Ejercicio resuelto de Velocidad · Química · 2026

Dada la siguiente reacción:

$2\text{NO}(g)+2{\text{H}}_2(g)\to {\text{N}}_2(g)+2{\text{H}}_2\text{O}(g)$

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	$\mathrm{1,35}\cdot {10}^{-2}$ 2	0,200	0,100	$\mathrm{2,70}\cdot {10}^{-2}$ 3	0,200	0,200	$\mathrm{5,40}\cdot {10}^{-2}$

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

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

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

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Calcule}}\mathbf{\text{el}}\mathbf{\text{orden}}\mathbf{\text{total}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{escriba}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{ecuaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{velocidad.}}\mathbf{\text{(Hasta}}\mathbf{\text{0,8}}\mathbf{\text{puntos)}}$

La ecuación de velocidad tiene la forma

$v=k[\mathrm{N}\mathrm{O}{]}^m[{\mathrm{H}}_2{]}^n$

y cada exponente se obtiene comparando dos experimentos en los que solo cambie una concentración.

Orden respecto del NO, con los experimentos 1 y 2, que comparten la concentración de hidrógeno:

${\displaystyle \frac{v_2}{v_1}}={\displaystyle \frac{\mathrm{2,70}\cdot {10}^{-2}}{\mathrm{1,35}\cdot {10}^{-2}}}=2{\displaystyle \frac{[\mathrm{N}\mathrm{O}{]}_2}{[\mathrm{N}\mathrm{O}{]}_1}}={\displaystyle \frac{\mathrm{0,200}}{\mathrm{0,100}}}=2$

$2=2^m\Rightarrow m=1$

Orden respecto del ${\mathrm{H}}_2$, con los experimentos 2 y 3, que comparten la concentración de NO:

${\displaystyle \frac{v_3}{v_2}}={\displaystyle \frac{\mathrm{5,40}\cdot {10}^{-2}}{\mathrm{2,70}\cdot {10}^{-2}}}=2{\displaystyle \frac{[{\mathrm{H}}_2{]}_3}{[{\mathrm{H}}_2{]}_2}}={\displaystyle \frac{\mathrm{0,200}}{\mathrm{0,100}}}=2$

$2=2^n\Rightarrow n=1$

$v=k[\mathrm{N}\mathrm{O}][{\mathrm{H}}_2]$

El orden total es $m+n=2$. Conviene notar que no coincide con los coeficientes estequiométricos, que son 2 y 2: los órdenes son datos experimentales y no se leen de la ecuación ajustada.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{Halle}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{constante}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{velocidad}}\mathbf{\text{y}}\mathbf{\text{determine}}\mathbf{\text{sus}}\mathbf{\text{unidades.}}\mathbf{\text{(Hasta}}\mathbf{\text{0,8}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Basta despejar $k$ con los datos de cualquiera de los experimentos; se toma el primero:

$k={\displaystyle \frac{v_1}{[\mathrm{N}\mathrm{O}{]}_1[{\mathrm{H}}_2{]}_1}}={\displaystyle \frac{\mathrm{1,35}\cdot {10}^{-2}}{\mathrm{0,100}\cdot \mathrm{0,100}}}={\displaystyle \frac{\mathrm{1,35}\cdot {10}^{-2}}{\mathrm{1,00}\cdot {10}^{-2}}}$

$k=\mathrm{1,35}\mathrm{L}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}\cdot {\mathrm{s}}^{-1}$

Las unidades se deducen exigiendo que $k[\mathrm{N}\mathrm{O}][{\mathrm{H}}_2]$ tenga unidades de velocidad:

$[k]={\displaystyle \frac{\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}\cdot {\mathrm{s}}^{-1}}{(\mathrm{m}\mathrm{o}\mathrm{l}\cdot {\mathrm{L}}^{-1}{)}^2}}=\mathrm{L}\cdot \mathrm{m}\mathrm{o}{\mathrm{l}}^{-1}\cdot {\mathrm{s}}^{-1}$

Se comprueba con el tercer experimento: $\mathrm{1,35}\cdot \mathrm{0,200}\cdot \mathrm{0,200}=\mathrm{5,40}\cdot {10}^{-2}$, que es el dato de la tabla.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{variaci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{concentraci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n}}\mathbf{\text{afecta}}\mathbf{\text{m}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{s}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{velocidad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{reacci}}\acute{\mathbf{\text{o}}}\mathbf{\text{n?}}\mathbf{\text{Razone}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{respuesta.}}\mathbf{\text{(Hasta}}\mathbf{\text{0,4}}\mathbf{\text{puntos)}}$

Lo que mide la influencia de cada reactivo es su orden parcial, porque es el exponente al que aparece su concentración. Aquí ambos órdenes valen 1, de modo que $\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{concentraciones}}\mathbf{\text{influyen}}\mathbf{\text{por}}\mathbf{\text{igual}}$: duplicar la de NO multiplica la velocidad por 2, y duplicar la de hidrógeno también.

Si uno de los órdenes hubiera salido 2, esa concentración sería la determinante, porque al duplicarla la velocidad se cuadruplicaría. No es el caso: los datos de la tabla muestran el mismo factor 2 en las dos comparaciones.