7_Quim_5° SM_Cap16_2021

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QuímicaGuía Académica IV - Ciencias (5.o-A-SM-21)
259
Capítulo
16 CINÉTICA QUÍMICA
Cinética
La cinética estudia los mecanismos de reacción, 
así como los factores que afectan dicha velocidad.
I. VELOCIDAD DE REACCIÓN
 La velocidad de reacción se mide como va-
riación de la concentración en cada mitad de 
tiempo determinado.
reacción 6
[ ] [ ][ ]V
t t t
f i
f ix
 
 
 –: para reactante
 +: para producto
 En una reacción se cumple:
xA + yB  zC
 Donde x, y y z son coeficientes estequiométricos
 Velocidad: v
A B Cv v v
x y z
 
 Ejemplo
 Si el N2 se consume a 
M6 ,
s
 a qué velocidad 
se forma el NH3 en la siguiente reacción:
2 2 3N H NH 
 Solución: Se balancea la ecuación:
2 2 3
N H NH2 2 3
N 3H 2NH
= =
1 3 2
v v v
 
 Como N2
M6v
s

 
NH3
NH3
6 M12
1 2
v
v
s
   
 
II. TEORÍAS SOBRE LAS REACCIONES 
QUÍMICAS
1. Teoría de las colisiones
 Esquema:
 
La reacción química se desarrolla cuando 
hay choques eficaces.
A mayor cantidad o frecuencia de choques 
eficaces, mayor velocidad de reacción.
d
 Nota
MARCO TEÓRICO
E REACCIÓ
reacción se mide como va-
ncentración en cada mitad de 
ado.
[ ] [ ][ ] f i[ ]
2
2H
N2
=2
vHH
 Co M6
s
 
N 3
1 2
v
  33
1
II. TEORÍAS SOBRE 
QUÍMICAS
1. Teoría 
Es
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2. Teoría del complejo activado
 Es un estado de alta energía, donde se forman 
muchos productos intermedios inestables y se 
inicia la formación de los productos.
 A mayor energía de activación más, difícil la 
reacción por lo que será más lenta, entonces 
se cumple:
 • A mayor Ea  Menor velocidad
 • A menor Ea Mayor velocidad
III. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VE-
LOCIDAD DE LA REACCIÓN 
1. Naturaleza de los reactantes
 Depende la composición y estructura quí-
mica de las sustancias.
 Ejemplo
2. Grado de división de la materia
 O estado físico de los reactantes (tamaño 
de la partícula).
 Ejemplo
 
3. Temperatura
 Al acumularse la temperatura aumenta 
la energía cinética de las moléculas y por 
ende la velocidad de la reacción.
 Ejemplo
 Se dice que por cada 10 ºC la velocidad 
de reacción se duplica.
 
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
MT 15 ºC 3
s
MT 25 ºC 6
s
MT 35 ºC 12
s
MT 45 ºC 24
s
MT 55 ºC 48
s
v
v
v
v
v
  
  
  
  
  
 La regla de Van’t Hoff
4. La concentración de los reactantes 
 A mayor concentración de los reactantes, 
mayor velocidad de reacción (ley de ac-
ción de masas).
 Ejemplo
 A mayor cantidad de oxígeno se quema 
más rápido.
más, difícil la 
lenta, entonces 
enor velocidad
Mayor velocidad
UE INFLUYEN EN LA VE-
LA REACC
de los reactantes
omposición y estructura quí-
ancias.
Ejemplo
 Se dice que por cad
de reacción se duplica
 
1
2
3
4
15 ºC 1
25 ºC2
T 35 ºC3
T 45 ºC4
15 ºC 1
25 ºC25 C
35 ºC35 C
45
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PROBLEMAS RESUELTOS
5. Presencia de catalizadores
 Modifican la velocidad de una reacción sin 
experimentar cambios en su estructura.
 Ejemplo
 
6 12 6 2 5 2 1
cataliz.
6 12 6 2 5 2 2
C H O C H OH + CO :
C H O C H OH + CO :
v
v


