QuiV249_92

�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ25 — Energias de ligação p. 49

2

1 (Uni-Rio-RJ) Os romanos utilizavam CaO como argamassa nas construções rochosas. O CaO era misturado com água, produzindo Ca(OH)2, que reagia lentamente com o CO‚ atmosférico, dando calcário: Ca(OH)2(s) 1 CO2(g) → CaCO3(s) 1 H2O(g)

Substância DH0f (kJ/mol)

Ca(OH)2(s) 2986,1

CaCO3(s) 21 206,9

CO2(g) 2393,5

H2O(g) 2241,8

2 (UEL-PR) H2(g) → 2 H(g)Dado: massa molar do H 5 1 g/molConsidere os seguintes diagramas da variação de entalpia para a reação acima:

Qual dos diagramas corresponde à reação?a) I c) III e) Vb) II d) IV

H H2(g)

I

2H(g)

dH

H 2 H(g)

II

H2(g)

dH

H H2(g)

IV

2H(g)

dH

H

H2(g) # 2H(g)

V

H 2 H(g)

III

H2(g)

dH

A partir dos dados da tabela, a variação de entalpia da reação, em kJ/mol, será igual a:a) 1138,2 d) 2220,8b) 169,1 e) 22 828,3c) 269,1

Resolução:Reação: Ca(OH)2(s) 1 CO2(g) → CaCO3(s) 1 H2O(g)

DHreação 5 DHfprodutos 2 DHfreagentes

DHreação 5 (21 206,9) 1 (2241,8) 2 [(2986,1) 1 (2393,5)]

DHreação 5 269,1 kJ

Resolução:A quebra de ligações químicas é um processo endotérmico.

�

p. 50

3 (Fuvest-SP) Com base nos dados da tabela,

Ligação Energia de ligação (kJ/mol)

H H 436

C, C, 243

H C, 432

pode-se estimar que o DH da reação representada por H2(g) 1 C,2(g) → 2 HC,(g),dado em kJ por mol de HC,(g), é igual a:a) 292,5 c) 2247 e) 192,5b) 2185 d) 1185

4 (Mack-SP) A variação de entalpia para a reação dada pela equação: 4 HC,(g) 1 O2(g) → 2 H2O(g) 1 2 C,2(g) é:Dados: (Energia de ligação em kcal/mol)H C, → 103,1 O l O → 119,1H O → 110,6 C, C, → 57,9a) 11 089,2 kcal c) 226,7 kcal e) 2114,8 kcalb) 2467,4 kcal d) 1911,8 kcal

Resolução: H H(g) 1 C, C,(g) → 2 H C,(g)

DH 5 1436 1243 12 (2432) DH 5 2185 kJ 2 mol HC, 2185 kJ 1 mol HC, x x 5 292,5 kJ

Resolução:DH 5 4 H C,(g) 1 O O(g) → 2 H O H(g) 1 2 C, C,(g)

DH 5 4 (1103,1) 1 119,1 1 4(2110,6) 1 2(257,9) 5 226,7 kcal

�

6 (Mack-SP) Dadas as energias de ligação em kcal/mol, H H: 104,0Br Br: 45,0 H Br: 87,0 o DH da reação 1

2Br2H2

12

1 → HBr é igual a:a) 162,0 kcal c) 212,5 kcal e) 2161,5 kcalb) 1149,0 kcal d) 2236,0 kcal

5 (UFMG) Metano, o principal componente do gás natural, é um importante combustível industrial. A equação balanceada de sua combustão está representada na figura adiante. Consideram-se, ainda, as seguintes energias de ligação, em kJ mol21:E (C H) 5 416E (C l O) 5 805E (O l O) 5 498E (O H) 5 464Utilizando-se os dados anteriores, pode-se estimar que a entalpia de combustão do metano, em kJ mol21, é

a) 22 660 c) 2122b) 2806 d) 122

C (g) � 2 O l O(g) # O l C l O(g) � 2 O (g)

HH

H

H

HH

Resolução:DH 5 4 (1416) 1 2 (1498) 1 2 (2805) 1 4 (2464)DH 5 2806 kJ mol21

Resolução:12

H Br

104,0) 45,0) 8

2 21

D 5 1 1 1 1 2

12

12

12

→ HBr

H ( ( ( 77,0)

