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P ág in a 1 Coletânea de questões classificadas por tópicos Vestibulares IME e ITA 1990 a 2020 Química Q15 – Equilíbrio Químico I - Questões Objetivas Q15-E01 (ITA 1992/1993) A síntese de metanol a partir de gás de água é representada por: CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(g); H < O Com base no princípio de Le Chatelier é possível prever como se pode aumentar a quantidade de metanol, partindo de uma certa quantidade de monóxido de carbono. A alteração que NÃO contribuiria para esse aumento é: A) Aumento da quantidade de hidrogênio a volume constante. B) Aumento da pressão pela introdução de argônio a volume constante C) Diminuição da temperatura pelo resfriamento do sistema. D) Aumento da pressão pela redução do volume. E) Condensação do metanol à medida que ele se forma. Q15-E02 (ITA 1990/1991) Num copo se estabelece o seguinte equilíbrio heterogêneo: Com relação à possibilidade de se deslocar este equilíbrio para a direita, mantendo a temperatura constante, são feitas as seguintes sugestões: I - Acrescentar AgCl(c). II - Retirar uma parte do AgCl(c). III - Acrescentar um pouco de NaCl(c). IV - Acrescentar água. V - Evaporar parte da água. Das sugestões acima irá(irão) deslocar, efetivamente, o equilíbrio no sentido desejado apenas: A) III B) I e IV C) II e III D) III e V P ág in a 2 E) II, III e V Q15-E03 (ITA 1994/1995) As opções abaixo se referem a equilíbrios químicos que foram estabelecidos dentro de cilindros providos de êmbolos. Se o volume interno em cada cilindro for reduzido à metade, a temperatura permanecendo constante, em qual das opções abaixo o ponto de equilíbrio será alterado? A) H2 (g) + I2 (g) → 2HI(g) B) CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g) C) PbS (s) + O2 (g) → Pb (s) + SO2 (g) D) CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g) E) Fe2O3 (s) + 3CO (g) → 2Fe(s) + 3 CO2 (g) Q15-E04 (ITA 1995/1996) Num recipiente de volume constante igual a 1,00 litro, inicialmente evacuado, foi introduzido 1,00 mol de pentacloreto de fósforo gasoso e puro. O recipiente foi mantido a 250C e no equilíbrio final foi verificada a existência de 0,47 mol de gás cloro. Qual das opções abaixo contém o valor aproximado da constante (Kc) do equilíbrio estabelecido dentro do cilindro e representado pela seguinte equação química: PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g) A) 0,179 B) 0,22 C) 0,42 D) 2,38 E) 4,52 Q15-E05 (ITA 1989/1990) Um cilindro provido de pistão móvel e de uma torneira para entrada de gases, conforme esquema abaixo, contendo PCl3 (g), Cl2 (g) e PCl5 (g), é mantido numa temperatura constante T1 . Uma vez estabelecido o equilíbrio, temos dentro do cilindro:0,4 mols de PCl3 (g) ; 0,3 mols de Cl2 (g) e 0,5 mols de PCl5 (g). Das opções abaixo, qual é aquela que resultará numa pressão total final dupla dentro do pistão? A) A torneira fica fechada, mantido o pistão fixo, duplica-se a temperatura absoluta. B) A torneira ficará fechada, mantido o pistão fixo, duplica-se a temperatura absoluta. C) Mantendo a temperatura e o pistão fixos, deixa-se entrar, pela torneira, mais de 0,4 mols de PCl3 (g), mais P ág in a 3 ,3 mols de Cl2 (g) e 0,5 mols de PCl5 (g). D) Mantendo a temperatura e o pistão fixos, introduz-se pela torneira, 1,2 mols de Argônio. E) Mantendo-se a temperatura fechada, duplica-se a temperatura absoluta e reduz-se o volume a metade por fechada Q15-E06 (ITA 1991/1992) Num cilindro com pistão móvel provido de torneira conforme figura ao lado, se estabeleceu o equilíbrio: Mantendo a temperatura constante, pode-se realizar as seguintes modificações: (I) Reduzir o volume, por deslocamento do pistão. (II) Introduzir mais NO2(g) pela torneira, o pistão permanecendo fixo. (III) Introduzir mais N2O4(g) pela torneira, o pistão permanecendo fixo. (IV) Introduzir Argônio pela torneira, o pistão permanecendo fixo. Qual ou quais das alternativas acima irá ou irão provocar deslocamento do equilíbrio para a esquerda, isto é, irá acarretar a produção de mais N2O4(g) dentro do cilindro? A) Apenas (I). B) Apenas (III). C) Apenas (I) e (II). D) Apenas (II) e (IV). E) Apenas (I), (II) e (III). Q15-E07 (ITA 1990/1991) Dentro de um recipiente fechado, de volume V, se estabelece o seguinte equilíbrio: As quantidades (mol) de N2, H2 e NH3 no equilíbrio são, respectivamente, 322 NHHN n en,n . Assinale a opção que contém a expressão que representa corretamente a constante KC para o equilíbrio equacionado acima: A) )n.n/(n 223 N 3 H 2 NH P ág in a 4 B) ( ) ( ) 223 NHNH n.n/V.n C) ( ) )n.n/(V.n 223 N 3 H 22 NH D) ( ) )V.n/(n.n 22NHN3H 322 E) ( ) )n.n.27/(V.n.4 223 N 3 H 22 NH Q15-E08 (ITA 1990/1991) Num recipiente mantido a pressão e temperatura ambiente, foram introduzidos 1,00 mol de etanol, x mol de ácido acético, um pouco de um catalisador adequado e um solvente inerte para que o volume final da mistura homogênea líquida fosse 5,0 litros. Nestas condições se estabelece o equilíbrio correspondente à equação química: A constante deste equilíbrio é 4,0 na temperatura ambiente. Uma vez atingido o equilíbrio, verifica- se que o sistema contém 0,50 mol de acetato de etila. Destas informações podemos concluir que a quantidade x inicialmente posta de ácido acético é: A) 0,25 B) 0,38 C) 0,50 D) 0,63 E) 0,75 Q15-E09 (ITA 1994/1995) Dentro de um forno, mantido numa temperatura constante, tem um recipiente contendo 0,50 mol de Ag (c), 0,20 mol de Ag2O(c) e oxigênio gasoso exercendo uma pressão de 0,20 atm. As três substâncias estão em equilíbrio químico. Caso a quantidade de AgO(c) dentro do recipiente, na mesma temperatura, fosse 0,40 mol, a pressão, em atm do oxigênio no equilíbrio seria: A) 0,10 B) 0,20 C) 0,40 D) (0,20)1/2 E) 0,80 Q15-E10 (ITA 1995/1996) Um cilindro provido de torneira contém uma mistura de N2O4(g) e NO2(g). Entre estas substâncias se estabelece, rapidamente, o equilíbrio N2O4 (g) 2NO2 (g), E > ZERO. Mantendo o volume (V) constante, a temperatura é aumentada de 27C para 57C. P ág in a 5 Diante deste aumento de temperatura, restabelecido o equilíbrio, podemos concluir que a pressão total (Pt) vai: A) Aumentar cerca de 10%. B) Aproximadamente duplicar. C) Permanecer aproximadamente constante. D) Aumentar mais que 10%, sem chegar a duplicar. E) Aumentar menos do que 10%, porém mais que 1%. Q15-E11 (ITA 1997/1998) Qual das opções abaixo contém a afirmação CORRETA a respeito de uma reação química representada pela equação: A) O valor de Kc independe da temperatura. B) Mantendo-se a temperatura constante (25 °C) Kc terá valor igual a 1,0 independentemente da concentração de A e/ou de B. C) Como o valor da constante de equilíbrio não é muito grande, a velocidade da reação nos dois sentidos não pode ser muito grande. D) Mantendo-se a temperatura constante (25 °C) a adição de água ao sistema reagente não desloca o ponto de equilíbrio da reação. E) Mantendo-se a temperatura constante (25 °C) o ponto de equilíbrio da reação não é deslocado pela duplicação da concentração de B. Q15-E12 (ITA 1999/2000) O transporte de oxigênio (O2) no organismo de vertebrados, via fluxo sangüíneo, é feito pela interação entre hemoglobina (Hb) e oxigênio. O monóxido de carbono (CO) em concentrações não tão elevadas (700 ppm) substitui o oxigênio na molécula de hemoglobina. As interações entre O2 e CO com a molécula de hemoglobina podem ser representadas, respectivamente, pelas seguintes equações químicas: I . Hb + O2 HbO2; IcK , II . Hb + CO HbCO; IIcK , Em que IcK , e IIcK , são constantes de equilíbrio para as respectivas interações químicas. A formação de HbCO é desfavorecida pela presença de azul de metileno(AM). Esta substância tem maior tendência de interagir com o CO do que este com a hemoglobina. A reação do CO com o AM pode ser representa pela equação química: III. AM + CO AMCO; IIIcK , Com base nestas informações, para uma mesma temperatura, é CORRETO afirmar que: P ág in a 6 A) IcK , < IIcK , < IIIcK , . B) IcK , < IIIcK , < IIcK , . C) IIcK , < IIIcK , < IcK , . D) IIcK , < IcK , < IIIcK , . E) IIIcK , < IcK , < IIcK , . Q15-E13 (ITA 1999/2000) As espécies químicas A e B reagem segundo a reação representada pela seguinte equação química: 2A + B 4C . Numa temperatura fixa, as espécies são colocadas para reagir em um recipiente com volume constante. A figura abaixo mostra como a concentração das espécies químicas A, B e C varia com o tempo. A partir da análise desta figura, assinale a opção que apresenta o valor CORETO da constante de equilíbrio, pK , para esta reação. A) 21038,0 − B) 25,0 C) 0,4 D) 2103,1 E) 2106,2 Q15-E14 (ITA 2001/2002) Considere as afirmações relativas ao gráfico apresentado a seguir: P ág in a 7 I – Se a ordenada representar a constante de equilíbrio de uma reação química