1a_Lista_exercicio_equilibrio

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UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA 
 
Química Analítica Qualitativa 
 
1ª. Lista de Exercícios 
 
Prof. Alexandre Fonseca 
 
1) Explique o que há de errado com as seguintes afirmações: 
 
a) Sempre que uma reação química atinge o estado de equilíbrio, a mesma pára. 
b) Se mais reagente é utilizado a constante de equilíbrio terá um valor maior. 
c) A reação inversa não se inicia até que todos os reagentes sejam consumidos. 
 
2) Uma mistura de hidrogênio, iodo e iodeto de hidrogênio, cada um a uma 
concentração de 0,0020 mol L-1 foi introduzida em um recipiente aquecido a 783 K. A 
essa temperatura a constante de equilíbrio Kc é igual a 46 (K = 46) para a seguinte 
reação: 
H2(g) + I2(g) ∏ 2HI(g) 
 
Prediga o que irá acontecer com as concentrações das três substâncias acima logo após a 
mistura. 
R: Q = 1 < K, Concentração de HI aumentará, e as concentrações de hidrogênio e iodo 
diminuirão. 
 
3) Uma mistura de H2, N2 e NH3 com concentrações molares de 3,0 x 10-3, 1,0 x 10-3 e 
2,0 x 10-3 mol L-1, respectivamente, foi preparada e aquecida a 500 K. Nessa 
temperatura K = 62 para a reação da síntese da amônia mostrada em sala de aula. Sob 
essas condições, decida se amônia deverá ser formada ou consumida. 
R: Q = 1,48x105 > K, Amônia deverá ser consumida. 
 
4) Os quatro gases, NH3, O2, NO e H2 são misturados em um recipiente de reação e 
deixados para atingir o equilíbrio na reção 
 
4NH3(g) + 5O2(g) ∏ 4NO(g) + 6H2O(g) 
 
Certas Mudanças (Ver tabela abaixo) são feitas nesta mistura. Explique o efeito 
(aumento, diminuição, nenhum) que a mudança tem sobre os valores originais no 
equilíbrio, na quantidade da segunda coluna (ou K, se especificado). A temperatura e o 
volume permanecem constantes. 
 
Mudança Quantidade 
Adição de NO Qtde de H2O 
Adição de NO Qtde de O2 
Remoção de H20 Qtde de NO 
Remoção de O2 Qtde de NH3 
Adição de NH3 K 
Remoção de NO Qtde de NH3 
Adição de NH3 Qtde de O2 
 
5) Sabendo que tanto as reações exotérmicas (liberam calor) quanto as reações 
endotérmicas (absorvem calor) tendem ao equilíbrio. Como você explica esta tendência 
ao equilíbrio com relação ao balanço energético total? 
 
6) Considerando apenas o gráfico abaixo, indique e JUSTIFIQUE qual das curvas deve 
representar uma reação cuja constante de equilíbrio é maior e aquela cuja constante é 
menor. 
 
R: Reação 1 tem maior K que a Reação 2 
7) Determine se reagentes ou produtos são favorecidos pela compressão em cada um 
dos seguintes equilíbrios. Se nenhuma mudança ocorre, então explique o por quê. 
 
a) 2O3(g) ∏ 3O2(g) 
b) H2O(g) + C(s) ∏ H2(g) + CO(g) 
c) 4NH3(g) + 5O2(g) ∏ 4NO(g) + 6H2O(g) 
d) 2HD(g) ∏ H2(g) + D2(g) 
e) Cl2(g) ∏ 2Cl(g) 
 
8) Considere a reação 2 Cl2(g) + 2 H2O(g) ∏ 4 HCl(g) + O2(g) ∆∆∆∆H = 113 kJ, admita que o 
sistema está em equilíbrio. O que ocorrerá ao número de mols de H2O no recipiente se: 
 
a) For adicionado O2 
 
b) For retirado HCl 
 
c) O volume do recipiente for diminuído 
 
d) A temperatura for diminuída 
 
9) Considere o seguinte sistema em equilíbrio 2 NOBr(g) ∏ 2NO(g) + Br2(g) 
 
Proponha uma maneira de aumentar a pressão do sistema a fim de 
 
a) Provocar a diminuição do número de mols de Br2 no equilíbrio 
 
b) Provocar o aumento do número de mols de Br2 no equilíbrio 
 
 
10) Diferencie claramente: expressão da lei da ação das massas e constante de equilíbrio 
 
11) Em uma mistura gasosa de H2, I2 e HI no equilíbrio a 500 K, [HI] = 2,21 x 10-3 mol 
L-1 e [I2]= 1,46 x 10-3 mol L-1. Dado que Kc para a reação abaixo a 500 K é 160. Calcule 
[H2] no equilíbrio. 
 