 Se cumple: v2 > v1 
 Los catalizadores pueden actuar en forma 
inversa, a eso se le denomina inhibidor. 
Otros lo llaman como catalizador negativo.
IV. LEY DE ACCIÓN DE MASA 
(Ley de velocidades)
 La velocidad de una reacción es directamente 
proporcional al producto de las concentracio-
nes de los reactantes elevados a su respectivo 
coeficiente estequiométrico.
 Sea la reacción: xA + yB  zC
 Se cumple: 
reacción K[A] [B]
w pv 
• K : constante de velocidad
• [A] : concentración molar de A
• [B] : concentración molar de B
• w : orden de velocidad de A
• p : orden de velocidad de B
• w+p : orden de velocidad total
Ejemplo 1
2 5(g) 2(g) 2(g)
1
2 5
2N O 4 NO O
K[N O ]v
 

 Orden de N2O5 = 1
 La reacción es de primer orden.
 Ejemplo 2
2 2 22H +2NO 2H O+N
 
1 2
2 = K[H ] [NO]v 
 Orden de H2 = 1
 Orden de NO = 2
 Orden total = 3
 La reacción es de tercer orden.
1. ¿Cuál de las siguientes expresiones de la ley de 
velocidad corresponde a la respectiva reacción 
sencilla? (UNMSM 1994)
A) 2A  3C+D vreacción=K[A]
B) 2A+B C+2D vreacción = K[A]
2[B]
C) 2A+2B 2C+2D vreacción = K[A]
D) A+2B  C vreacción = K[A][B]
 Resolución
 2A + B  C + 2D
2
reacción K[A] [B]v 
Rpta.: B
2. En la reacción sencilla A + BC, calcule la [A] 
cuando la [B] es 0,2 M si la velocidad de reac-
ción es 0,5 mol/L y K = 0,25 L/mol . s. 
(UNFV 1993)
A) 2,0 × 100 B) 1,0 × 100
C) 3,0 × 100 D) 1,5 × 100
 Resolución
 A + B  C
 v = K[A][B]
 5 · 10–2 = 25 · 10–2 · [A] · 2 · 10–1
 [A] = 1,0 · 100
Rpta.: B
AS RESUELTOS
tivo 
zC
ión K[
Ejemplo 2
2H
1] [N1
= 2A] [Bw p[B]
22H
 = v
H2 = 
e NO 
 
 Orden d
rden 
Orden total = 3
 La reacción es de terc
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3. Los tres factores más importantes en el au-
mento de la velocidad de las reacciones quí-
micas son: (UNFV 1991)
A) temperatura, viscocidad y densidad.
B) presión, volumen y catalizador.
C) tensión superficial, presión y catalizador.
D) concentración, temperatura y catalizador.
Resolución
 Los factores que afectan la velocidad de la re-
acción son: temperatura, concentración, cata-
lizador, naturaleza, superficie.
Rpta.: D
4. Escriba la expresión de la ley de acción de 
masas para las reacciones
I. 2NO(g) + Cl2(g)  2NOCl(g)
II. CaCO3(crist)  CaO(crist) + CO2(g)
A) v = K[NO][Cl2] y v = K
B) v = K[NO]2[Cl2] y v = K[CO2]
C) v = K[NO]2[Cl2] y v = K
D) v = K[NO][Cl] y v = K[CO2]
Resolución
I. 2Na(g) + Cl2(g)  2NOCl(g)
 v = K[NO]2[Cl2]
II. CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)
 v = K
Rpta.: C
5. Determine con ayuda de los datos siguientes 
qué son válidos para una reacción de la forma
J + L  Q
Experimento [J] [L] Velocidad
 1 0,01 0,01 3,52×10–4
 2 0,01 0,02 1,408×10–3
 3 0,005 0,02 7,04×10–4
Calcule el orden total de la reacción.
 (UNMSM 2002)
A) 1 B) 2
C) 3 D) 4
 Resolución
 Tomando:
–4
–3
(0,01) · (0,01) 3,52 ·10Experimento 1
Experimento 2 (0,01) · (0,02) 1,408 ·10
 (1/2) 1 / 4 2
x y
x y
y y
 