exotérmica e a abscissa, a temperatura, o gráfico pode representar um trecho da curva relativa ao efeito da temperatura sobre a constante de equilíbrio dessa reação. II – Se a ordenada representar a massa de um catalisador existente em um sistema reagente e a abscissa, o tempo, o gráfico pode representar um trecho relativo à variação da massa do catalisador em função do tempo de uma reação. III – Se a ordenada representar a concentração de um sal em solução aquosa e a abscissa, a temperatura, o gráfico pode representar um trecho da curva de solubilidade deste sal em água. IV – Se a ordenada representar a pressão de vapor de um equilíbrio líquido gás e a abscissa, a temperatura, o gráfico pode representar um trecho da curva de pressão de vapor deste líquido. V – Se a ordenada representar a concentração de NO2 (g) existente dentro de um cilindro provido de um pistão móvel, sem atrito, onde se estabeleceu o equilíbrio N2O4 (g) 2NO2 (g), e a abscissa, a pressão externa exercida sobre o pistão, o gráfico pode representar um trecho da curva relativa à variação da concentração de NO2 em função da pressão externa exercida sobre o pistão, à temperatura constante. Destas afirmações, estão CORRETAS: A) Apenas I e III. B) Apenas I, IV e V. C) Apenas II, III e V. D) Apenas II e V. E) Apenas III e IV. Q15-E15 (IME 2006/2007) Um vaso fechado de volume V contém inicialmente dois moles do gás A. Após um determinado tempo, observa-se o equilíbrio químico: A 2B, cuja constante de equilíbrio é A 2 B P P P K = , (onde PA e PB representam as pressões parciais dos componentes A e B). No equilíbrio, o número de moles de A é n1. Em seguida, aumenta-se a pressão do vaso admitindo-se dois moles de um gás inerte I. Após novo equilíbrio, o número de moles de A é n2. Quanto vale n1/n2 se, durante todo o processo, a temperatura fica constante e igual a T (em K)? A) 1 B) 2 C) 4 P ág in a 8 D) PKV TR 2 E) 2 PKV TR 4 Q15-E16 (ITA 2007/2008) Carbamato de amônio sólido (NH2COONH4) decompõe-se em amônia e dióxido de carbono, ambos gasosos. Considere que uma amostra de carbamato de amônio sólido esteja em equilíbrio químico com CO2(g) e NH3(g) na temperatura de 50 °C, em recipiente fechado e volume constante. Assinale a opção CORRETA que apresenta a constante de equilíbrio em função da pressão total P, no interior do sistema. A) 3P B) 2P2 C) P3 D) 2/9 P2 E) 4/27 P3 Q15-E17 (ITA 2008/2009) Considere a reação de dissociação do N2O4(g) representada pela seguinte equação: N2O4(g)2NO2(g) Assinale a opção com a equação CORRETA que relaciona a fração percentual ( ) de N2O4(g) dissociado com a pressão total do sistema(P) e com a constante de equilíbrio em termos de pressão (Kp) A) K K p p P4 + = B) K K p pP4 + = C) K K p p P2 + = D) K K p pP2 + = E) p2 Kp + = Q15-E18 (IME 2011/2012) Dada a reação química abaixo, que ocorre na ausência de catalisadores, P ág in a 9 pode-se afirmar que: A) o denominador da expressão da constante de equilíbrio é [H2O].[C]. B) se for adicionado mais monóxido de carbono ao meio reacional, o equilíbrio se desloca para a direita. C) o aumento da temperatura da reação favorece a formação dos produtos D) se fossem adicionados catalisadores, o equilíbrio iria se alterar tendo em vista uma maior formação de produtos. E) o valor da constante de equilíbrio é independente da temperatura. Q15-E19 (ITA 2014/2015) Considere as seguintes reações químicas e respectivas constantes de equilíbrio: N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g) K1 2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) K2 NO2(g) ⇌ ½N2(g) + O2(g) K3 Então, K3 é igual a A) 1 (𝐾1𝐾2) B) 1 2(𝐾1𝐾2) C) 1 4(𝐾1𝐾2) D) ( 1 𝐾1𝐾2 ) 1/2 E) ( 1 𝐾1𝐾2 ) 2 Q15-E20 (ITA 2015/2016) Quantidades iguais de H2(g) e I2(g) foram colocadas em um frasco, com todo o sistema à temperatura T, resultando na pressão total de 1 bar. Verificou-se que houve a produção de HI(g), cuja pressão parcial foi de 22,8 kPa. Assinale a alternativa que apresenta o valor que mais se aproxima do valor CORRETO da constante de equilíbrio desta reação. A) 0,295. B) 0,350. C) 0,490. D) 0,590. E) 0,700. Q15-E21 (ITA 1993/1994) Sob temperatura constante, um cilindro provido de pistão móvel e manômetro, conforme mostrado na figura a seguir, contém uma mistura gasosa de N2O4 e NO2 em equilíbrio. Para cada nova posição do pistão, esperamos o equilíbrio se restabelecer e anotamos os valores p e