Dada la siguiente reacción: 2\,\text{NO}(g) + 2\,\text{H}_2(g) \longrightarrow \text{N}_2(g) + 2\,\text{H}_2\text{O}(g) variando las concentraciones iniciales de ambos reactivos, se han obtenido los siguientes datos: | Experimento | [\text{NO}] (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}) | [\text{H}_2] (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}) | v_0 (\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}) | |---|---|---|---| | 1 | 0,100 | 0,100 | 1{,}35\cdot 10^{-2} | | 2 | 0,200 | 0,100 | 2{,}70\cdot 10^{-2} | | 3 | 0,200 | 0,200 | 5{,}40\cdot 10^{-2} | a) (0,8 puntos) Calcule el orden total de la reacción y escriba la ecuación de la velocidad. b) (0,8 puntos) Halle la constante de velocidad y determine sus unidades. c) (0,4 puntos) ¿Qué variación de concentración afecta más a la velocidad de reacción? Razone la respuesta.

QuímicaFácil2 pts

Cinética química

Castilla y León · 2026 · Julio

Enunciado

Dada la siguiente reacción:

2\,\text{NO}(g) + 2\,\text{H}_2(g) \longrightarrow \text{N}_2(g) + 2\,\text{H}_2\text{O}(g)

variando las concentraciones iniciales de ambos reactivos, se han obtenido los siguientes datos:

Experimento	$[\text{NO}]$ ( $\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ )	$[\text{H}_2]$ ( $\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ )	$v_0$ ( $\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$ )
1	0,100	0,100	$1{,}35\cdot 10^{-2}$
2	0,200	0,100	$2{,}70\cdot 10^{-2}$
3	0,200	0,200	$5{,}40\cdot 10^{-2}$

a) (0,8 puntos) Calcule el orden total de la reacción y escriba la ecuación de la velocidad.

b) (0,8 puntos) Halle la constante de velocidad y determine sus unidades.

c) (0,4 puntos) ¿Qué variación de concentración afecta más a la velocidad de reacción? Razone la respuesta.

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Resultado

\boxed{\;\text{a)}\ \text{orden 1 en NO y 1 en H}_2,\ \text{total 2};\ v = k\,[\text{NO}]\,[\text{H}_2]\;}

\boxed{\;\text{b)}\ k = 1{,}35\ \text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}\;}

\boxed{\;\text{c)}\ \text{afectan igual: los dos órdenes son 1}\;}

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Estrategia

Es el método de las velocidades iniciales. La ecuación de velocidad tiene la forma

v = k\,[\text{NO}]^\alpha[\text{H}_2]^\beta

, y los órdenes

\alpha

\beta

se obtienen comparando dos experimentos en los que solo cambia la concentración de un reactivo: el cociente de velocidades elimina

k

y la concentración que no varía. Con los órdenes,

k

se despeja de cualquier experimento, y sus unidades salen de exigir que

v

quede en

\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}

Desarrollo

a) Órdenes parciales, orden total y ecuación de velocidad

v = k\,[\text{NO}]^\alpha\,[\text{H}_2]^\beta

Orden respecto al NO (experimentos 1 y 2:

[\text{H}_2]

constante,

[\text{NO}]

se duplica):

\frac{v_2}{v_1} = \frac{k\,(0{,}200)^\alpha(0{,}100)^\beta}{k\,(0{,}100)^\alpha(0{,}100)^\beta} = 2^\alpha = \frac{2{,}70\cdot 10^{-2}}{1{,}35\cdot 10^{-2}} = 2 \;\Rightarrow\; \alpha = 1

Orden respecto al H₂ (experimentos 2 y 3:

[\text{NO}]

constante,

[\text{H}_2]

se duplica):

\frac{v_3}{v_2} = \frac{k\,(0{,}200)^\alpha(0{,}200)^\beta}{k\,(0{,}200)^\alpha(0{,}100)^\beta} = 2^\beta = \frac{5{,}40\cdot 10^{-2}}{2{,}70\cdot 10^{-2}} = 2 \;\Rightarrow\; \beta = 1

La reacción es de orden 1 respecto a cada reactivo y de orden total $1 + 1 = 2$ :

v = k\,[\text{NO}]\,[\text{H}_2]

Los órdenes no coinciden con los coeficientes estequiométricos (2 y 2): se determinan experimentalmente, porque la reacción no transcurre en una sola etapa.

b) Constante de velocidad

Despejando

k

con los datos del experimento 1:

k = \frac{v_1}{[\text{NO}]\,[\text{H}_2]} = \frac{1{,}35\cdot 10^{-2}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}}{(0{,}100\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1})(0{,}100\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1})} = 1{,}35\ \text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}

Los experimentos 2 y 3 dan el mismo valor (

2{,}70\cdot 10^{-2}/0{,}0200

5{,}40\cdot 10^{-2}/0{,}0400

), lo que confirma los órdenes.

Unidades:

\frac{\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}}{(\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})^2} = \text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}

Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)

c) Qué concentración influye más

La influencia de cada reactivo la mide su orden parcial, no su coeficiente estequiométrico. Como los dos órdenes son iguales (1), una misma variación relativa de concentración afecta por igual a la velocidad: duplicar

[\text{NO}]

duplica

v

(experimentos 1 → 2) y duplicar

[\text{H}_2]

también la duplica (experimentos 2 → 3). Ninguna de las dos afecta más que la otra; la velocidad es directamente proporcional a cada una.

Consejo

No escribas la ecuación de velocidad con los coeficientes de la reacción ajustada: aquí te saldría $v = k[\text{NO}]^2[\text{H}_2]^2$ , que los datos desmienten. Los órdenes salen siempre de comparar experimentos en los que solo cambia una concentración.

Para las unidades de $k$ con orden total $n$ : $(\text{mol}\cdot\text{L}^{-1})^{1-n}\cdot\text{s}^{-1}$ . Con $n = 2$ , $\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$ .