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1) CONCEITO: Considere a reação: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Aprendemos que para uma reação Química acontecer é necessário que hajam colisões entre as moléculas dos reagentes. Então, a medida que o tempo vai passando, moléculas de H2 colidem com moléculas de I2 pra formar o HI. Com o tempo, a reação consome cada vez mais H2 e I2 e forma-se cada vez mais HI. Com o sistema cheio de HI, é inevitável que este também sofra colisões, dando origem a uma nova reação química: 2HI(g) H2(g) + I2(g) Assim, temos, agora, duas reações químicas acontecendo simultaneamente, onde uma é o inverso da outra. Podemos representar as duas reações juntas: H2(g) + I2(g) 2HI(g) A nível de diferenciação apenas, chamemos a primeira reação de direta e a segunda de inversa. Dizemos que essa reações estão em equilíbrio, quando a velocidade das duas se igualam. Veja: 2) CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO: No equilíbrio, a velocidade da reação direta (vd) é a mesma velocidade da reação inversa (vi). O equilíbrio químico é um equilíbrio dinâmico. A igualdade das velocidades direta e inversa mantém o equilíbrio químico contínuo. Como resultado disso, as concentrações de todas as substâncias presentes permanecem constantes no decorrer do tempo. Podendo acontecer de termos mais produtos ou mais reagentes no equilíbrio. Veja: Qualquer reação reversível tende, naturalmente, ao equilíbrio, pois ao atingir o equilíbrio o sistema consome menos energia. E assim permanece, a não ser que algum fator externo interfira nessa situação. Portanto, o equilíbrio químico é obtido apenas nas reações que ocorrem em sistema fechado, onde não há a introdução ou remoção de matéria ou de energia. Não ocorrem mudanças visuais à reação em equilíbrio. 3) CONSTANTE DE EQUILÍBRIO: Como vimos, no equilíbrio podemos ter mais reagentes que produtos e vice- versa. Mas, como é possível saber isso? Quem nos fornece informações a respeito da composição do equilíbrio é a chamada constante de equilíbrio. Sabemos que ao obter o equilíbrio, as concentrações de todas as substâncias do sistema ficam constantes. Para relacionar essas concentrações no equilíbrio, para prever a extensão com que a reação ocorre em cada sentido, vamos apresentar uma constante de equilíbrio. Considere a reação reversível a seguir: sendo a, b, c, d como os seus respectivos coeficientes. Podemos escrever que: v1 = k1 [A]a . [B]b v2 = k2 [C]c . [D]d E, como sabemos, no equilíbrio as velocidades das duas reações, se igualam, isto é, v1 = v2. Logo, podemos escrever: Deixando as constantes de um único lado, podemos escrever que: Dessa forma, os químicos definiram k1/k2 como sendo K (Constante de Equilíbrio. Logo: Nesse caso, a constante chama-se Kc porque escrevemos a sua expressão usando concentrações. Caso usássemos pressões parciais, a constante seria chamada de Kp. Veja: k1 [A]a . [B]b = k2 [C]c . [D]d OBSERVAÇÕES: a) Podemos calcular o Kp a partir do Kc, estabelecendo a seguinte reação: Sendo que: Kp = constante de equilíbrio em termos de pressão parcial. Kc = constante de equilíbrio em termos de concentração. R = constante geral dos gases perfeitos. (0,082 atm . L/K . mol). T = temperatura absoluta (kelvin). ∆n = variação da quantidade de matéria da reação, levando em conta apenas os gases. O cálculo do ∆n ocorre a partir dos coeficientes da reação (quantidade em mols dos produtos – quantidade em mols dos reagentes) Exemplo 1: Exemplo 2: Exemplo 3: b) A constante só