  
 Tomando:
 
–3
–4
(0,01) · (0,02) 1,408 ·10Experimento 2
Experimento 3 (0,005) · (0,02) 7,04 ·10
x y
x y
 
 (10 / 5) 2 1
x x  
 Se tiene orden: x + y = 3
Rpta.: C
O2(g)
K
v = K
 y v =
 y v
(g) 
]
Tomando:
) · (0,Experi
(0,
4
x · (0
(0
4
CO2]
K
K[CO
Cl g)
Experimento 2 (0
2)y 
mand
(0Experimento 2
Experimento 3

 
(0,01)
(0,005
x
(10 /
 Se tien
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1. En relación a la velocidad de reacción, es 
incorrecto que 
A) varía con el incremento de la temperatura. 
B) depende de la naturaleza de los reactan-
tes.
C) se modifica con el empleo de catalizado-
res.
D) presenta su valor mínimo al inicio de la 
reacción.
2. En la siguiente reacción: 
 2H2O2(ac)  2H2O(l) + O2(g) 
 si la velocidad de reacción del H2O2(ac) es 
1,4×10–7 M.s–1, determine la velocidad de 
reacción del O2(g) en M
.s–1. 
A) 0,7×10–6 B) 7,0×10–7
C) 7,0×10–8 D) 1,4×10–6
3. De las Vex químicas, ¿cuántas proposiciones 
son correctas?
  Los catalizadores positivos aceleran la ve-
locidad de reacción.
  La energía de activación de una reacción 
exotérmica es mayor que en su reacción 
inversa.
  Los alcalinos reaccionan violentamente 
con el agua.
  Cuanto más finamente divididos están los 
reactantes, más rápida es la reacción.
A) 0 B) 1
C) 2 D) 3
4. Con respecto a la velocidad, de reacción quí-
mica determine la verdad (V) o falsedad (F) 
de las proposiciones.
  La velocidad de reacción se define como 
la variación de la concentración de reac-
tantes y/o productos, con respecto a la va-
riación de tiempo. ( )
  Con respecto al consumo de los reactan-
tes: 
Rxn
[ ]
V
t
 ( )
  La rapidez de las reacciones químicas no 
depende de la temperatura. ( )
A) VVV B) VVF
C) VFF D) FVV
5. En la siguientetabla se muestra la concentra-
ción en función del tiempo para la reacción a 
50 °C: 
 2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g) 
Concentración (M)
Tiempo (s) N2O5 NO2 O2
0 0,0310 0 0
150 0,0274 0,0072 0,0018
300 0,0243 0,0134 0,0034
600 0,0190 0,0240 0,0060
900 0,0149 0,0322 0,0081
 Determine la velocidad, en M.s–1, de produc-
ción del NO2 durante el intervalo de tiempo 
comprendido entre 300 y 600 segundos. 
A) 8,75×10–6 B) 1,75×10–5
C) 3,5×10–5 D) 7,0×10–5 
6. La concentración inicial del bromo es 0,0012 M 
y disminuye a 0,00042 M después de 5 mi-
nutos. La velocidad promedio de reacción 
expresada en mol/L.s es
A) 1,48×10–5. B) 2,60×10–6.
C) 2,70×10–5. D) 3,84×10–4.
PRÁCTICA PARA LA CLASE
ac) es 
ocidad de 
7,0×10–7
D) 1,4×10–6
as, ¿cuántas proposiciones 
dores positivos aceleran la ve-
acci
activación de una reacción 
or que en su re
5. En la siguiente tabla se m
ción en función del tiemp
5
2O5  4N
Conce
Tiempo (s) N2O5
0 0,0310
150 0 027
300
600
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7. Indique, en forma secuencial, el orden parcial 
de cada reactante de la respectiva ley de velo-
cidad. 
 (ac) 3(ac) (ac) 2(ac) 2 (l)
5Br BrO 6H 3Br 3H O     
 