12,5 kcalD 5 2H

�

8 (Fuvest-SP) Pode-se conceituar energia de ligação química como sendo a variação de entalpia (DH) que ocorre na quebra de 1 mol de uma dada ligação.Assim, na reação representada pela equação: NH3(g) → N(g) 1 3 H(g) DH 5 1 170 kJ/mol NH3

são quebrados 3 mols de ligação N H, sendo, portanto, a energia de ligação N H igual a 390 kJ/mol.Sabendo-se que na decomposição: N2H4(g) → 2 N(g) 1 4 H(g) DH 5 1 720 kJ/mol N2H4

são quebradas ligações N N e N H, qual o valor, em kJ/mol, da energia de ligação N N?a) 80 c) 344 e) 1 330b) 160 d) 550

7 (Uni-Rio-RJ) O gás cloro (C,2), amarelo-esverdeado, é altamente tóxico. Ao ser inalado, reage com a água existente nos pulmões, formando ácido clorídrico (HC,), um ácido forte capaz de causar graves lesões internas, conforme a seguinte reação:

C,2(g) 1 H2O(g) → HC,(g) 1 HC,O(g)

Ligação Energia de ligação (kJ/mol; �5 °C e � atm)

C, C, 243

H O 464

H C, 431

C, O 205

Utilizando os dados constantes na tabela anterior, marque a opção que contém o valor correto da variação de entalpia verificada, em kJ/mol.a) 1104 c) 152 e) –104b) 171 d) 271

Resolução:Equação da reação envolvida: C, C, (g) 1 H O H(g) → H C,(g) 1 H O C,(g)

DH 5 (1243) 1 2 (1464) 1 (2431) 1 (2464) 1 (2205) DH 5 171 kJ

Resolução:Reação: H N N H → 2 N(g) 1 4 H(g) DH 5 1 720 kJ H H4 (1390) 1 x 5 1 720x 5 160 kJ

5

9 (Unimep-SP) Calcule o DH0 em kcal/mol, a 25 °C, para:1 Fe2O3(s) 1 1 CO(g) → 2 FeO(s) 1 1 CO2(g)

Dados os calores de formação em kcal/mol:

DH0f

Fe2O3(s) 5 –196,50

DH0f

CO(g) 5 –26,41

DH0f

FeO(s) 5 –63,80

DH0f

CO2(g) 5 –94,05

a) 12,60 c) 6,30 e) 37,50b) 1,26 d) 9,80

10 (Fuvest-SP) Dadas as seguintes energias de ligação, em quilojoules por mol de ligações (valores absolutos):

N m N: 945,4 H H: 436,0 N H: 391,0calcule o calor (em quilojoules por mol de NH3(g)) envolvido na reação representada por:

1 N2(g) 1 3 H2(g) → 2 NH3(g)

Resolução:

D 5 2

D 5 D 1 D 2 D

H

H [2 [

H H

H H Hp r

FeO CO Fe2 2] OO COH

31 D

D 5 2 1 2 2 2 1 2

]

( ( [ (H [2 63,8) 94,05)] 196,5 226,41)]

H 221,65) 222,91)

H 1,26 kcal

D 5 2 2 2

D 5 1

( (

Resolução:

Cálculo da variação de entalpia.

DHH Hligações rompidas ligações formad5 D 1 D aas

H [(1 N N) (3 H H) N H)

H [1

D 5 1 1

D 5 1

m [ ]

(

6

9945,4)] [3 436,0) 391,0)]

H 2 253,4

1 1 1 2

D 5

( ] [ (6

11 2

D 5 2

( 2 346,0)

H 92,6 kJ

2 mol de NH 923(g) ,,6 kJ

1 mol de NH x

92,62

46,3

3(g)

⇒x x5

51 kkJ

H 46,3 kJ/mol de NH3(g)D 5 2

�


QuímicaQ26 — Entropia e energia livre p. 58

2

1 (UFRN) Um béquer de vidro, com meio litro de capacidade, em condições normais de temperatura e pressão, contém 300 mL de água líquida e 100 g de gelo em cubos.Durante o processo de fusão do gelo nas condições do sistema descrito no texto (273 K e 1,0 atm), deve ocorrera) aumento de entropia e diminuição de entalpia. c) diminuição de entropia e aumento de entalpia.b) diminuição de entalpia e de entropia. d) aumento de entalpia e de entropia.

2 (PUC-RS) O melhor critério para traduzir a espontaneidade ou não de um processo químico é a sua variação de:a) energia livre. c) entalpia. e) energia interna.b) entropia. d) temperatura.

3 (Unifor-CE) Colocando-se em ordem crescente de organização (diminuição de entropia) das partículas constituintes dos materiais: I. açúcarcomumII. gasolinaIII. artêm-se, nas condições ambiente,a) III, II e I c) II, I e III e) I, II e IIIb) II, III e I d) I, III e II

Resolução:A transformação de água sólida (gelo) em água líquida é endotérmica. Ocorre, portanto, com aumento de entalpia.A fusão da água ocorre, também, com aumento do grau de desordem do sistema: aumento de entropia.

