1 Lista de Exercicios de Cinetica Quimica

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Lista de Exercicios de Cinetica Quimica 
 
1) A velocidade da reação A + 2B ➔ 3C e 1 mol dm-3 s-1. Pedem-se as velocidades de formação e 
de consumo de todos os participantes da reação. 
 
2) A constante de velocidade da decomposição do N2O5 na reação 2 N2O5(g) ➔ 4 NO2(g)+O2(g) é 
de k = 3,38.10-5 s-1 a 25ºC. Qual a meia-vida do N2O5? Qual a pressão depois de (a) 10 s e (b) 10 
min do início da reação, sendo de 500 mmHg a pressao inicial. 
 
3) Uma reação do tipo A+ B ➔ P, de primeira ordem em relação a cada reagente, foi conduzida 
numa solução que inicialmente era 0,075 mol dm-3 em A e 0,08 mol dm-3 em B. Depois de 1 h, a 
concentração de A caiu para 0,02 mol dm-3 (a) estime a constante de velocidade e b) a meia-vida 
de cada reagente. 
 
4) Conssidere duas reações ocorrendo em paralelo a partir do mesmo reagente, A ➔ P1 e A➔ 
P2, sendo as constantes de velocidade para cada reação 3,74 s-1 e 4,65 s-1, respectivamente. 
Pede-se determinar as concentrações dos produtos P1 e P2 no sistema reacional, após 1 h de 
reação, sendo de 0,5 mol dm-3 a concentração inicial de A no sistema. 
 
5) Acompanhou-se a variação da composição do sistema 2A ➔ B em fase líquida, obtendo-se os 
seguintes resultados: 
 
t/min 0 10 20 30 40 Infinito 
[B]/mol dm-3 0 0,089 0,153 0,2 0,23 0,312 
 
Determine a ordem de reação e a constante de velocidade. 
 
6) A 500ºC em fase gasosa, o ciclopropano isomeriza-se a propeno. Acompanha-se o progresso 
da reação através da pressao parcial do ciclopropano em função do tempo, com os seguintes 
resultados: 
 
P0/mmHg 200 200 400 400 600 600 
t/s 100 200 100 200 100 200 
P/mmHg 186 173 373 347 559 520 
 
Nesta tabela P0 é a pressão inicial do ciclopropano e P é a pressao parcial do ciclopropano após 
o tempo t de reação. Qual a ordem da reação e a constante de velocidade, nas condições 
consideradas? 
 
7) Os gráficos a seguir foram obtidos a partir dos dados de um mesmo experimento relativo a 
uma reação do tipo A2 ➔ B + C. Usando o método das equações integradas, pede-se, a partir 
destes gráficos, obter (a) a ordem de reação e (b) a respectiva constante de velocidade, com as 
unidades apropriadas. 
 
 
 
 
8) A energia de ativação para uma reação de segunda ordem 2A ➔ B + C vale 90 kJ moI-1 e o 
fator pré-exponencial vale 3,19.106 dm3 moI-1 s-1. Pede-se determinar: (a) a velocidade inicial da 
reação a 473 K e concentração inicial de A de 1,38 mol dm-3; (b) a meia vida do reagente A nas 
mesmas condições do item (a); (c) o tempo de reação necessário para converter 90% do 
reagente A, nas mesmas condições do item (a). 
 
9) A lei cinética de uma reação e r = k[A]n[B]m. Com base nos dados de velocidade inicial de 
reação mostrados abaixo, determine as ordens de reação em relação a A e B e a constante de 
velocidade em unidades apropriadas. 
 
103 [A]/mol dm-3 103 [B]/mol dm-3 103 r0/mol dm-3 s-1 
2,0 2,0 0,96 
2,0 4,0 0,48 
4,0 2,0 3,84 
 
10) A lei cinética para uma reação A + B ➔ P é do tipo: r=k[A][B]1/2. Para concentrações iniciais 
de A e B iguais a 3,0.10-3 mol dm-3 e sabendo que a constante de velocidade vale 1,8.10-5 dm3/2 
moI-1/2 s-1, determine a concentração de P no sistema após 1 h de reação. 
 