muda com a temperatura. c) Sólidos e Líquidos não participam da expressão do Kc e do Kp. 4) CÁLCULOS ENVOLVENDO A CONSTANTE: Existem três possibilidades de cálculos envolvendo as constantes. Possibilidade 1: Simples aplicação da expressão da constante. (UNIRIO) Um dos graves problemas ambientais que enfrenta a sociedade é, sem dúvida, a poluição causada por poluentes oriundos da queima de combustíveis fósseis, originando assim precipitação de chuvas ácidas. Um dos equilíbrios envolvidos na formação desse tipo de poluição pode ser representado pela equação: 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g) Considerando, hipoteticamente, uma situação atmosférica onde estão presentes em equilíbrio: 3 mols/L de SO2, 4 mols/L de O2 e 4 mols/L de SO3, o valor da constante de equilíbrio seria: a) 9/4 b) 2/3 c) 1/2 d) 4/9 e) 1,0 Repare que temos a concentração de todos no equilíbrio, assim: Kc = [SO3]2 [SO2]2 x [O2]1 Kc = (4)2 (3)2 x (4)1 Kc = 4/9. Possibilidade 2: Usar Quadro de Equilíbrio: Você irá usar o quadro quando não for possível resolver pela simples aplicação da expressão da constante. Veja: (UFPB) Se 1 mol de H2(g) e 1 mol de I2(g), em um recipiente de 1 litro, atingirem a condição de equilíbrio a 500 ºC, a concentração de HI no equilíbrio será: Dado: Kc = 49. a) 2,31 b) 5,42. c) 1,56. d) 3,29. e) 4,32. Resolução: Primeiro, vamos tentar usar a expressão da constante de equilíbrio Kc para descobrir a concentração de HI: Kc = [HI]2 [H2]1 x [I2]1 Como você pode observar, não será possível resolver pela expressão, agora, porque não conhecemos as concentrações de H2 e de I2. Assim, só nos resta escrever o quadro: Observe que ao escrever o quadro, colocamos a concentração dos participantes da reação, em função da mesma incógnita, “x”. Assim: Kc = [HI]2 [H2]1 x [I2]1 Kc = [2x]2 = 49 [1-x]1 x [1-x]1 Kc = [2x]2 = 49 [1-x]2 Tirando a raiz quadrada dos dois lados, ficaremos: 2x = 49 1-x x = 7/9. Substituindo o x no quadro que montamos, ficamos com: [H2] = [I2] = 1 – x = 1 – 7/9 = 2/9 mol/L [HI] = 2x = 14/9 = 1,56 mol/L Letra D. Possibilidade 3: Lei de Hess: É possível usar a Lei de Hess também no equilíbrio químico. As maldades que quero que você saiba são: a) se a equação for multiplicada por um número, você deve elevar a constante a esse número. Exemplo, a equação foi multiplicada por 2, então elevaremos o Kc a 2. b) se a equação for invertida, teremos: c) se somarmos equações (Eq1+Eq2+Eq3) devemos multiplicar as constantes (K1xK2xK3). 5) DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO: O deslocamento de equilíbrio é resumido pelo chamado Princípio de Le Chatelier, que diz: “Ao serem impostas modificações a um sistema em equilíbrio, o sistema reage no sentido de compensar estas modificações, reestabelecendo o equilíbrio.” O que significa deslocar um equilíbrio? Deslocar um equilíbrio químico significa fazer que a velocidade da reação direta fique diferente da velocidade da reação inversa (v1 ≠ v2). Nesse caso, existem duas situações possíveis: v1 > v2 Isto é, a reação direta é mais intensa. Então, podemos dizer que o equilíbrio foi deslocado no sentido de formação dos produtos. v1 < v2 Isto é, a reação inversa é mais intensa. Então, podemos dizer que o equilíbrio foi deslocado no sentido de formação dos reagentes. Fatores que deslocam um equilíbrio - Concentração - Temperatura - Pressão 5.1) Efeito da concentração Aumentando a concentração, o equilíbrio desloca-se para o lado contrário ao aumento. Diminuindo a concentração, o equilíbrio desloca- se para o mesmo lado da diminuição. Exemplo: Ao aumentarmos a concentração molar de H2(g) = desloca para direita. Ao diminuirmos a concentração molar de H2(g) = desloca para esquerda. Ao aumentarmos a concentração molar de H2O(g) = desloca para esquerda. 