Resolução:O sistema mais organizado é o formado por açúcar comum (fase sólida). O sistema de maior grau de desordem é o formado por ar (mistura de substâncias na fase gasosa). A gasolina é um sistema de organização intermediária (mistura de substâncias na fase líquida).

�

4 (UFC-CE) “Um estado mental agitado e perturbado resultará em vibrações não-harmônicas, desorganizadas e aleatórias das células cerebrais. Isto quer dizer que neste estado há uma predominância da entropia à custa de energia livre.”Harbans Arora, no texto acima, do seu livro Ciência Moderna sob a Luz da Yoga Milenar, p. 29, faz um paralelismo entre os estados energéticos termodinâmicos (entropia e energia livre) e os estados mentais.Marque a(s) alternativa(s) correta(s):01. Em termodinâmica, um estado energético de partículas como átomos e moléculas pode ser caracterizado pelos parâmetros: entropia e energia livre.02. A entropia é a medida da desordem de um sistema.04. Quanto mais desorganizado for o sistema, maior será a sua entropia.08. Em sintonia com o texto, em um estado mental relaxado e pacífico predominam as vibrações harmônicas das células cerebrais, resultando em uma diminuição da entropia.

5 (UFPE) Considere as equações químicas escritas a seguir.(I) C,2(g)1H2O(,)→HC,(aq)1HC,O(aq)(II) 4NH3(g)15O2(g)→4NO(g)16H2O(g) DG52960kJ ? mol21

(III)Fe2O3(s)12A,(s)→A,2O3(s)12Fe(s) DH052851,5kJCom base nos dados acima, pode-se afirmar que:( ) (I) representa uma reação onde ocorre aumento de entropia.( ) (II) representa uma reação química espontânea.( ) todas as equações representam reações de oxi-redução.( ) (III) representa uma reação química fortemente endotérmica, nas condições-padrão.( ) as três equações acima são equações termoquímicas.

Resolução:Todas as alternativas estão corretas.Resposta: soma 5 15.

Resolução:Falsa. Na reação I, C,2(g) – substância com alta entropia – está dando origem a substâncias em meio aquoso – menor entropia. Nessa transformação, portanto, há diminuição de entropia.Verdadeira. Toda reação com DG , 0 é espontânea.Verdadeira. Em todas as reações há elementos que alteram seus números de oxidação.Falsa. A reação apresenta DH , 0. Trata-se, portanto, de uma reação exotérmica.Falsa. Apenas II e III são equações termoquímicas.

FVVFF

�

6 (PUC-SP) A 25 °C e 1 atm têm-se:DH de formação do CO2 5 294,1 kcal mol21

DH de formação de H2O 5 268,3 kcal mol21

DH de combustão do C2H2 5 2310,6 kcal mol21

DS de formação do C2H2 5 20,048 kcal mol21

Escolha entre as alternativas relacionadas na tabela a seguir a que completa, adequadamente, a afirmação:A 25 °C e 1 atm, DH de formação do C2H2 é ______, DG é ______, portanto o processo é ______

DH kcal mol2� DG kcal mol2� Espontaneidade

a) 154,1 268,4 espontâneo

b) 254,1 168,4 não espontâneo

c) 154,1 168,4 não espontâneo

d) 254,1 255,3 espontâneo

e) 154,1 155,3 não espontâneo

7 (Unitau-SP) Temos a reação:2 C,O(g) → C,2(g) 1 O2(g) DH 5 218,20 cal

Pode-se afirmar, apenas com estes dados, que:a) a reação é espontânea.b) a reação não é espontânea.c) a reação será espontânea se DS for positivo.d) a reação somente será espontânea em temperaturas abaixo de 0 °C.e) a reação somente será espontânea em temperaturas acima de 0 °C.

Resolução:Para a reação de combustão do acetileno (C2H2):

1 C2H2(g) 1 5/2 O2(g) → 2 CO2(g) 1 1 H2O(v)

DHreação 5 DHfprodutos 2 DHfreagentes

DH 5 [2(294,1) 1 (268,3)] 2 [DHfacetileno]

2310,6 5 [2188,2 2 68,3] 2 DHfacetileno

DHfacetileno 5 154,1 kcal

DG 5 DH 2 TDSDG 5 54,1 2 298 (20,048) DG 5 68,4 kcal mol21 A formação do acetileno é não-espontânea pois apresenta DG . 0.

Resolução:A reação que apresenta DH negativo e DS positivo tem, também, DG negativo poisDG 5 DH 2 TDS e é, portanto, espontânea.