11) Uma popular regra, devida a vant' Hoff, enuncia que, tipicamente, a velocidade de uma 
reação dobra a cada 10 K de aumento na temperatura. Suponhamos que esta regra forneça uma 
estimativa correta da velocidade de uma reação para um aumento de temperatura de 300 para 
310 K. (a) Qual seria então a energia de ativação desta reação? (b) Para esta energia de ativação, 
qual seria a razão entre as velocidades para um aumento de temperatura de 300 para 350 K? (c) 
Qual o erro percentual cometido no cálculo da velocidade de reação a 350 K ao se usar a regra 
de vant' Hoff? 
 
12) A lei cinética de uma reação do tipo A+ B ➔ produtos é r=k[A]n[B]m. A tabela a seguir fornece 
os tempos de meia-vida do reagente A para algumas concentrações iniciais de A e B. 
 
103 [A]/mol dm-3 103 [B]/mol dm-3 t1/2/h 
2,0 2,0 2,4 
4,0 4,0 1,2 
2,0 100,0 0,033 
4,0 100,0 0,033 
 
Determine as ordens de reação em relação a A e B e a constante de velocidade da reação em 
unidades apropriadas. Considerar que nas duas últimas linhas da tabela o excesso de B em 
relação a A é suficientemente grande para que a concentração de B possa ser tomada como 
constante. 
 
13) Foi encontrada experimentalmente como lei cinética para a reação do H2 com o I2 para 
produzir HI a expressão: r=k[I2][H2]. No entanto, encontrou-se que o mecanismo da reação é o 
seguinte: 
I2 ⇋ 2I● 
I● + I● +H2 → 2 HI 
Deduza a expressão cinética correspondente a este mecanismo usando a aproximação do 
estado estacionário, explique em que circunstâncias esta expressão se reduz a encontrada 
experimentalmente e exprima a constante k da expressão experimental em função das 
constantes de velocidade das etapas elementares do mecanismo proposto (k1, k-1 e k2). 
 
14) Para a reação 2NO ➔ N2 + O2 foi proposto o seguinte mecanismo: 
2NO → N2O + O 
O + NO → O2 + N 
N + NO → N2 + O 
O + O ⇋ O2 
Neste esquema O● e N● são intermediários instáveis. Usando a aproximação do estado 
estacionário e considerando que existe equilíbrio entre os átomos e moléculas de oxigênio (4ª 
etapa em equilíbrio), pede-se determinar a lei cinética da reação. 
 
15) Segundo Ogg, a reação 2N2O5(g) ➔ 2NO2(g) + Q2(g) ocorre segundo o seguinte mecanismo: 
N2O5 → NO2 + NO3 
NO3 + NO2 → N2O5 
NO3 + NO2 → NO + NO2 + O2 
NO + N2O5 → 3 NO2 
Pede-se obter a lei cinética para a reação. Usar a aproximação do estado estacionário e 
considerar como intermediários instáveis o NO3 e o NO. 
 
16) Para a reação de decomposição térmica do acetaldeído foi proposto o seguinte mecanismo: 
CH3CHO → ●CH3 + ●CHO 
●CH3 + CH3CHO → CH4 + ●CH2CHO 
●CH2CHO → CO + ●CH3 
2 ●CH3 → C2H6 
Usando a aproximação do estado estacionário, pede-se determinar a expressão da velocidade 
de formação de CO em função da concentração de acetaldeído e das constantes de velocidade 
das diversas etapas da reação. 
 
17) Uma reação ocorre segundo o seguinte mecanismo: 
A + B ⇋ C + D 
2 C → G 
A 2ª etapa é a etapa lenta da reação. Sendo as energias de ativação para a 1ª etapa, para a 
reação reversa da 1ª etapa e para a 2ª etapa respectivamente 120 kJ moI-1, 96 kJ moI-1 e 200 kJ 
moI-1, pede-se: (a) a expressão da velocidade da reação em termos das concentrações de A, B e 
D; (b) o valor da energia de ativação aparente da reação global. 
 
18) A reação em fase gasosa 2 NO2 + F2 ➔ 2 NO2F obedece a lei cinética r=k[NO2][F2]. Proponha 
um mecanismo compatível com esta expressão cinética (não há necessariamente uma resposta 
única para este problema).