V. Feito isso, fazemos um gráfico do produto pV versus V. Qual das curvas a seguir se próxima mais da forma que devemos esperar do gráfico em questão? P ág in a 1 0 Q15-E22 (ITA 1996/1997) A constante de equilíbrio da reação H2O(g) + ClO(g) 2HOCl(g), a 25oC, é Kc = Kp = 0,0900. Recipientes fechados, numerados de I até IV, e mantidos na temperatura de 25oC, contêm somente as três espécies químicas gasosas envolvidas na reação acima. Imediatamente após cada recipiente ter sido fechado, as pressões e/ou as quantidades de cada uma destas substâncias, em cada um dos recipientes, são: I - 5 mmHg de H2O(g); 400 mmHg de Cl2O(g) e 10 mmHg de HOCl(g). II - 10 mmHg de H2O(g); 200 mmHg de Cl2O(g) e 10 mmHg de HOCl(g). III - 1,0 mol de H2O(g); 0.080 mols de Cl2O(g) e 0,0080 mols de HOCl(g). IV - 0,50 mols de H2O(g); 0,0010 mols de Cl2O(g) e 0.20 mols de HOCl(g). É correto afirmar que: A) Todos os recipientes contêm misturas gasosas em equilíbrio químico. B) Todos os recipientes não contêm misturas gasosas em equilíbrio químico e, em todos eles o avanço da reação se dá no sentido da esquerda para direita. C) A mistura gasosa do recipiente III não está em equilíbrio químico e a reação avança no sentido da esquerda para a direita. D) A mistura gasosa do recipiente IV não está em equilíbrio químico e a reação avança no sentido da esquerda para a direita. E) As misturas gasosas dos recipientes I e II não estão em equilíbrio químico e as reações avançam no sentido da direita para a esquerda. P ág in a 1 1 Q15-E23 (ITA 1999/2000) “n” mols de amônia são colocados e selados dentro de uma ampola de um litro mantida a 500 K. Nessa ampola ocorre a reação química representada pela seguinte equação: 2 NH3(g) N2(g) + H2(g) Em relação a esta reação é CORRETO afirmar que: A) Ao atingir o equilíbrio ter-se-ão formado n/2 mols de N2(g). B) Ao atingir o equilíbrio ter-se-ão formados n3/2 mol de H2(g). C) Se a reação de decomposição for total, consumir-se-ão 2 mols de NH3(g). D) Se a reação de decomposição for total, a pressão final na ampolaserá igual a R5004 . E) Se a reação de decomposição for total, a variação de pressão na ampola será igual a n R500 . Q15-E24 (ITA 2000/2001) Considere as seguintes afirmações relativas a reações químicas em que não haja variação de temperatura e pressão: I. Uma reação química realizada com a adição de um catalisador é denominada heterogênea se existir uma superfície de contato visível entre os reagentes e o catalisador. II. A ordem de qualquer reação química em relação à concentração do catalisador é igual a zero. III. A constante de equilíbrio de uma reação química realizada com a adição de um catalisador tem valor numérico maior do que o da reação não catalisada. IV. A lei de velocidade de uma reação química realizada com a adição de um catalisador, mantidas constantes as concentrações dos demais reagentes, é igual àquela da mesma reação não catalisada. V. Um dos produtos de uma reação química pode ser o catalisador desta mesma reação. Das afirmações feitas, estão CORRETAS A) apenas I e III. B) apenas I e V. C) apenas I, II e IV. D) apenas II, IV e V. E) apenas III, IV e V. Q15-E25 (ITA 2011/2012) São descritos três experimentos (I, II e III) utilizando-se em cada um 30 mL de uma solução aquosa saturada, com corpo de fundo de cloreto de prata, em um béquer de 50 mL a 25 °C e 1 atm: I. Adiciona-se certa quantidade de uma solução aquosa 1 mil. L-1 em cloreto de sódio. II. Borbulha-se sulfeto de hidrogênio gasoso na solução por certo período de tempo. III. Adiciona-se certa quantidade de uma solução aquosa 1 mol.L-1 em nitrato de prata. Em relação aos resultados observados após atingir o equilíbrio, assinale a opção que apresenta o(s) experimento(s) no(s) qual(is) houve aumento da quantidade de sólido. A) Apenas I P ág in a 1 2 B) Apenas I e II C) Apenas I e III D) Apenas II e III E) Apenas I, II e III Q15-E26 (ITA 2012/2013) Considere Y a quantidade (em mol) de iodo dissolvido em 100 mL de água, X um solvente praticamente imiscível em água e K (= 120) a constante de partição do iodo entre o solvente X e a água a 25ºC. Assinale a alternativa CORRETA para o volume do solvente X necessário para extrair 90% do iodo contido inicialmente em 100 mL de água. A) 7,5 mL B) 9,0 mL C) 12 mL D) 100 mL E) 120 mL Q15-E27 (IME 2014/2015) Um volume V1 de uma solução aquosa de HCℓ 6 mol/L contém inicialmente