�


QuímicaQ27 — Cinética química p. 64

2

1 (Cesgranrio-RJ) O gráfico a seguir representa a variação das concentrações das substâncias X, Y e Z durante a reação em que elas tomam parte.

A equação que representa a reação é:a) X 1 Z → Y c) X → Y 1 Z e) Z → X 1 Yb) X 1 Y → Z d) Y → X 1 Z

Z

Y

X

Concentração

Tempo

Resolução:Como mostra o gráfico, a concentração de Z vai diminuindo ao longo do tempo. Isso ocorre porque Z é reagente. As concentrações de X e Y vão aumentando ao longo do tempo. Portanto, X e Y são produtos da reação.

�

2 (PUC-SP) Considere o experimento realizado para estudar a reação de Ca e de Li com água:– pesou-se 0,05 g de cada metal e fez-se separadamente a reação com água em excesso.– mediu-se o volume de hidrogênio liberado a cada 15 segundos.Com os dados obtidos, construiu-se o gráfico a seguir:

Sabendo-se que o volume molar do H2 nas condições do experimento é de 24 litros, assinale a afirmativa INCORRETA.a) A curva A refere-se ao Li e a curva B ao Ca.b) As velocidades das duas reações não são constantes.c) A velocidade média de produção de hidrogênio é maior na reação de Ca com água.d) A relação entre as quantidades de Li e de Ca, em mols, deverá ser de 2 : 1, para produzir a mesma massa

de hidrogênio.e) A relação entre as massas de Ca e de Li deverá ser de 20 : 7 para que, em iguais condições de T e P, os

volumes de hidrogênio liberados sejam iguais.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

A

B

Volu

me

de

hid

rogê

nio

(mL)

0 1 2 3tempo após o início da reação (minuto)

Resolução:Como mostra o gráfico, a velocidade média de produção de hidrogênio é maior na reação de Li com água (curva A).

�

3 (UFMG) A água oxigenada, H2O2, decompõe-se para formar água e oxigênio, de acordo com a equação:

H O H O O g2 2 2 2

12

( ) ( ) ( ), ,→ 1

A velocidade dessa reação pode ser determinada recolhendo-se o gás em um sistema fechado, de volume constante, e medindo-se a pressão do oxigênio formado em função do tempo de reação.Em uma determinada experiência, realizada a 25 °C, foram encontrados os resultados mostrados no gráfico.

Considerando-se o gráfico, pode-se afirmar que a velocidade de decomposição da água oxigenadaa) é constante durante todo o processo de decomposição.b) aumenta durante o processo de decomposição.c) tende para zero no final do processo de decomposição.d) é igual a zero no início do processo de decomposição.

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

Pre

ssão

de

oxig

ênio

/atm

0 50 100 15025 75 125tempo de reação/minutos

Resolução:Equação da reação que ocorre: H2O2(aq) → H2O(,) 1 ½ O2(g)

A partir de 110 minutos (aproximadamente), o volume de oxigênio gasoso permanece constante. Isso ocorre porque a reação pára de liberar oxigênio, ou seja, a velocidade de decomposição da água oxigenada tende a zero.

�


QuímicaQ28 — Energia de ativação p. 68

2

1 (Cesgranrio-RJ) Dado o diagrama de entalpia para a reação X 1 Y → Z a seguir, a energia de ativação para a reação inversa Z → X 1 Y é:

a) 60 kcal c) 25 kcal e) 0 kcalb) 35 kcal d) 10 kcal

�35

0

�25

H (kcal)

Z

X � Y

Resolução:A energia de ativação da reação Z → X 1 Y corresponde a: 125 2 (235) 5 60 kcal.

�

2 (UFRGS-RS) O gráfico a seguir refere-se a uma reação genéricaA 1 B → R 1 S

A partir das informações contidas no gráfico, é possível afirmar que a reação em questão possui uma energia de ativação de Arrhenius de aproximadamentea) 5 kcal/mol c) 20 kcal/mol e) 40 kcal/molb) 15 kcal/mol d) 25 kcal/mol

5

10

15

20

25

30

35

40

Ene

rgia

(kca

l/mol

)

Caminho da reação

�

3 (UFMG) O gráfico a seguir representa a variação de energia potencial quando o monóxido de carbono, CO, é oxidado a CO2 pela ação do NO2, de acordo com a equação: CO(g) 1 NO2(g) → CO2(g) 1 NO(g)

Com relação a esse gráfico e à reação acima, a afirmativa FALSA éa) a energia de ativação para a reação direta é cerca de 135 kJmol21.b) a reação inversa é endotérmica.c) em valor absoluto, o DH da reação direta é cerca de 225 kJmol21.d) em valor absoluto, o DH da reação inversa é cerca de 360 kJmol21.e) o DH da reação direta é negativo.

