Examen de Fisicoquímica: Cinética y Equilibrio Químico
Preguntas del examen
¿Qué suele ocurrir con la velocidad de muchas reacciones químicas cuando aumenta la temperatura?
¿Qué efecto produce un catalizador adecuado sobre una reacción química?
Para una reacción cuya ley experimental de velocidad es v = k[A]², ¿qué ocurre con la velocidad si se duplica la concentración de A y las demás condiciones permanecen constantes?
¿Qué caracteriza a un equilibrio químico dinámico?
Considera N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g). A temperatura constante, ¿hacia qué lado se desplaza el equilibrio al aumentar la presión mediante una disminución del volumen, suponiendo comportamiento gaseoso apropiado?
Para H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g), ¿cuál es la expresión de Kc?
¿Qué signo tiene normalmente la variación de entalpía ΔH para una reacción exotérmica a presión constante?
¿Qué establece la ley de Hess?
¿Qué indica ΔG < 0 para un proceso a temperatura y presión constantes, considerando el cambio de energía libre apropiado?
Una reacción tiene ΔH = −40 kJ y ΔS = −0,10 kJ/K. ¿Cuál es ΔG a 300 K? Usa ΔG = ΔH − TΔS.
Solucionario con explicaciones
(ver respuestas)
- ¿Qué suele ocurrir con la velocidad de muchas reacciones químicas cuando aumenta la temperatura?
Respuesta: c) Generalmente aumenta por cambios en la distribución de energías y las constantes de velocidad.
En numerosas reacciones, el aumento de temperatura incrementa la proporción de encuentros moleculares capaces de superar la barrera de activación.
- ¿Qué efecto produce un catalizador adecuado sobre una reacción química?
Respuesta: a) Proporciona una ruta de reacción con menor barrera de activación, sin cambiar la constante de equilibrio a una temperatura fija.
El catalizador puede acelerar las reacciones directa e inversa, pero no altera la posición del equilibrio termodinámico.
- Para una reacción cuya ley experimental de velocidad es v = k[A]², ¿qué ocurre con la velocidad si se duplica la concentración de A y las demás condiciones permanecen constantes?
Respuesta: d) Se cuadruplica.
Al duplicar [A], la velocidad se multiplica por 2² = 4.
- ¿Qué caracteriza a un equilibrio químico dinámico?
Respuesta: b) Que las velocidades de las reacciones directa e inversa son iguales.
En equilibrio dinámico continúan ocurriendo las reacciones directa e inversa, pero a velocidades iguales.
- Considera N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g). A temperatura constante, ¿hacia qué lado se desplaza el equilibrio al aumentar la presión mediante una disminución del volumen, suponiendo comportamiento gaseoso apropiado?
Respuesta: e) Hacia los productos, porque contienen menos moles gaseosos.
El aumento de presión por compresión favorece el lado con menor número de moles gaseosos: dos en los productos frente a cuatro en los reactivos.
- Para H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g), ¿cuál es la expresión de Kc?
Respuesta: c) Kc = [HI]²/([H₂][I₂]).
Los exponentes de la expresión de equilibrio corresponden a los coeficientes estequiométricos de cada especie.
- ¿Qué signo tiene normalmente la variación de entalpía ΔH para una reacción exotérmica a presión constante?
Respuesta: a) Negativo.
Una reacción exotérmica libera calor al entorno y tiene ΔH negativo bajo la convención habitual.
- ¿Qué establece la ley de Hess?
Respuesta: d) Que el cambio de entalpía de una reacción es independiente de la ruta y puede calcularse sumando cambios de etapas.
La entalpía es una función de estado, por lo que su cambio depende de los estados inicial y final.
- ¿Qué indica ΔG < 0 para un proceso a temperatura y presión constantes, considerando el cambio de energía libre apropiado?
Respuesta: b) Que el proceso es termodinámicamente favorable en el sentido considerado, aunque no necesariamente rápido.
Un cambio negativo de energía libre de Gibbs indica favorabilidad termodinámica, pero no establece la velocidad de reacción.
- Una reacción tiene ΔH = −40 kJ y ΔS = −0,10 kJ/K. ¿Cuál es ΔG a 300 K? Usa ΔG = ΔH − TΔS.
Respuesta: e) −10 kJ.
ΔG = −40 − [300 × (−0,10)] = −40 + 30 = −10 kJ.
Sobre este examen
- Preguntas: 10 de opción múltiple con una sola respuesta correcta
- Tiempo recomendado: unos 15 minutos (1,5 min por pregunta)
- Corrección: automática, con explicación de cada respuesta
- Alternativas: a) a e), con una respuesta correcta
Qué evalúa: Practica diez preguntas sobre velocidad de reacción, catalizadores, equilibrio químico, principio de Le Châtelier, entalpía y energía libre.
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