5.2) Temperatura: Aumento de temperatura = sentido endotérmico sempre. Abaixamento da temperatura = sentido exotérmico sempre. Para saber se a reação direta éendotérmica ou exotérmica, devemos conhecer o ∆H. 5.3) Pressão e Volume: Aumento de pressão = desloca para o lado que tem menos mol gasoso. Redução da pressão = desloca para o lado que tem mais mol gasoso. Exemplo: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 4 mols 2 mols Aumento da pressão = direita. Redução da pressão = esquerda. OBSERVAÇÕES IMPORTANTES: a) Se a questão mencionar volume, podemos pensar em pressão: Aumento de volume = redução da pressão. Redução de volume = aumento de pressão. b) Se tivermos o mesmo número de mol gasoso em ambos os lados, a pressão não deslocará o equiíbrio. H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) 2 mol 2 mol 5.3) Catalisador: NÃO DESLOCA O EQUILÍBRIO!!!! s s c s c s NÍVEL BÁSICO 1. (Ufpa 2016) O gráfico abaixo se refere ao comportamento da reação 2 2"A B 2AB".+ Pode-se afirmar que o equilíbrio dessa reação será alcançado quando o tempo for igual a a) 0t . b) 1t . c) 2t . d) 3t . e) 4t . 2. (Uece 2015) O tetróxido de dinitrogênio gasoso, utilizado como propelente de foguetes, dissocia-se em dióxido de nitrogênio, um gás irritante para os pulmões, que diminui a resistência às infecções respiratórias. Considerando que no equilíbrio a 60 C,° a pressão parcial do tetróxido de dinitrogênio é 1,4 atm e a pressão parcial do dióxido de nitrogênio é 1,8 atm, a constante de equilíbrio pK será, em termos aproximados, a) 1,09 atm. b) 1,67 atm. c) 2,09 atm. d) 2,31atm. 3. (Unimontes 2014) Em um tubo de ensaio contendo solução aquosa saturada de cloreto de sódio foi adicionada uma solução concentrada de ácido clorídrico, ocorrendo o que pode ser observado na figura. Dada a equação que representa o equilíbrio de solubilidade do cloreto de sódio, ( )(s) (aq)aqNaC Na C , + −+ assinale a alternativa CORRETA. a) A adição do íon comum cloreto favorece o equilíbrio para a esquerda. b) O ácido clorídrico reage com cloreto de sódio formando um precipitado. c) A solubilidade do cloreto de sódio é aumentada pela adição de HC . d) A adição do íon comum aumenta a solubilidade do cloreto de sódio. 4. (Uerj 2013) Um produto industrial consiste na substância orgânica formada no sentido direto do equilíbrio químico representado pela seguinte equação: A função orgânica desse produto é: a) éster b) cetona c) aldeído d) hidrocarboneto 5. (Ufsj 2012) O gráfico a seguir representa o andamento da reação ( ) ( )g gA B .↔ Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a) adicionando-se um catalisador, as concentrações de A e B em II não serão modificadas. b) a linha contínua identifica o composto A, pois a sua concentração é zero em I e vai aumentando com o tempo. c) em III, o sistema está em equilíbrio, pois as concentrações de A e B não variam mais com o tempo. d) a concentração de B permanece constante, pois os coeficientes estequiométricos da reação são iguais a 1. 