�50

H/kJmol�1

Extensão da reação

�100

�150

�200

�250

0

50

100

150

200

CO � NO2

CO2 � NO

Resolução:O DH da reação inversa (CO2 1 NO → CO 1 NO2) corresponde a, aproximadamente, 220 kJ ? mol21.

�


QuímicaQ29 — Velocidade da reação p. 76

2

1 (Mack-SP) O esquema mostra observações feitas por um aluno, quando uma chapa de alumínio foi colocada em um tubo de ensaio, contendo solução aquosa de HC,.

Nessa experiência, ocorre o desprendimento de um gás e a formação de um sal. A respeito dela é correto afirmar que:a) a frio, a reação é forte e processa-se instantaneamente.b) o sal formado é insolúvel.c) o gás formado é o oxigênio.d) a reação é acelerada quando o sistema é aquecido.e) a velocidade da reação não se altera com o aumento de temperatura.

d

Resolução:O aumento de temperatura faz com que a velocidade da reação seja maior.

�

3 (PUC-MG) A tabela a seguir mostra situações experimentais realizadas por um estudante sobre a reação:Zn(s) 1 2 HC,(aq) → ZnC,2(aq) 1 H2(g).

Experiências Massa de Zn (g) Forma do Zn Conc. do ácido em mol/L Temperatura (°C)

I 1,0 barra 0,2 20

II 1,0 pó 0,2 60

III 3,0 pó 0,2 20

IV 3,0 barra 0,5 60

V 3,0 pó 0,5 60

Assinale a experiência em que a reação entre o metal zinco e a solução de ácido clorídrico se processou com maior rapidez:a) I c) III e) Vb) II d) IV

2 (UFMG) Três experimentos foram realizados para investigar a velocidade da reação entre HC, aquoso diluído e ferro metálico. Para isso, foram contadas, durante 30 segundos, as bolhas de gás formadas imediatamente após os reagentes serem misturados.Em cada experimento, usou-se o mesmo volume de uma mesma solução de HC, e a mesma massa de ferro, variando-se a forma de apresentação da amostra de ferro e a temperatura.O quadro indica as condições em que cada experimento foi realizado.

Experimento Ferro (� g) Temperatura

I prego 40 °C

II prego 20 °C

III palhinha de aço 40 °C

Assinale a alternativa que apresenta os experimentos na ordem crescente do número de bolhas observado.a) II, I, III c) I, II, IIIb) III, II, I d) II, III, I

Resolução:A ordem crescente do número de bolhas observado corresponde à ordem crescente da quantidade de hidrogênio gasoso produzido e, portanto, à ordem crescente da velocidade da reação.A reação mais lenta é a II: o ferro está presente na forma de prego (oferece menor superfície de contato para a reação) e a temperatura é a mais baixa.A reação mais rápida é a III: o ferro está presente na forma de palhinha de aço (maior área de contato) e a temperatura é a mais elevada.A reação II apresenta velocidade compreendida entre a II e a III.

Resolução:Na experiência V há maior massa de zinco metálico para reagir, o zinco oferece uma maior superfície de contato para a reação, o ácido clorídrico está mais concentrado e a temperatura da reação é maior. Todos esses fatores contribuem no sentido de que a reação se processe em menor tempo (com maior rapidez).

�

5 (UFMG) Quando, num avião voando a grande altitude, ocorre despressurização, máscaras de oxigênio são disponibilizadas para passageiros e tripulantes. Nessa eventualidade, no interior do aparelho, a atmosfera torna-se mais rica em oxigênio. É importante, então, que não se produzam chamas ou faíscas elétricas, devido ao risco de se provocar um incêndio.Nesse caso, o que cria o risco de incêndio éa) a liberação de mais energia nas reações de combustão.b) a natureza inflamável do oxigênio.c) o aumento da rapidez das reações de combustão.d) o desprendimento de energia na vaporização do oxigênio líquido.

4 (Fatec-SP) O aumento da temperatura provoca o aumento da rapidez das transformações químicas.Assinale a alternativa que mostra o gráfico obtido quando se representa o tempo necessário para que uma transformação química se complete, em função da temperatura.a) c) e)

b) d)

temperatura

tempo

temperatura

tempo

temperatura

tempo

temperatura

tempo

temperatura

tempo

Resolução:O aumento da temperatura provoca uma diminuição do tempo necessário para que uma transformação química se complete.