2
rxn 3K Br BrO Hv
             
A) 1, 1, 2 B) 5, 1, 6
C) 2, 1, 1 D) 3, 3, 0
8. En los estudios cinéticos se diseñan reaccio-
nes hipotéticas con el fin de realizar aproxi-
maciones a los sistemas cinéticos reales. En la 
reacción hipotética
 A  productos
 se encuentra que:
 t1 = 50 s [A]1 = 0,485 M
 t2 = 95 s [A]2 = 0,44 M
 Calcule la velocidad media de la reacción en 
ese intervalo de tiempo en Ms–1.
A) 10–1 B) 10–3
C) 10–5 D) 10–2
9. La producción de óxido de dinitrógeno (N2O) 
tienen una cinética sencilla a partir del gas N2 
y el gas O2, expresada en la ecuación:
 2N2(g) + O2(g)  2N2O(g)
 El gas oxígeno se consume con una rapidez 
de 3×10–2 m/s calcule la rapidez a la que se 
produce óxido de dinitrógeno.
A) 0,06 mol L–1s–1
B) 0,07 mol L–1s–1
C) 0,04 mol L–1s–1
D) 0,03 mol L–1s–1
10. Experimentalmente se ha encontrado que la 
reacción 
 2NO + O2  2NO2
 es de segundo orden respecto al NO y de pri-
mer orden respecto al O2 por ser una reacción 
elemental y trimolecular. Calcule la velocidad 
de reacción si la constante de velocidad es 
6108 mol–2L2s–1 y las concentraciones de 
NO2 es 0,002 M y la de O2 es 0,004 M.
A) 12,7 M/s B) 9,6 M/s
C) 28,5 M/s D) 4,64 M/s
1. Con respecto a los factores que afectan la ve-
locidad de reacción determine las proposicio-
nes falsas.
I. La rapidez de la reacción aumenta cuando 
aumenta la concentración de reactantes. 
 ( )
II. Al reducir el tamaño de las partículas que 
reaccionan se reduce la rapidez del proce-
so. ( )
III. El catalizador aumenta la velocidad de 
reacción por que aumenta la energía de 
activación (Ea). ( )
Ea
P
R
R  P
A) Solo I B) Solo II
C) Solo III D) I y II
ASESORÍA
M
media 
mpo e
reacción 
O2 
res
 al O
olecu
i la c
l–2de la r
Ms–1
 10
) 10
do o
espe
y trim
cción 
108 moacción en 
mer ord
men
de re
6 L2s–1 y
NO es 0,002 M y la
A) 12,7 M/s 
C) 28,5 M
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2. Marque la alternativa correcta.
A) La teoría de las colisiones sostiene que 
todos, los choques son efectivos.
B) La velocidad de la reacción disminuye si la 
concentración de los reactantes aumenta.
C) Si la energía de los reactantes es más alta 
que la de los productos, entonces la reac-
ción es endotérmica y la energía de la re-
acción es positiva.
D) El complejo activado es un estado inter-
medio entre los reactantes y los produc-
tos.
3. Para la reacción
 2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g)
 la ley de velocidad es
 rn = K[N2O5]
 Si se sabe que K = 6,0810–4 s–1, escriba 
verdadero (V) o falso (F) según corresponda, 
luego marque la alternativa correcta.
  Es una reacción compleja. ( )
  Cuando la [N2O5] = 0,1 M, su 
rn = 6,08  10
–5 M.s–1. ( )
  Se lleva a cabo en más de una etapa. ( )
A) FVV B) VFV
C) VVV D) FVF
4. En la síntesis de Haber-Bosh
 N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)
 el nitrógeno se consume con una velocidad 
de 28 g/L.s. En ese mismo instante, la veloci-