uma massa m0 de íons Fe+3. São realizadas n extrações utilizando, em cada uma delas, o mesmo volume V2 de éter etílico, o qual é um solvente seletivo para FeCℓ3. Sabendo que o coeficiente de partição do ferro entre o éter e a solução aquosa de HCℓ vale K, qual das expressões abaixo é equivalente à massa de íons Fe+3 remanescente na fase aquosa ao final do processo? Suponha que a extração do soluto não altera o volume da solução de HCℓ. A) B) C) P ág in a 1 3 D) E) Q15-E28 (IME 2016/2017) Considere a reação, em equilíbrio, de produção do alvejante gasoso dióxido de cloro, que ocorre em um sistema reacional: Nessa situação, assinale a alternativa correta. A) A adição de mais clorito de sódio ao sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir mais alvejante gasoso. B) A razão entre as constantes de equilíbrio KP/KC é igual a 0,0820568⋅T, em que T é a temperatura do sistema reacional, medida em kelvin. C) A retirada parcial de cloreto de sódio do sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir menos alvejante gasoso. D) A constante de equilíbrio Kp é igual à de equilíbrio Kc. E) Para duas diferentes temperaturas do sistema reacional, desde que elevadas e compatíveis com a manutenção do equilíbrio, o valor numérico da constante de equilíbrio KP é o mesmo, mantendo inalterada a produção de alvejante gasoso. Q15-E29 (ITA 2019/2020) A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H2(g) e N2(g) é catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450°C. Sobre essa reação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições. I - O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo. II - O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo. III - Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H2(g) e N2(g). IV - Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia. Assinale a opção que apresenta a(s) afirmações CORRETA(s) sobre a reação de formação da amônia. A) apenas I. B) apenas I e II. C) apenas II e III. D) apenas III e IV. E) apenas IV. P ág in a 1 4 Q15-E30 (ITA 2014/2015) Considere a reação química hipotética realizada em sistema fechado a pressão e temperatura constantes representada pela equação X+ Y ⇌ W + Z. Supondo que no início da reação haja apenas os reagentes X e Y, e considerando um intervalo de tempo que se estende de t=0 até um instante t após equilíbrio ter sido atingido, assinale a opção que apresenta a variação da energia livre de Gibbs. A) B) C) D) P ág in a 1 5 E) Q15-E31 (ITA 2000/2001) Sulfato de cobre sólido penta-hidratado (CuSO4.5H2O(c)) é colocado em um recipiente fechado, de volume constante, previamente evacuado, provido de um medidor de pressão e de um dispositivo de entrada/saída para reagentes. A 25º C é estabelecido, dentro do recipiente, o equilíbrio representado pela equação química: CuSO4.5H2O(c) CuSO4 .3H2O(c) + 2H2O(g) Quando o equilíbrio é atingido, a pressão dentro do recipiente é igual a 7,6mmHg. A seguir, a pressão de vapor da água é aumentada para 12 mmHg e um novo equilíbrio é restabelecido na mesma temperatura. A respeito do efeito e aumento da pressão de vapor da água sobre o equilíbrio de dissociação do CuSO4.5H2O(c), qual das opções seguintes contém a afirmação ERRADA? A) O valor da constante de equilíbrio Kp é igual a 1,0×10–4. B) A quantidade de água na fase gasosa permanece praticamente inalterada. C) A concentração (em mol/L) de água na fase CuSO4.3H2O(c) permanece inalterada. D) A concentração (em mol/L) de água na fase sólida total permanece inalterada. E) A massa total do conteúdo do recipiente aumenta. P ág in a 1 6 II - Questões Discursivas Q15-E32 (ITA 1993/1994) O método de Haber para a produção de amônia é baseado no estabelecimento do seguinte equilíbrio N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g); K a partir de misturas de nitrogênio e hidrogênio comprimido. Pensando em alguns aspectos do problema, poderia se chegar à conclusão de que é mais interessante trabalhar em temperatura mais baixas. Pensando em outros aspectos, poderia se chegar à conclusão contrária. Discuta o problema envolvido em um e em outro caso. Q15-E33 (ITA 1991/1992) Sabendo que a dissociação de N2O4(g) em NO2(g) é endotérmica, preveja como a constante de equilíbrio (kc) deve variar com a temperatura, explicando o tipo de raciocínio utilizado para esta previsão. Q15-E34 (ITA 2011/2012) A figura apresenta a variação de