Resolução:A presença de uma atmosfera mais rica em oxigênio (comburente) aumenta o risco de incêndio.

�

Coordenada da reação

dHcurva II

curva I

H2C l CHCH3�

H2

H3CCH2CH3

6 (UFMG) As curvas I e II representam caminhos possíveis para a reação de hidrogenação do propeno.

a) INDIQUE a curva que corresponde ao caminho da reação mais rápida.b) ESCREVA o fator responsável por essa diferença de velocidade.c) COMPARE os complexos ativados formados nos dois caminhos da reação.d) A reação ocorre pelos dois caminhos no mesmo sistema? JUSTIFIQUE sua resposta.

Resolução:a) A reação mais rápida corresponde à curva I.b) A menor energia de ativação.c) O complexo ativado correspondente à curva I é mais estável (tem menor conteúdo energético). O

complexo ativado correspondente à curva II é mais energético.d) A reação ocorre apenas por um dos caminhos do sistema. Se a reação for catalisada, ela ocorrerá

pelo caminho que corresponde à curva I. Se não houver catalisador, a reação ocorrerá pelo caminho que corresponde à curva II.

�


QuímicaQ30 — Lei da ação das massas p. 82

2

1 (UFRGS-RS) Uma reação é de primeira ordem em relação ao reagente A e de primeira ordem em relação ao reagente B, sendo representada pela equação: 2 A(g) 1 B(g) → 2 C(g) 1 D(g)Mantendo-se a temperatura e a massa constantes e reduzindo-se à metade os volumes de A(g) e B(g), a velocidade da reaçãoa) duplica. c) quadruplica. e) fica quatro vezes menor.b) fica reduzida à metade. d) fica oito vezes maior.

2 (PUC-MG) A seguir estão representadas as etapas da reação: H2 1 Br2 → 2 HBr I. Br2→Br•1Br•(etaparápida) II. H21Br•→HBr1H•(etapalenta)III. H•1Br2→HBr1Br•(etaparápida)IV. Br•1Br•→Br2(etaparápida) V. H•1H•→H2(etaparápida) A velocidade da reação é determinada pela etapa:a) I c) III e) Vb) II d) IV

Resolução:A equação da velocidade da reação é: v 5 k [A] ? [B]Se as concentrações de A e B forem, respectivamente, x e y temos: v 5 k x ySe massas iguais de A e de B têm seus volumes reduzidos à metade, suas concentrações estão sendo multiplicadas por 2. Nesse caso, as concentrações de A e de B serão, respectivamente, 2x e 2y, e v 5 k 2x ? 2y 5 4 k x y.Portanto, a velocidade da reação foi quadruplicada.

Resolução:A velocidade de uma reação é determinada pela etapa lenta.

�

3 (Uni-Rio-RJ) Num laboratório, foram efetuadas diversas experiências para a reação: 2 H2(g) 1 2 NO(g) → N2(g) 1 2 H2O(g)Com os resultados das velocidades iniciais obtidos, montou-se a seguinte tabela:

EXPER. [H�] [NO] V (mol ? L2� ? S2�)

1 0,10 0,10 0,10

2 0,20 0,10 0,20

3 0,10 0,20 0,40

4 0,30 0,10 0,30

5 0,10 0,30 0,90

Baseando-se na tabela anterior, podemos afirmar que a lei de velocidade para a reação é:a) v 5 k ? [H2] c) v 5 k ? [H2] [NO] e) v 5 k ? [H2] [NO]2

b) v 5 k ? [NO] d) v 5 k ? [H2]2 [NO]

4 (ITA-SP) Uma certa reação química é representada pela equação: 2 A(g) 1 2 B(g) → C(g)onde "A", "B" e "C" significam as espécies químicas que são colocadas para reagir. Verificou-se experimentalmente numa certa temperatura que a velocidade desta reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie "A", mas não depende das concentrações das espécies "B" e "C". Assinale a opção que contém, respectivamente, a expressão CORRETA da velocidade e o valor CORRETO da ordem da reação.a) v 5 k [A]2 [B]2 e 4 c) v 5 k [A]2 [B]2 e 2 e) v 5 k [A]2 e 2b) v 5 k [A]2 [B]2 e 3 d) v 5 k [A]2 e 4

Resolução:Analisando-se as experiências 1 e 2 observa-se que, dobrando-se a concentração de H2 a velocidade da reação dobra. Isso significa que a velocidade da reação é diretamente proporcional à concentração de H2.Analisando-se as experiências 1 e 3 observa-se que, dobrando-se a concentração de NO a velocidade da reação quadruplica. Isso significa que a velocidade da reação é diretamente proporcional ao quadrado da concentração de NO.

