- explicar y utilizar los términos ecuación de velocidad, orden de reacción, orden global de la reacción, constante de velocidad, vida media, etapa determinante de la velocidad e intermedio
- (a) comprender y utilizar ecuaciones de velocidad de la forma $\text{rate} = k [\text{A}]^m[\text{B}]^n$ (para las cuales $m$ y $n$ son 0, 1 o 2) (b) deducir el orden de una reacción a partir de gráficas concentración-tiempo o de datos experimentales relativos al método de velocidades iniciales y al método de la vida media (c) interpretar datos experimentales en forma gráfica, incluidas las gráficas concentración-tiempo y velocidad-concentración (d) calcular una velocidad inicial utilizando datos de concentración (e) construir una ecuación de velocidad
- (a) demostrar comprensión de que la vida media de una reacción de primer orden es independiente de la concentración (b) utilizar la vida media de una reacción de primer orden en cálculos
- calcular el valor numérico de una constante de velocidad, por ejemplo mediante: (a) el uso de las velocidades iniciales y la ecuación de velocidad (b) el uso de la vida media, $t_{\frac{1}{2}}$, y la ecuación $k = 0.693/t_{\frac{1}{2}}$
- para una reacción multietapa: (a) proponer un mecanismo de reacción coherente con la ecuación de velocidad y la ecuación de la reacción global (b) predecir el orden que resultaría de un determinado mecanismo de reacción y etapa determinante de la velocidad (c) deducir una ecuación de velocidad utilizando un determinado mecanismo de reacción y etapa determinante de la velocidad para una reacción dada (d) identificar un intermedio o catalizador a partir de un determinado mecanismo de reacción (e) identificar la etapa determinante de la velocidad a partir de una ecuación de velocidad y un determinado mecanismo de reacción
- describir cualitativamente el efecto del cambio de temperatura sobre la constante de velocidad y, por tanto, sobre la velocidad de una reacción
Cinética de las reacciones
A-Level Química · Tema 26
8:01
Cinética de reacción (A2)
Aquí hay una reacción real: peróxido de hidrógeno reaccionando con iones yoduro en medio ácido. Mira la ecuación balanceada. Usa dos iones yoduro y dos iones de hidrógeno…
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26.1
Ecuaciones de velocidad y órdenes
Syllabus
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Una ecuación de velocidad 速率方程 muestra cómo la velocidad depende de las concentraciones de los reactivos:
- $m$ es el orden de reacción 反应级数 con respecto a A, y $n$ el orden con respecto a B. Cada uno puede ser $0$, $1$ o $2$.
- el orden global de la reacción 总反应级数 es $m + n$.
- $k$ es la constante de velocidad 速率常数. La ecuación de velocidad solo se puede determinar experimentalmente, no a partir de la ecuación balanceada.

Determinación del orden
- método de velocidades iniciales: cambia una concentración a la vez y observa cómo cambia la velocidad inicial. Si al duplicar $[\text{A}]$ se duplica la velocidad, el orden en A es 1; si la velocidad se cuadruplica, el orden es 2; si la velocidad no cambia, el orden es 0.
Ejemplo resuelto. En experimentos sobre $\text{A} + \text{B} \rightarrow$ productos, al duplicar $[\text{A}]$ (con $[\text{B}]$ fijo) se duplica la velocidad, y al duplicar $[\text{B}]$ (con $[\text{A}]$ fijo) se cuadruplica la velocidad. Escribe la ecuación de velocidad y da el orden global.
Al duplicar $[\text{A}]$ se duplica la velocidad, por lo tanto primer orden en A. Al duplicar $[\text{B}]$ se cuadruplica ($2^2$) la velocidad, por lo tanto segundo orden en B. Por consiguiente
- gráficas: una gráfica de concentración–tiempo para una reacción de primer orden tiene una semivida 半衰期 constante (el tiempo para que la concentración se reduzca a la mitad). Una gráfica de velocidad–concentración es una línea recta que pasa por el origen para el primer orden, y una curva para el segundo orden.

Semivida y constante de velocidad
Para una reacción de primer orden, la semivida es constante — no depende de la concentración. Puedes encontrar la constante de velocidad a partir de ella:

Ejemplo resuelto. Una reacción de primer orden tiene una semivida de $120\ \text{s}$. Encuentra su constante de velocidad.
También puedes encontrar $k$ introduciendo datos de velocidad inicial en la ecuación de velocidad.
Ecuaciones de velocidad y órdenes
[A] = [A]₀·bᵗ
Una reacción de primer orden decae exponencialmente — tiene semividas iguales.
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| rate equation/reɪt ɪˈkweɪʒn/ | 速率方程 | sù lǜ fāng chéng |
| order of reaction/ˈɔːdə ɒv rɪˈækʃn/ | 反应级数 | fǎn yìng jí shù |
| overall order of reaction/ˌəʊvəˈrɔːl ˈɔːdə ɒv rɪˈækʃn/ | 总反应级数 | zǒng fǎn yìng jí shù |
| rate constant/reɪt ˈkɒnstənt/ | 速率常数 | sù lǜ cháng shù |
| half-life/hɑːf laɪf/ | 半衰期 | bàn shuāi qī |
26.1
Mecanismos de reacción
La mayoría de las reacciones ocurren en varios pasos. El paso más lento es el paso determinante de la velocidad 决速步骤, y controla la velocidad global. Solo las especies involucradas hasta e incluyendo este paso aparecen en la ecuación de velocidad.

