QuímicaFácilProblema · 2 pts

Problema resuelto de Química: Cinética químicaSelectividad (PAU) · Comunitat Valenciana 2026 · Julio

También trata: Reacciones orgánicas · Solubilidad y precipitación · Isomería

Enunciado

a) En la reacción

\text{A}(g) + 2\,\text{B}(g) \longrightarrow 2\,\text{C}(g)

, se ha observado que la ley de velocidad es de orden 1 respecto de A y de orden 2 respecto de B. En un experimento se obtiene un valor para la velocidad de reacción de

v = 0{,}3\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}

, cuando

[\text{A}] = 0{,}05\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}

[\text{B}] = 0{,}01\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}

.

a.1) Calcule la constante de velocidad con las unidades correspondientes. (0,5 puntos)

a.2) ¿Es cierto que la velocidad de desaparición de A es igual a la velocidad de aparición de C? Justifique su respuesta. (0,5 puntos)

b) Complete la reacción, nombre los compuestos orgánicos presentes e indique el tipo de reacción de que se trata. (0,5 puntos)

\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{Br} + \text{NaOH} \longrightarrow \textbf{A} + \textbf{B}

Conteste a una de las siguientes cuestiones:

c1) Escriba dos posibles isómeros del propan-1-ol (o 1-propanol) y nómbrelos. (0,5 puntos)

c2) Calcule la solubilidad, en

\text{g}\cdot\text{L}^{-1}

, del cloruro de plata, AgCl, sabiendo que su

K_{ps}

1{,}8\cdot 10^{-10}

. (0,5 puntos)

Datos (de la tabla del examen): masas atómicas (

\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}

): Cl = 35,45; Ag = 107,87.

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Resultado

a.1)

k = 6\cdot 10^4\ \text{L}^2\cdot\text{mol}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}

.

a.2) No: C aparece al doble de velocidad que desaparece A (coeficientes 1 y 2).

b) A = etanol (

\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{OH}

) y B = NaBr, a partir de bromoetano: sustitución.

c1) Propan-2-ol (de posición) y etil metil éter (de función).

c2)

s = 1{,}34\cdot 10^{-5}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1} = 1{,}92\cdot 10^{-3}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

Son cuatro preguntas cortas de temas distintos:

En a.1) se escribe la ley de velocidad con los órdenes que da el enunciado, $v = k[\text{A}][\text{B}]^2$ , y se despeja $k$ ; sus unidades salen de las de $v$ y las concentraciones.
En a.2) la clave son los coeficientes estequiométricos: por cada A que desaparece se forman dos C.
En b) un halogenuro de alquilo con una base fuerte en disolución acuosa: el $\text{OH}^-$ sustituye al bromo y se forma un alcohol.
En c1) un isómero tiene la misma fórmula molecular ( $\text{C}_3\text{H}_8\text{O}$ ) y distinta estructura: se puede cambiar el OH de sitio o cambiar el grupo funcional. En c2), el producto de solubilidad de una sal 1:1 es $s^2$ .

Desarrollo

a.1) Constante de velocidad

La ley de velocidad, con orden 1 en A y 2 en B (orden total 3):

v = k\,[\text{A}]\,[\text{B}]^2 \;\Longrightarrow\; k = \frac{v}{[\text{A}]\,[\text{B}]^2}

k = \frac{0{,}3\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}}{0{,}05\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot(0{,}01\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1})^2} = 6\cdot 10^4\ \text{L}^2\cdot\text{mol}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}

a.2) Velocidades de cada especie

La velocidad de reacción es la misma se mida con la especie que se mida si se divide cada variación entre su coeficiente estequiométrico:

v = -\frac{d[\text{A}]}{dt} = -\frac{1}{2}\,\frac{d[\text{B}]}{dt} = \frac{1}{2}\,\frac{d[\text{C}]}{dt}

Por tanto:

\frac{d[\text{C}]}{dt} = 2\left(-\frac{d[\text{A}]}{dt}\right)

No es cierto: por cada mol de A que desaparece se forman 2 mol de C, así que la velocidad de aparición de C es el doble que la de desaparición de A.

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

b) Reacción del bromoetano con NaOH

El grupo

\text{OH}^-

sustituye al átomo de bromo:

\underset{\text{bromoetano}}{\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{Br}} + \text{NaOH} \longrightarrow \underset{\text{etanol}}{\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\text{OH}} + \text{NaBr}

A es el etanol y B el bromuro de sodio. Es una reacción de sustitución (nucleófila): un átomo o grupo (Br) se reemplaza por otro (OH) sin que cambie la cadena.

c1) Isómeros del propan-1-ol

El propan-1-ol es

\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{CH}_2\text{OH}

, de fórmula

\text{C}_3\text{H}_8\text{O}

. Dos isómeros:

De posición: el OH en el carbono central, $\text{CH}_3\!-\!\text{CHOH}\!-\!\text{CH}_3$ , propan-2-ol (2-propanol).
De función: el oxígeno entre dos carbonos, un éter, $\text{CH}_3\!-\!\text{CH}_2\!-\!\text{O}\!-\!\text{CH}_3$ , etil metil éter (metoxietano).

c2) Solubilidad del AgCl

Equilibrio de solubilidad, con

s

la solubilidad molar:

\text{AgCl}(s) \rightleftharpoons \text{Ag}^+(ac) + \text{Cl}^-(ac) \qquad [\text{Ag}^+] = [\text{Cl}^-] = s

K_{ps} = [\text{Ag}^+][\text{Cl}^-] = s^2 \;\Longrightarrow\; s = \sqrt{K_{ps}} = \sqrt{1{,}8\cdot 10^{-10}} = 1{,}34\cdot 10^{-5}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}

En gramos por litro, con

M(\text{AgCl}) = 107{,}87 + 35{,}45 = 143{,}32\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1}

s = 1{,}34\cdot 10^{-5}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot 143{,}32\ \text{g}\cdot\text{mol}^{-1} = 1{,}92\cdot 10^{-3}\ \text{g}\cdot\text{L}^{-1}

Consejo

En a.1) las unidades de $k$ forman parte de la respuesta: dependen del orden total, y con orden 3 son $\text{L}^2\cdot\text{mol}^{-2}\cdot\text{s}^{-1}$ . Sácalas despejando con las unidades en la cuenta, no de memoria. En b) los criterios reparten la nota: 0,1 por completar la reacción, 0,1 por cada nombre y 0,2 por el tipo de reacción, así que no te dejes ninguno de los tres. En c1), cada isómero cuenta solo si está bien nombrado.