6. (Ufsm 2012) O poliéster é um polímero sintético utilizado na confecção das roupas de bailarinos, pois esse material origina fibras de alta resistência à tração. Ele é obtido através da reação do ácido tereftálico com o etileno glicol: Assinale a alternativa que representa, qualitativamente, a variação no equilíbrio da concentração do poliéster com a temperatura. a) b) c) d) e) 7. (Ufrgs 2012) A constante de equilíbrio da reação CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) tem o valor de 14,5 a 500 K. As concentrações de metanol e de monóxido de carbono foram medidas nesta temperatura em condições de equilíbrio, encontrando-se, respectivamente, 0,145 mol.L-1 e 1 mol.L-1. Com base nesses dados, é correto afirmar que a concentração de hidrogênio, em mol.L-1, deverá ser a) 0,01. b) 0,1. c) 1. d) 1,45. e) 14,5. 8. (Upf 2018) O dióxido de nitrogênio é um gás de cor castanha que se transforma parcialmente em tetróxido de dinitrogênio, um gás incolor. O equilíbrio entre essas espécies pode ser representado pela equação: 2(g) 2 4(g)2 NO N O H 0∆ < Com base nas informações apresentadas e considerando as seguintes condições reacionais: I. Aumento da pressão. II. Aumento da temperatura. III. Adição de 2 4(g)N O . IV. Adição de 2(g)NO . Marque a alternativa que indica apenas as condições que deslocam o equilíbrio para a direita. a) I, II e III. b) I e IV. c) III e IV. d) I e II. e) II, III e IV. 9. (Ufrgs 2018) Considere os dados termodinâmicos da reação abaixo, na tabela a seguir. (g) 2(g) 2(g) (g)CO NO CO NO+ + Substânci a CO 2 NO 2CO NO fH (kJ mol −∆ 110,5− 33,2 393,5− 90,3 Com base nesses dados, considere as seguintes afirmações sobre o deslocamento do equilíbrio químico dessa reação. I. O aumento da temperatura desloca no sentido dos produtos. II. O aumento da pressão desloca no sentido dos produtos. III. A adição de 2CO desloca no sentido dos reagentes. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. 10. (Uece 2017) Um estudante de química retirou água do seguinte sistema em equilíbrio: 2(g) 4(g) 2(g) 2 ( ) 2(g)2 NO CH CO 2 H O N+ + + Em seguida, esse aluno constatou acertadamente que a) a concentração de metano diminuiu. b) o equilíbrio se desloca para a esquerda. c) a concentração do dióxido de carbono diminuiu. d) a concentração do nitrogênio gasoso diminuiu. 11. (Mackenzie 2018) Considerando-se o equilíbrio químico equacionado por (g) (g) 2(g)A 2 B AB ,+ sob temperatura de 300 K, a alternativa que mostra a expressão correta da constante de equilíbrio em termos de concentração em mols por litro é a) 2 2 [AB ] [A] [B]⋅ b) 2 2 [A] [B] [AB ] ⋅ c) 2 2 [AB ] [A] [B]+ d) 2 2 [A] [B] [AB ] + e) 2 2 2 [AB ] [A] [B]⋅ 12. (Fgv 2015) Os automóveis são os principais poluidores dos centros urbanos. Para diminuir a poluição, a legislação obriga o uso de catalisadores automotivos. Eles viabilizam reações que transformam os gases de escapamento dos motores, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono, em substâncias bem menos poluentes. Os catalisadores _______ a energia de ativação da reação no sentido da formação dos produtos, _______ a energia de ativação da reação no sentido dos reagentes e _______ no equilíbrio reacional. No texto, as lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por: a) diminuem … aumentam … interferem b) diminuem … diminuem … não interferem c) diminuem … aumentam … não interferem d) aumentam … diminuem … interferem e) aumentam … aumentam … interferem 13. (Ucs 2015) O oxigênio presente no ar atmosférico, ao chegar aos pulmões, entra em contato com a hemoglobina (Hem) do sangue, dando origem à oxiemoglobina 2(HemO ), que é responsável pelo transporte de 2O até as células de todo o organismo. O equilíbrio químico que descreve esse processo pode ser representado simplificadamente pela equação