Resolução: v 5 k [A]2 ? [B]0

2: ordem da reação[B]0 : vale sempre 1 (a velocidade não depende da concentração de B)[A]2 : quando dobra a concentração de A, quadruplica a velocidade.

�

5 (UEL-PR) O gráfico a seguir mostra o que acontece com a velocidade (V) de determinada reação química quando se altera a concentração inicial (C) de determinado reagente.

Na equação da velocidade da reação, o expoente da concentração do reagente deve sera) 4 c) 2 e) 0b) 3 d) 1

6 (Fatec-SP) Tiossulfato de sódio e ácido clorídrico interagem segundo a equação: S2O3

22(aq) 1 2 H1(aq) → SO2(g) 1 H2O 1 S(s)A transformação é sinalizada pelo surgimento de um precipitado de enxofre que transmite à solução uma certa turbidez. O estudo experimental da transformação foi feito cronometrando o tempo necessário para a formação de uma quantidade fixa de enxofre capaz de encobrir uma cruz feita numa folha de papel. Os seguintes dados foram coletados:

Experiência [H1] mol/L2� [S�O��2] mol/L2�

Velocidade mol/L2�s2�

1 3 0,250 4,0 3 1022

2 3 0,125 2,0 3 1022

3 3 0,0625 1,0 3 1022

4 2,4 0,250 4,0 3 1022

5 1,2 0,250 4,0 3 1022

A análise dos dados permite concluir que a velocidade da reação:a) é diretamente proporcional ao produto [H1]2 3 [S2O3

22].b) é diretamente proporcional ao quadrado da concentração de H1.c) é diretamente proporcional ao quadrado da concentração de S2O3

22.d) independe da concentração do reagente tiossulfato.e) independe da concentração do reagente H1.

C

V

Resolução:O gráfico mostra que a velocidade independe da concentração do reagente: v 5 k [ ]0.

Resolução:Como pode ser observado analisando-se as experiências 4 e 5, a velocidade da reação não depende da concentração de H11.

�

7 (PUC-RJ) As velocidades iniciais da decomposição do aldeído acético (CH3CHO) foram medidas para as concentrações iniciais de 0,10 mol/L e 0,20 mol/L e apresentaram os valores de 0,02 mol/L ? s e 0,08 mol/L ? s, respectivamente. A ordem da reação em relação ao aldeído acético é:

a) c) e)

b) d)

12

2 3

1 32

8 (UFF-RJ) Considere a reação: M(g) 1 N(g) → O(g)Observa-se, experimentalmente, que, dobrando-se a concentração de N, a velocidade de formação de O quadruplica e, dobrando-se a concentração de M, a velocidade da reação não é afetada.A equação da velocidade v desta reação é:a) v 5 k [M]2 c) v 5 k [M] e) v 5 k [M] [N]2

b) v 5 k [N]2 d) v 5 k [M] [N]

Resolução:v 5 k [CH3CHO]a

Dobrando-se a concentração de aldeído acético, a velocidade da reação quadruplica. Portanto, a 5 2. A reação é de ordem 2.

Resolução:v 5 k [M]a ? [N]b

Dobrando-se a concentração de N a velocidade quadruplica: b 5 2.Dobrando-se a concentração de M a velocidade não é afetada: a 5 0.Portanto: v 5 k [N]2.

�


QuímicaQ32 — Constante de equilíbrio: Kp p. 92

2

1 (UFES) Considere a reação hipotética A 1 2 B B C. O gráfico abaixo representa a variação da concentração de reagentes e produtos em função do tempo à temperatura constante.

Con

cent

raçã

o

1

20 4 6

C

A

B

81

t1 t2

3 5 7

2

3

Tempo (t)

2 (UEL-PR) Para a reação representada por 3 Fe(s) 1 4 H2O(g) B Fe3 O4(s) 1 4 H2(g) a constante de equilíbrio KP é expressa pela equação:Dado: p 5 pressão parcial

a) c) e)

b)

K p Kp

PK

p

p

K p

P H PFe

Fe OP

H

H O

P

5 5 5

5

2

3 4

2

2

4

4

4

HH P

H Fe O

H O Fe

Kp p

p p2

2 3 4

2

0

4

4 3d) 5

Baseado no gráfico, pode-se afirmar:a) Quando t1 , t , t2, a reação atinge o equilíbrio.b) Quando t . t2, a reação atinge o equilíbrio.c) A velocidade inicial de consumo de A é maior que a

velocidade inicial de consumo de B.d) A velocidade de formação de C é máxima quando

t . t2.e) Quando t está próximo de zero, a relação [C]/[A].[B]2

é maior que 1.