- un intermediario 中间体 es una especie que se forma en un paso y luego se consume en un paso posterior. No aparece en la ecuación global.
- puedes proponer un mecanismo que se ajuste tanto a la ecuación de velocidad como a la ecuación global, predecir el orden a partir de un mecanismo dado, o identificar el paso determinante de la velocidad.
Si comparas la velocidad inicial 初始速率 de diferentes mezclas, puedes deducir la ecuación de velocidad y, a partir de ella, establecer el mecanismo.
Efecto de la temperatura
Aumentar la temperatura incrementa la constante de velocidad $k$ (más moléculas superan la energía de activación), por lo que la velocidad aumenta.
Ruta de mecanismo orgánico
Rastrear el movimiento del par de electrones desde el reactivo hasta el producto.
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| rate-determining step/reɪt dɪˈtɜːmɪnɪŋ step/ | 决速步骤 | jué sù bù zhòu |
| intermediate/ˌɪntəˈmiːdɪət/ | 中间体 | zhōng jiān tǐ |
| initial rate/ɪˈnɪʃl reɪt/ | 初始速率 | chū shǐ sù lǜ |
26.2
Catalizadores
Syllabus
- explicar que los catalizadores pueden ser homogéneos o heterogéneos
- describir el modo de acción de un catalizador heterogéneo, lo que incluye la adsorción de reactivos, el debilitamiento de enlaces y la desorción de productos, por ejemplo: (a) hierro en el proceso Haber (b) paladio, platino y rodio en la eliminación catalítica de óxidos de nitrógeno de los gases de escape de los motores de automóviles
- describir el modo de acción de un catalizador homogéneo al ser utilizado en una etapa y regenerado en una etapa posterior, por ejemplo: (a) óxidos de nitrógeno atmosféricos en la oxidación del dióxido de azufre atmosférico (b) $\text{Fe}^{2+}$ o $\text{Fe}^{3+}$ en la reacción entre $\text{I}^- / \text{S}_2\text{O}_8^{2-}$
Fuente: Plan de estudios Cambridge International
Los catalizadores 催化剂 pueden ser homogéneos o heterogéneos.
Catalizadores heterogéneos
Un catalizador heterogéneo 多相催化剂 está en un estado físico diferente al de los reactivos (generalmente un sólido con gases). Funciona en tres etapas:
- adsorción 吸附: las moléculas de reactivo se adhieren a la superficie del catalizador.
- los enlaces en los reactivos se debilitan, por lo que reaccionan más fácilmente.
- desorción 脱附: las moléculas de producto abandonan la superficie.


Ejemplos son el hierro en el proceso Haber, y el platino, paladio y rodio en un convertidor catalítico.
Catalizadores homogéneos
Un catalizador homogéneo 均相催化剂 está en el mismo estado físico que los reactivos. Se consume en un paso y luego se regenera en un paso posterior, por lo que vuelve sin cambios. Ejemplos son los óxidos de nitrógeno ayudando a oxidar el dióxido de azufre atmosférico, y $\text{Fe}^{2+}$ o $\text{Fe}^{3+}$ acelerando la reacción entre $\text{I}^-$ y $\text{S}_2\text{O}_8^{2-}$.
Cómo un catalizador acelera una reacción
Activa el catalizador y observa cómo aumenta la velocidad: proporciona más colisiones efectivas por segundo al ofrecer un camino de menor energía.
| Inglés | Chino | Pinyin |
|---|---|---|
| catalyst/ˈkætəlɪst/ | 催化剂 | cuī huà jì |
| heterogeneous catalyst/ˌhetrəˈdʒiːnɪəs ˈkætəlɪst/ | 多相催化剂 | duō xiāng cuī huà jì |
| adsorption/ədˈsɔːpʃn/ | 吸附 | xī fù |
| desorption/dɪˈsɔːpʃn/ | 脱附 | tuō fù |
| homogeneous catalyst/həˈməʊdʒnɪəs ˈkætəlɪst/ | 均相催化剂 | jūn xiāng cuī huà jì |
26.2
Consejos para el examen
- Encuentra los órdenes a partir de datos de velocidad inicial: duplicar una concentración que duplica la velocidad es primer orden, la cuadruplica es segundo orden, y si no hay cambio es orden cero.
- Escribe $\text{rate} = k[\text{A}]^m[\text{B}]^n$ y calcula las unidades de $k$ a partir de ella.
- El paso determinante de la velocidad contiene las especies (y órdenes) de la ecuación de velocidad — usa esto para verificar un mecanismo.
- Una semivida constante indica un primer orden.
Lecciones interactivas sobre este tema
Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.