H2(g) + I2(g) = 2HI(g) 
 
R: 2,1 x 10-5 mol L-1 
 
12) Dados para o equilíbrio 
 
CH3COOH(l) + C2H5OH(l) ∏ CH3COOC2H5(l) + H2O(l) 
 
foram obtidos para a reação em um solvente orgânico à 100oC. As concentrações 
iniciais dos reagentes são indicadas nas colunas 2 e 3 da tabela abaixo, enquanto a 
concentração de equilíbrio para um dos produtos (CH3COOC2H5) é indicada na quarta 
coluna da mesma tabela. Determine a concentração de água no equilíbrio e calcule Kc 
para os três experimentos. 
 
Experimento Concentrações Iniciais (Mol L-1) 
Concentração no Equilíbrio 
(Mol L-1) 
 CH3COOH C2H5OH CH3COOC2H5 
1 1,00 0,180 0,171 
2 1,00 1,00 0,667 
3 1,00 8,00 0,966 
 
R: [H2O] = [CH3COOC2H5] em todos os experimentos 
 K1 = 3,92 K2 = 4,01 K3 = 3,90 (Estatísticamente iguais) 
 
 
13) A concentração inicial de HBr em um frasco reacional é de 1,2 x 10-3 mol L-1. Se o 
recipiente é aquecido até 500 K, qual é a porcentagem de decomposição do HBr e qual a 
composição da mistura do equilíbrio? 
 
Dados: 2HBr(g) ∏ H2(g) + Br2(g) 
Kc = 7,7 x 10-11 a 500 K 
 
R: [H2] = [Br2] = 1,1 x 10-8 mol L-1, [HBr] = 1,2 x 10-3 mol L-1 
 % de decomposição = 1,8 x 10-3 % 
 
 
 
14) Considere a formação do iodeto de hidrogênio à 460 oC cuja constante de equilíbrio 
é K = 50 
 
H2(g) + I2(g) ∏ 2HI(g) 
 
 
a) Quais as concentrações de equilíbrio de todas as espécies se 1 mol de H2 é colocado 
para reagir com 0,5 mol de I2 em um recipiente de 1L a 460 oC? 
R: [H2]= 0,533 mol L-1 [I2] = 0,033 mol L-1 [HI] = 0,934 mol L-1 
 
b) Após atingido o equilíbrio acima foram adicionados mais 0,5 mol de I2 ao recipiente. 
Quais as novas concentrações de equilíbrio após esta perturbação do sistema? 
R: [H2]= 0,106 mol L-1 [I2] = 0,606 mol L-1 [HI] = 1,788 mol L-1 
 
15) Uma mistura de reação que consiste de 0,400 mol de H2 e 1,60 mol de I2 foi 
preparada em um frasco de 3,00 L e aquecida. No equilíbrio, 60% do gás hidrogênio 
reagiu. Qual o valor da constante de equilíbrio Kc para a reação abaixo nas condições 
do experimento. 
 
H2(g) + I2(g) ∏ 2HI(g) 
 
R: K ≈ 1,1 
 
 
16) Uma mistura consistindo de 2,23 x 10-3 mol de N2 e 6,69 x 10-3 mol de H2 em um 
recipiente de 500 mL foi aquecida à 600 K e deixada para atingir o equilíbrio. Mais 
amônia será formada se essa mistura em equilíbrio for aquecida até 700 K? 
 