Resolução:Acima do tempo t2 as concentrações das espécies participantes da reação não mais se alteram. Portanto, para tempos superiores a t2 temos uma situação de equilíbrio químico.

�

3 (Faap-SP) Um recipiente fechado contém o sistema gasoso representado pela equação: 2 SO2(g) 1 O2(g) B 2 SO3(g)sob pressão de 6,0 atm e constituído por 0,4 mol de dióxido de enxofre, SO2(g), 1,6 mol de oxigênio, O2(g) e 2,0 mol de trióxido de enxofre, SO3(g).Determine o valor da constante de equilíbrio do sistema em termos de pressões parciais.

4 Uma mistura de gases está em equilíbrio na reação: C(s) 1 CO2(g) E 2 CO(g)

Apresenta pressões parciais de CO(g) e CO2(g) na proporção de 2 : 1, e pressão total de 12 atm.Calcule o valor de KP para esse equilíbrio.

Resolução:Frações em quantidade de matéria dos gases participantes do equilíbrio:X(SO2) 5 n(SO2) / nX(SO2) 5 0,4 / 4 5 0,1X(O2) 5 n(O2) / nX(O2) 5 1,6 / 4 5 0,4X(SO3) 5 0,5Pressões parciais dos gases participantes do equilíbrio:p(SO2) 5 P ? X(SO2)p(SO2) 5 6 ? 0,1 5 0,6 atmp(O2) 5 P ? X(O2)p(O2) 5 6 ? 0,4 5 2,4 atmp(SO3) 5 3,0 atm

K

K

P

P

5?

5?

5

p(SO )p(SO ) p(O )

30,6 2,4

K 10,4

32

22

2

2

2

P atm21

Resolução:Para manter a proporção de 2 : 1, as pressões parciais de CO(g) e CO2(g) são, respectivamente, 8 atm e 4 atm.

K

K

P

P

5

5

5

p(CO)p(CO )

8

K 16 atm

2

2

2

P

4

�

5 (PUC-MG) Para a reação: 2 CO(g) 1 O2(g) B 2 CO2(g)as pressões parciais de CO(g) e O2(g) no equilíbrio são, respectivamente, 0,2 atm e 0,4 atm. A pressão total do sistema é de 1,4 atm. O valor de KP para a reação é:a) 56,2 c) 35,6 e) 25,6b) 40,0 d) 28,4

6 (Unisa-SP) Quando é alcançado o equilíbrio: 2 NO2(g) B N2O4(g)a pressão é 2 atm e há 50% de NO2(g) em volume. O valor da constante de equilíbrio em pressões parciais, KP, deve ser:a) 0,2 atm21 c) 1 atm21 e) 0,75 atm21

b) 0,25 atm21 d) 0,5 atm21

Resolução:Fração em quantidade de matéria de NO2: 0,5p(NO2) 5 P ? X(NO2)p(NO2) 5 2 ? 0,5 5 1 atmp(N2O4) 5 1 atm

K

K

P

P

5

5

5 2

p(N O )p(NO )

1

K 1 atm

2 4

22

P

12

1

Resolução:

P 5 1 1

5 1 1

p(CO) p(O ) p(CO )

1,4 0,2 0,4 p2 2

((CO )

P(CO ) 0,8 atm

p(CO )p(CO) p(O )

2

2

22

22

5

5?

K

K

P

PP 5?

5 2

0,80,2 0,4

K 40 atm

2

2

P1

�

7 (UFU-MG) Calcular a constante de equilíbrio KP da reação: 2 H2(g) 1 S2(g) B 2 H2S(g)a 750 °C, sabendo que o sistema em equilíbrio se encontra a pressão total de 15 atmosferas e sendo as frações em quantidade de matéria dos constituintes: H2(g) 5 1/6; S2 5 1/3 e H2S 5 1/2.a) 27 atm21 c) 9 atm21 e) 1,8 atm21

b) 36 atm21 d) 15 atm21

Resolução:Cálculo das pressões parciais das substâncias participantes do equilíbrio:p(H2) 5 P ? X(H2)p(H2) 5 15 ? 1/6 5 2,5 atmp(S2) 5 P ? X(S2)p(S2) 5 15 ? 1/3 5 5,0 atmp(H2S) 5 P ? X(H2S)p(H2S) 5 15 ? 1/2 5 7,5 atm 2 H2(g) 1 S2(g) → 2 H2S(g)

K

K

P

P

5?

5?

5

p(H S)p(H ) p(S )

7,52,5 5,0

K 1,8

22

22

22

2

P atm21

QuiV249_92

Documents

Transcript of QuiV249_92