química abaixo. (aq) 2(g) 2(aq)Hem O HemO+ ↔ À medida que uma pessoa se desloca para locais de __________ altitude, a quantidade e a pressão parcial de 2O no ar vai __________ e esse equilíbrio vai se deslocando para a __________. Em função disso, a pessoa sente fadiga e tontura, e pode até morrer em casos extremos. O corpo tenta reagir produzindo mais hemoglobina; esse processo, porém, é lento e somente se conclui depois de várias semanas de “ambientação” da pessoa com a altitude. É interessante notar que os povos nativos de lugares muito altos, como o Himalaia, desenvolveram,através de muitas gerações, taxas de hemoglobina mais elevadas que a dos habitantes à beira-mar. Esse fenômeno proporciona uma boa vantagem, por exemplo, aos jogadores de futebol da Bolívia, em relação aos seus adversários estrangeiros, quando disputam uma partida na cidade de La Paz, a mais de 3.600m de altitude. Assinale a alternativa que preenche correta e respectivamente, as lacunas acima. a) maior – aumentando – esquerda b) maior – diminuindo – esquerda c) menor – diminuindo – esquerda d) menor – diminuindo – direita e) maior – aumentando – direita 14. (Udesc 2014) Para a reação em equilíbrio 2(g) 2(g) 3(g)N 3 H 2 NH H 22 kcal;Δ+ = − assinale a alternativa que não poderia ser tomada para aumentar o rendimento do produto. a) Aumentar a concentração de H2 b) Aumentar a pressão c) Aumentar a concentração de N2 d) Aumentar a temperatura e) Diminuir a concentração de NH3 15. (Pucrj 2013) O NO pode ser produzido, numa certa temperatura, como indicado na equação termoquímica abaixo: ( ) ( ) ( ) ( )23 g 2 g g g4 NH 5 O 4 NO 6 H O H 900 kJ+ + ∆ = - Sobre a reação, é correto afirmar que: a) ela é endotérmica na formação de NO e H2O. b) ela requer 900 kJ de energia na formação de 1 mol de NO. c) em temperaturas mais baixas aumenta o rendimento da formação de NO e H2O. d) ao alcançar o equilíbrio, a expressão da constante de equilíbrio, em função das pressões parciais, será KP = {[H2O] x [NO]} / {[O2] x [NH3]}. e) se trata de um equilíbrio heterogêneo. NÍVEL MÉDIO 1. (Espcex (Aman) 2017) Os corais fixam- se sobre uma base de carbonato de cálcio 3(CaCO ), produzido por eles mesmos. O carbonato de cálcio em contato com a água do mar e com o gás carbônico dissolvido pode estabelecer o seguinte equilíbrio químico para a formação do hidrogenocarbonato de cálcio: 3(s) 2(g) 2 ( ) 3 2(aq)CaCO CO H O Ca(HCO )+ + Considerando um sistema fechado onde ocorre o equilíbrio químico da reação mostrada acima, assinale a alternativa correta. a) Um aumento na concentração de carbonato causará um deslocamento do equilíbrio no sentido inverso da reação, no sentido dos reagentes. b) A diminuição da concentração do gás carbônico não causará o deslocamento do equilíbrio químico da reação. c) Um aumento na concentração do gás carbônico causará um deslocamento do equilíbrio no sentido direto da reação, o de formação do produto. d) Um aumento na concentração de carbonato causará, simultaneamente, um deslocamento do equilíbrio nos dois sentidos da reação. e) Um aumento na concentração do gás carbônico causará um deslocamento do equilíbrio no sentido inverso da reação, no sentido dos reagentes. 