dad de formación del amoniaco, en mol/L.s, 
es
A) 0,5. B) 1,3.
C) 1,5. D) 2,0.
5. La reacción 2A + 3B  C es de primer orden 
respecto de A y de B. Cuando las concen-
traciones iniciales son [A] = 1,610–2 M y 
[B] = 2,410–3 M, la velocidad de la reacción 
es 4,110–4 M/s. Determine la constante de 
velocidad.
A) 14,4 B) 13,3
C) 10,7 D) 22,2
6. Para el mecanismo de reacción
 H2 + 2NO  N2 + H2O2 etapa lenta
 H2O2 + H2  2H2O etapa rápida
 la ley de velocidad y la especie intermediaria 
son
A) vrn = K[H2O]
2 y H2O2.
B) vrn = K[H2][NO]
2 y H2O2.
C) vrn = K[H2O][H2] y H2O.
D) vrn = K[H2]
2[NO]2 y N2.
7. Considere la siguiente reacción de combustión 
 C4H10(g)  CO2(g) + H2O(g)
 Si el oxígeno se consume con una velocidad 
de 2,6 mol/min. ¿Cuál es la rapidez con la 
cual se produce el CO2?
A) 1,6 mol/min B) 2,3 mol/min
C) 2,9 mol/min D) 1,9 mol/min
8. Indique las relaciones correctas de las veloci-
dades de reacción que corresponde para la 
siguiente reacción:
 2N2O5  2N2O4+O2
I. [O2]/t = –2[N2O5]/t
II. 2[O2]/t = –2[N2O5]/t
III. [O2]/t = –1/2[N2O5]/t
IV. [O2]/t = 1/2[N2O5]/t
A) Solo I B) Solo II
C) Solo III D) I y II
5]
0810
 (F) se
terna
ón c
[
 10
o en más de una etapa. ( )
y de velocidad
son
H2O
2 y 
H2] 
4 s–1
gún co
a cor
pleja
= 0,1 M, su 
1. ( )
A) vrn = K[H2
[H2]
K[H2
escriba 
rresponda, 
cta.
( )
) r
C) vrn
D) vr = K[H2]
2[NO
7. Considere la sig
C
guiente
4H10( 
Si el oxíge
de 2
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266
HELICODESAFÍO
9. Por razones prácticas, a menudo se busca que 
una reacción tenga lugar con la rapidez de-
seada, en muchos casos se necesita aumen-
tar la velocidad para obtener, el producto en 
menor tiempo, en otros, como en el caso de 
la descomposición de alimentos, necesitamos 
que tengan lugar con más lentitud. Existen 
factores que influyen, en forma determinante 
en la velocidad de las reacciones químicas.
 ¿Cuál de los siguientes factores no modifica 
la velocidad de reacción?
A) Naturaleza de los reactantes
B) Concentración de los reactantes
C) Temperatura del sistema
D) Densidad de los reactantes
10. El bromo molecular, de color naranja reaccio-
na con ácido fórmico y la reacción se puede 
monitorear fácilmente por la variación del 
color que indica la disminución de la concen-
tración de bromo molecular. En dicha reac-
ción representada por
Br2(ac) + HCOOH(ac)  2HBr(ac) + CO2(g)
 se obtuvieron los datos que figuran en la 
siguiente tabla:
Tiempo(s) [Br2] (concentración molar)
0,0
100,0
200,0
0,012
0,009
0,006
 La velocidad promedio, en función del 
Br2 para los 100 primeros segundos es 
_________ y si, la reacción se lleva a cabo en 
una sola etapa, la ley de velocidad se expresa 
como ___________.
A) 3  10–5 M s–1 - vrxn = K[Br2][HCOOH]
B) 5  10–5 M s–1 - vrxn = K[Br2]
2[HCOOH]
C) 1  10–5 M s–1 - vrxn = K[Br2][HCOOH]
D) 3  10–3 M s–1 - vrxn = K[Br2]
2[HCOOH]
11. Para el proceso 2NO2(g)  N2O4(g), respon-