velocidade em função do tempo para a reação química hipotética não catalisada representada pela equação 2 2 2A B AB+ . Reproduza esta figura no caderno de soluções, incluindo no mesmo gráfico, além das curvas da reação catalisada, as da reação não catalisada, explicitando ambas as condições. Q15-E35 (ITA 2018/2019) Considere a reação genérica 2A(g) B(g). No instante inicial, apenas o reagente A está presente. Sabendo que a reação direta é exotérmica, construa os gráficos de concentração de cada substância em função do tempo de reação para as seguintes condições: a) desde o instante inicial até o equilíbrio, na presença e na ausência de catalisador.b) a partir do equilíbrio inicial, com um rápido aumento da temperatura, até um novo equilíbrio. c) a partir do equilíbrio inicial, com um rápido aumento da pressão, até um novo equilíbrio. d) a partir do equilíbrio inicial, com a remoção rápida de 50% do produto B, até um novo equilíbrio. P ág in a 1 7 Q15-E36 (IME 2001/2002) Um mol de ácido acético é adicionado a um mol de álcool etílico. Estabelecido o equilíbrio, 50% do ácido é esterificado. Calcule o número de mols de éster quando um novo equilíbrio for alcançado, após a adição de 44 g de acetato de etila. Q15-E37 (IME 1991/1992) Em um recipiente fechado, que se encontrava completamente vazio, sob vácuo, foi colocada uma amostra de 10,0g de PC5. Em seguida a amostra foi aquecida a 500K, ocorrendo a decomposição do PC5, conforme a reação: (g)(g))g( 235 C PC PC + → Sabendo que, no equilíbrio, a pressão medida no recipiente foi de 1,551 atm e que todos os gases envolvidos são de comportamento ideal, calcule a constante de equilíbrio da reação de decomposição do PC5. Q15-E38 (ITA 2019/2020) Para uma reação reversível de uma etapa 2A + B C + D, a constante de velocidade para a reação direta, k1, é de 406 L mol–1 min–1, e a constante de velocidade para a reação inversa, k–1, é de 244 L mol–1 min–1. A energia de ativação para a reação direta é de 26,2 kJ mol–1 (Ea,direta), e para a reação inversa é de 42,4 kJ mol–1 (Ea,inversa). a) Desenhe um diagrama de energia para essa reação, apresentando os valores de (i) E, (ii) Ea,d, e (iii) Ea,i. b) Discuta o efeito de elevação da temperatura na constante de velocidade direta (k1) e inversa (k–1). c) Calcule a constante de equilíbrio (K) e descreva o efeito de elevação de temperatura. Q15-E39 (ITA 2006/2007) Um cilindro de volume V contém as espécies A e B em equilíbrio químico representado pela seguinte equação: A (g) 2 B(g). Inicialmente, os números de mols de A e de B são, respectivamente, iguais a nA1 e nB1. Realiza-se, então, uma expansão isotérmica do sistema até que o seu volume duplique (2V) de forma que os números de mols de A e de B passem a ser, respectivamente, nA2 e nB2. Demonstrando o seu raciocínio, apresente a expressão algébrica que relaciona o número final de mols de B (nB2) unicamente com nA1, nA2 e nB1. Q15-E40 (ITA 2014/2015) Considere uma reação genérica reversível A + B ⇌ 2C e os dados cinéticos para a reação direta (D) e inversa (I): Sentido da reação Constante de velocidade Energia de ativação A + B ⟶ 2C kD Ea,D 2C ⟶ A + B kI = 3 kD/2 Ea,I = Ea,D/2 a) Desenhe o gráfico de energia potencial versus coordenada da reação direta. b) Determine o valor numérico da constante de equilíbrio da reação. c) Qual sentido da reação é endotérmico? P ág in a 1 8 Q15-E41 (IME 2002/2003) A reação de desidrogenação do etano a eteno, conduzida a 1060 K, tem constante de equilíbrio KP igual a 1,0. Sabendo-se que a pressão da mistura reacional no equilíbrio é igual a 1,0 atm, determine: a) a pressão parcial, em atmosferas, do eteno no equilíbrio. b) a fração de etano convertido a eteno. Q15-E42 (IME 1990/1991) Num recipiente fechado, mantido a temperatura constante de 700 K, foram introduzidos 0,450 moles de dióxido de carbono e 0,450 moles de hidrogênio. Após certo tempo, estabeleceu-se o equilíbrio, aparecendo como espécies novas, monóxido de carbono e vapor d’água. Foram, então, adicionadas 0,500 moles de uma mistura equimolecular de reagentes. Calcule a nova composição de equilíbrio, sabendo-se que nestas condições Kc é 0,160. Q15-E43 (ITA 2001/2002) Em um balão fechado e sob temperatura de 27oC, N2O4(g) está em equilíbrio com NO2(g). A pressão total exercida pelos gases dentro do balão é igual a 1,0 atm e, nestas condições, N2O4(g) encontra-se 