Dados: 
 
N2(g) + 3H2(g) ∏ 2NH3(g) 
 
K = 1,7 x 10-3 a 600 K 
K = 7,8 x 10-5 a 700 K 
 
R: Não 
 
17) A constante de equilíbrio para a reação A ∏ B é Kc=10 a determinada temperatura. 
 
a) Começando apenas com o reagente A, qual dos diagramas abaixo representa 
melhor o sistema em equilíbrio. (Resposta - a) 
 
b) Qual dos diagramas abaixo representa melhor o sistema em equilíbrio se 
Kc=0,10 (Resposta - d) 
 
 
 
 
 
 
 
 
18) Os seguintes diagramas representam o estado de equilíbrio para três reações 
diferentes do tipo A+X ∏ AX (X=B,C ou D) 
 
 
 
a) Qual a reação que tem a maior a constante de equilíbrio? (R: A+C ∏ AC) 
b) Qual a reação que tem a menor a constante de equilíbrio? (R: A+D ∏ AD) 
 
 
19) A constante de equilíbrio da reação (Kc) 
 
2 HCl(g) ∏ H2(g)+Cl2(g) 
 
é 4,17 x 10-34 a 250C. Qual á o valor da constante de equilíbrio da reação abaixo na 
mesma temperatura (R: 2,40 x 1033) 
 
H2(g)+Cl2(g) ∏ 2 HCl(g) 
 
20) Considere o seguinte sistema em equilíbrio à 7000C: 
 
2H2(g)+S2(g) ∏ 2 H2S(g) 
 
A análise da mistura de equilíbrio mostra que em um recipiente de 12,0 L há 2,50 mols 
de H2, 1,35x10-5 mol de S2 e 8,70 mols de H2S. Calcule a constante de equilíbrio para a 
reação. (K = 1,08 x 107). 
 
21) Um recipiente contém NH3, H2 e N2 em equilíbrio, em certa temperatura. As 
concentrações de equilíbrio são [NH3]=0,25 mol/L [H2]=1,91 mol /L e [N2]=0,11 
mol/L. Calcule a constante de equilíbrio para a síntese da amônia se a reação for 
representada por 
 
a) N2(g) + 3H2(g) ∏ 2NH3(g) (R: K = 0,082) 
 
b) ½ N2(g) + 3/2H2(g) ∏ NH3(g) (R: K = 0,29) 
 
22) Um reator de 1,50 L contém inicialmente 2,50 mols de NOCl a 400oC. Depois de se 
estabelecer o equilíbrio, verificou-se que 28,0% do NOCl tinha se dissociado: 
 
2NOCl(g) ∏ 2NO(g) + Cl2(g) 
 
Calcule a constante de equilíbrio para a reação a 4000C (R: K= 0,0352) 
 
 
23) Na síntese da amônia 
 
N2(g) + 3H2(g) ∏ 2NH3(g) 
 
a constante de equilíbrio para a 3750C é Kc = 1,2. Iniciando o processo com [NH3]=0,48 
mol/L [H2]=0,76 mol /L e [N2]=0,60 mol/L, quais gasesterão suas concentrações 
aumentadas e quais terão suas concentrações diminuídas? 
 
24) Considere o seguinte sistema em equilíbrio à 6860C 
 
CO2(g) + H2(g) ∏ CO(g) + H2O(g) 
 
As concentrações das espécies reacionais em equilíbrio são [CO]=0,050 mol/L, 
[H2]=0,045 mol/L , [CO2]=0,086 mol/L, e [H2O]=0,040 mol/L. 
 
a) Calcule a Kc para a reação a 686 oC (R: K=0,52) 
b) Se a concentração de CO2 for aumentada para 0,50 mol L-1 pela adição de CO2 
ao meio reacional, quais serão as concentrações de todos os gases depois que o 
sistema restabelecer o equilíbrio? ( R: [CO]=0,075 mol/L, [H2]=0,020 mol/L , 
[CO2]=0,48 mol/L, e [H2O]=0,065 mol/L.) 
 
25) Que efeito tem um aumento de pressão em cada um dos seguintes sistemas em 
equilíbrio? Obs. A temperatura é mantida constante. Em cada caso, os reagentes estão 
contidos em um cilindro munido de um êmbolo móvel. 
 
a) A(s) ∏ 2B(s) 
b) 2A(l) ∏ B(l) 
c) A(s) ∏ B(g) 
d) A(g) ∏ B(g) 
e) A(g) ∏ 2B(g)