 (lento): $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C}$ Paso 2 (rápido):…
Un mecanismo para la reacción global de la especie B para dar E tiene tres pasos:
Paso 1 (lento): $\text{A} + \text{B} \rightarrow \text{C}$
Paso 2 (rápido): $\text{C} + \text{B} \rightarrow \text{D}$
Paso 3 (rápido): $\text{D} \rightarrow \text{E} + \text{A}$
(a) Escribe la reacción global e identifica todos los catalizadores e intermediarios. (b) Escribe la ley de velocidad. (c) Malik dice: «La ecuación global tiene $2\,\text{B}$, así que la velocidad debe ser $k[\text{B}]^2$». Evalúa su afirmación. (d) Describe con palabras cómo se vería el diagrama de energía potencial e indica qué paso tiene la mayor energía de activación.
La reacción $2\,\text{NO}2 + \text{F}2 \rightarrow 2\,\text{NO}2\text{F}$ tiene la ley de velocidad experimental $\text{velocidad} = k[\text{NO}2][\text{F}2]$, con…
La reacción $2\,\text{NO}_2 + \text{F}_2 \rightarrow 2\,\text{NO}_2\text{F}$ tiene la ley de velocidad experimental $\text{velocidad} = k[\text{NO}_2][\text{F}_2]$, con $k = 0.38\ \text{M}^{-1}\text{s}^{-1}$ a cierta temperatura.
Mecanismo A: Paso 1 (lento) $\text{NO}_2 + \text{F}_2 \rightarrow \text{NO}_2\text{F} + \text{F}$; Paso 2 (rápido) $\text{F} + \text{NO}_2 \rightarrow \text{NO}_2\text{F}$.
Mecanismo B: un solo paso elemental trimolecular, $2\,\text{NO}_2 + \text{F}_2 \rightarrow 2\,\text{NO}_2\text{F}$.
(a) Muestra que ambos mecanismos suman la reacción global. (b) Predice la ley de velocidad de cada uno y decide cuál es consistente con el experimento. (c) Da una razón, basada en las colisiones, por la que el mecanismo B es poco probable aunque fuera consistente. (d) Calcula la velocidad cuando $[\text{NO}_2] = 0.020\ \text{M}$ y $[\text{F}_2] = 0.050\ \text{M}$.