sable de la formación de la niebla contami-
nante de las grandes ciudades, se presenta el 
siguiente diagrama:
Avance de la reacción
N2O4E
ne
rg
ía
 p
ot
en
ci
al
 (
kJ
)
70 kJ
13 kJ
2 NO2
 escriba verdadero (V) o falso (F) según 
corresponda, luego marque la alternativa 
correcta.
  Representa a una reacción exotérmica, en 
la que se libera 57 kJ. ( )
  El complejo activado se genera cuando los 
reactantes absorben 13 kJ. ( )
  Si la reacción se realizara en el sentido in-
verso se liberaría 70 kJ. ( )
  Si se añade un catalizador, la energía que 
se requiere para que la reacción se genere 
sería mayor que 13 kJ. ( )
A) VVVF B) FVVF
C) VFVF D) VVFF
olor na
y la r
ente p
a dis
mo m
da p
OH(ac) ( ) O2(g)
os que figura
ranja re
eacción
or la 
nuci
ula
eaccio-
se pu
ariaci
e la c
ichareac-
de
del 
Avance d
ne
rg
ía
 p
o
2 NO2
 escriba verdadero 
corresponda, luego 
correcta.
 Representa a un
la que se
 El c
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267
1. Escriba verdadero (V) o falso (F) según corres-
ponda, luego marque la alternativa correcta.
  Según la teoría de las colisiones todos los 
choques son efectivos y conducen a la for-
mación del producto. ( )
  Según la teoría del complejo activado los 
reactantes de todas las reacciones quími-
cas necesitan absorber energía para for-
mar el complejo activado. ( )
  La energía de reacción se determina como 
la diferencia entre la energía de productos 
y de reactantes. ( )
A) VFF B) FVF
C) VVV D) FVV
2. La descomposición del NO2 a 1000 K se da 
según la siguiente reacción:
2NO2(g)  2NO(g) + O2(g)
 Si el NO2 se comporta como un gas ideal, 
según los siguientes datos:
Presión parcial del 
NO2 (atm)
0,4100 0,1025
Tiempo (segundos) 0 100
R 0,082 atmLmol–1K–1
 Determine la velocidad del NO2, en 
mol L–1 s–1.
A) 1,25  10–5 B) 5,00  10–3
C) 3,75  10–5 D) 1,25  10–3
3. La reacción química elemental
 2Cl2 + O2  2Cl2O
 se diseña de tal manera que se duplica la con-
centración de los reactantes. Determine la ex-
presión de la velocidad de reacción después 
de duplicar la molaridad de los reactantes.
A) V2=8V1 B) V2 = 4V1 
C) V2 = 2V1 D) V2 = V1
4. La reacción hipotética aA + bB  cC presenta 
los datos del siguiente proceso
[A] [B] Vx
0,01 M
0,02 M
0,02 M
0,01 M
0,01 M
0,02 M
2,2×10–4 M/S
4,4×10–4 M/S
17,6×10–4 M/S
 Determine el orden total de reacción hipotéti-
ca.
A) 1 B) 2
C) 3 D) 4
5. Según los datos experimentales la reacción 
exotérmica 
 3A  A3 + calor
 Es de segundo orden, calcule el valor de la 
constante de velocidad para esta reacción 
a 45º C si la concentración de reactivo es 
2 mol/L y la velocidad de reacción es 4×103 M
s
.
A) 103 mol/L.s
B) 2,0103 L.mol–1.s–1
C) 1,0103 L.mol–1.s–1
D) 10–3 L/mol.s
TAREA DOMICILIARIA
2 a 1000 K se da 
ón:
2NO g) + O g)
mporta como un gas
ntes datos:
l
0 0 1025
los datos del siguiente
[A]
0,0
0,02 M
,02 M
0,01
0,01 M
0,02 M
2,
4
Determine el orde
ca.
A) 1 
en to
C) 3 
5.