20% dissociado. a) Determine o valor da constante de equilíbrio para a reação de dissociação do N2O4(g). Mostre os cálculos realizados. b) Para a temperatura de 27oC e pressão total dos gases dentro do balão igual a 0,10 atm, determine o grau de dissociação do N2O4(g). Mostre os cálculos realizados. Q15-E44 (IME 1997/1998) A reação dada pela equação abaixo tem constante de equilíbrio (Kc) igual a 4,00 à temperatura de 100oC. Calcule as concentrações de equilíbrio em mols por litro de cada componente, partindo da condição inicial de 120,0 g de ácido acético e de 92,0 g de etanol. Dado: Massas atômicas: H = 1 u.m.a. C = 12 u.m.a. O = 16 u.m.a. CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O Q15-E45 (IME 2013/2014) 1,0 mol de ácido acético é adicionado a uma solução de 1,0 mol de álcool etílico e 36 g de água. Aguarda-se que o meio formado atinja o equilíbrio à temperatura Teq, quando se verifica que a sua composição contém 0,5 mol de éster e o restante de ácido acético, etanol e H2O. Calcule quantos mols de éster poderiam ser formados no equilíbrio, à mesma temperatura Teq, se 2,0 mols de etanol puro fossem misturados a 1,0 mol de ácido acético num recipiente seco. Q15-E46 (ITA 2003/2004) Uma mistura gasosa é colocada a reagir dentro de um cilindro provido de um pistão móvel, sem atrito e sem massa, o qual é mantido à temperatura constante. As reações que ocorrem dentro do cilindro podem ser genericamente representadas pelas seguintes equações químicas: P ág in a 1 9 I. A(g) + 2B(g) ↔ 3C(g). II. C(g) ↔ C(l). O que ocorre com o valor das grandezas abaixo (Aumenta? Diminui? Não altera?), quando o volume do cilindro é duplicado? Justifique suas respostas. a) Quantidade, em mols, da espécie B. b) Quantidade, em mols, da espécie C líquida. c) Constante de equilíbrio da equação I. d) Razão [C]3/[B]2. Q15-E47 (IME 2014/2015) Tomou-se uma amostra de 130 g de zinco metálico para reagir com uma solução aquosa diluída de ácido clorídrico em quantidade estequiométrica. Dessa reação, observou-se a formação de gás, que foi aquecido a 227 oC e transportado para um balão fechado de 50 L. Esse balão continha, inicialmente, iodo em fase gasosa a 227 oC e 3,28 atm. Após o equilíbrio, verificou-se que a constante de equilíbrio Kc a 227 oC é igual a 160. Considerando que a temperatura permaneceu constante durante o processo, determine a pressão final total no balão. Q15-E48 (ITA 2005/2006) Uma reação química genérica pode ser representada pela seguinte equação: A(s) ⇌ B(s) + C(g). Sabe-se que, na temperatura Teq, esta reação atinge o equilíbrio químico, no qual a pressão parcial de C é dada por PC,eq. Quatro recipientes fechados (I, II, III e IV), mantidos na temperatura Teq, contêm as misturas de substâncias e as condições experimentais especificadas abaixo: I. A(s) + C(g) ; PC, I < PC, eq II. A(s) + B(s) ; PC, II = 0 III. A(s) + C(g) ; PC, III >>> PC, eq IV. B(s) + C(g) ; PC, IV > PC, eq Para cada um dos recipientes, o equilíbrio químico citado pode ser atingido? Justifique suas respostas. Q15-E49 (IME 2006/2007) Dois experimentos foram realizados a volume constante e à temperatura T. No primeiro, destinado a estudar a formação do gás fosgênio, as pressões parciais encontradas no equilíbrio foram 0,130atm para o cloro, 0,120atm para o monóxido de carbono e 0,312atm para o fosgênio. No segundo, estudou-se a dissociação de n moles de fosgênio de acordo com a reação: COC2 (g) CO (g) + C2 (g) sendo a pressão total P, no equilíbrio, igual a 1 atm. Calcule o grau de dissociação α do fosgênio após o equilíbrio ser alcançado. Q15-E50 (IME 2011/2012) Considere a reação P ág in a 2 0 Atingido o equilíbrio nas CNTP, a fase gasosa apresenta fração molar de AB2 igual a 0,1. Em que pressão, à mesma temperatura, a fração molar de AB na fase gasosa, no equilíbrio, seria igual a 0,8? Q15-E51 (IME 1994/1995) A equação a seguir é representativa da reação de formação da amônia: Deduza uma expressão para a constante de equilíbrio, KP, desta reação, em função da pressãototal da mistura reacional, P, e da pressão parcial da amônia, 3NH P , considerando que os reagentes estão em quantidades estequiométricas. Q15-E52 (IME 2018/2019) Considere a equação de dissociação do composto A, que ocorre a uma determinada temperatura: 2 A(g) ⇌ 2 B(g) + C(g) Desenvolva a expressão para o cálculo da pressão total dos gases, que se comportam idealmente, em função do grau de dissociação (α) nas condições de equilíbrio. Q15-E53 (ITA 2012/2013) Os diagramas seguintes, traçados numa mesma escala, referem-se, respectivamente, aos equilíbrios, em fase gasosa e numa mesma temperatura, representados pelas seguintes equações químicas: P ág in a 2 1 Comparando as informações apresentadas nos dois diagramas, pedem-se: a) Qual das constantes de equilíbrio, K1 ou K2 terá valor maior? Justifique sua resposta. Dado eventualmente necessário: A relação entre a variação da Energia Livre de Gibbs padrão (Gº) e a constante de equilíbrio (K ) de uma reação é dada por Gº =− RT ⋅ lnK b) Para as seguintes misturas numa mesma temperatura: Qual das reações químicas, expressa pela equação I ou II, atinge o equilíbrio mais rapidamente? Justifique sua resposta. P ág in a 2 2 f Q15-E54 (IME 2013/2014) O tetracloreto de carbono é um composto orgânico apolar, líquido à temperatura ambiente. Dentre outras aplicações, foi amplamente utilizado no século passado como solvente, como pesticida e na síntese de agentes refrigerantes. Seu emprego comercial, entretanto, foi progressivamente reduzido quando se tornaram evidentes os seus efeitos nocivos à saúde humana e ao meio ambiente. Estudos constataram que a inalação é a principal via de exposição ao tetracloreto de carbono para trabalhadores e para a população em geral em razão de sua pressão de vapor relativamente elevada e de sua lenta degradação no ambiente. Supondo que as energias livres padrão de formação (ΔGo ) do tetracloreto de carbono, nos estados líquido e vapor a 25 ºC, sejam -68,6 kJ/mol e -64,0 kJ/mol respectivamente, determine a sua pressão de vapor, à mesma temperatura, em função da constante e (número de Neper). Q15-E55 (IME 2006/2007) Um frasco exibe o seguinte rótulo: “Solução 1,0M de A”. Se a informação do rótulo estivesse correta, então 0,10L da solução, quando misturados a um mesmo volume de uma solução 0,50M de B, produziria 3,0g de um único precipitado A2B. No entanto, ao se executar experimentalmente este procedimento, foram encontrados 4,0g do precipitado. Calcule a molaridade correta da solução A. Dado: massa molar de A2B = 100 g/mol Q15-E56 (IME 2015/2016) Em um reservatório de volume de 6,0 L, submetido a vácuo, introduz-se uma mistura física de 79,2 g de gelo seco, solidificado em pequenos pedaços, com 30 g de carvão mineral em pó, conforme a representação a seguir. Esse sistema sob determinadas condições atinge o seguinte equilíbrio onde se observa que: • a fase gasosa tem comportamento de gás ideal; • o volume de carvão mineral final é desprezível; • a 1100 K a constante de equilíbrio da reação é Kp = 22; • a 1000 K a massa específica da fase gasosa no reservatório é igual a 14 g/L. Com base nessas informações, calcule a constante de equilíbrio, Kp, da reação a 1000 K. Estabeleça se a reação entre o CO2(g) e o C(s) é exotérmica ou endotérmica, justificando sua resposta. Dados: Capacidade calorífica média: Cp,CO(g) = 29 J·mol-1·K-1; Cp,CO2(g) = 37 J·mol-1·K-1; Cp,C(s) = 8,5 J·mol-1·K-1 P ág in a 2 3 Q15-E57 (ITA 2016/2017) Considere as reações químicas reversíveis I e II: A respeito das reações I e II responda às solicitações dos itens a e b, respectivamente: a) Sabendo que a reação I ocorre em meio ácido e que a sua reação direta é sujeita à lei de velocidade dada por , expresse a lei de velocidade para a reação reversa. b) Calcule a constante de equilíbrio da reação II dadas as seguintes reações e suas respectivas constantes de equilíbrio: P ág in a 2 4 III - Gabarito 01 – B 02 – D 03 – B 04 – C 05 – C 06 – C 07 – C 08 – D 09 – B 10 – D 11 – B 12 – A 13 – Sem resposta 14 – E 15 – A 16 – E 17 – A 18 – C 19 – D 20 – B 21 – B 22 – C 23 – E 24 – B 25 – C 26 – A 27 – E 28 – B 29 – E 30 – E 31 – D P ág in a 2 5 Versão 1.0 da lista (julho de 2021) Para acessar novas versões da lista (com mais gabaritos, adição de resoluções das discursivas, correções de enunciados, etc.) acesse o site do Papiro IME ITA e preencha o formulário para também ser avisado por email/mensagens sobre os novos materiais. Caso for imprimir a lista sugiro imprimir no formato “2 páginas por folha” para economizar papel e tinta. Qualquer sugestão de melhoria peço que envie por email para eurico@gmail.com. Bom estudo! Organização: Eurico Dias Só o gagá salva!!! (Gagá = gíria iteana para estudo sem noção de tempo e espaço) mailto:eurico@gmail.com