2. (Ufjf-pism 3 2017) Considere os seguintes equilíbrios que envolvem 2(g)CO e suas constantes de equilíbrio correspondentes: 2(g) (g) 2(g) 1 (g) 2(g) 2(g) 2 CO CO 1 2 O K 2 CO O 2 CO K + + Marque a alternativa que correlaciona as duas constantes de equilíbrio das duas reações anteriores. a) 22 1K 1 (K )= b) 22 1K (K )= c) 2 1K K= d) 2 1K 1 K= e) 1 22 1K (K )= 3. (Uem-pas 2017) O oxigênio 2(O ) do ar que respiramos, ao chegar aos pulmões, entra em contato com a hemoglobina (Hb) do sangue, dando origem à oxiemoglobina 2(HbO ), que é responsável pelo transporte de 2O até as células do organismo. Assim, ocorre no sangue o seguinte equilíbrio químico: (aq) 2(g) 2(aq)Hb O HbO+ Sobre estas informações e sobre os conceitos de equilíbrio químico, assinale o que for correto. 01) Em grandes altitudes, algumas pessoas podem sentir tonturas e fadiga, devido ao equilíbrio deslocar-se para a esquerda. 02) Pessoas com maior taxa de produção de hemoglobina tendem a sentir mais o efeito da altitude. 04) A reação química apresentada trata de um equilíbrio químico homogêneo. 08) A expressão algébrica do equilíbrio químico que representa a formação de oxiemoglobina é 2 2K [Hb][O ] [HbO ].= 16) Podemos afirmar que a reação está em equilíbrio químico, pois a velocidade de formação da oxiemoglobina igualou-se à velocidade de formação da hemoglobina. 4. (Pucmg 2016) A constante de equilíbrio informa as concentrações dos produtos e reagentes presentes no equilíbrio de uma reação química. É INCORRETO afirmar que o valor da constante de equilíbrio: a) não depende da pressão. b) depende da temperatura. c) não pode ser negativo. d) depende da concentração inicial dos reagentes. 5. (Uepg 2016) Amônia gasosa 3(NH ) foi obtida em um recipiente a 25 C,° onde se adicionou 1,0 mol de 2(g)N e 3,0 mols de 2(g)H . Considerando a reação e a condição de equilíbrio do sistema, assinale o que for correto. 01) A reação é representada pela equação 2(g) 2(g) 3(g)N 3 H 2 NH .+ 02) A constante de equilíbrio pode ser expressa como [ ] [ ] [ ]2C 233 2K NH / N H .= 04) Se no equilíbrio [ ] [ ] [ ]3 2 2NH N H 2,0 mol L,= = = então CK 0,25.= 08) A retirada de gás amônia do sistema desloca o equilíbrio para a esquerda. 16) A formação de 0,1 mol de 3NH indica que em condições de estequiometria reagiu 0,3 mol de 2N . 6. (Pucpr 2016) O Princípio de Le Chatelier infere que quando uma perturbação é imposta a um sistema químico em equilíbrio, este irá se deslocar de forma a minimizar tal perturbação. Disponível em: <brasilescola.com/exercicios- quimica/exercicios-sobre-principio-le- chatelier.htm> O gráfico apresentado a seguir indica situações referentes à perturbação do equilíbrio químico indicado pela equação 2(g) 2(g) (g)H I 2HI+ A partir da equação química apresentada e da observação do gráfico, considerando também que a reação é endotérmica em favor da formação do ácido iodídrico, a dinâmica do equilíbrio favorecerá a) a formação de iodo quando da adição de gás hidrogênio. b) o consumo de iodo quando da adição de gás hidrogênio. c) a diminuição na quantidade de ácido iodídrico quando do aumento da temperatura. d) o aumento na quantidade das substâncias simples quando ocorrer elevação da pressão total do sistema. e) formação de gás hidrogênio na reação direta a partir de 1t , em virtude da adição de ácido iodídrico. 7. (Unisc 2016) Considerando a reação a seguir, endotérmica 2(g) 2(g) (g)exotérmica 1N 1O 2 NO H 43,2 Kcal→+ ∆ = +← O único fator que provoca seu deslocamento para a direita é a) a adição do gás NO. b) o aumento de pressão sobre o sistema. c) a retirada de 2N gasoso do sistema. d) a diminuição da pressão do sistema. e) o aumento da temperatura sobre o sistema. 8. (Cefet MG 2015) O processo de obtenção da amônia é representado pela equação não balanceada seguinte. 2(g) 2(g) 3(g)H N NH+ Em um recipiente fechado foram colocados 3 mo s de hidrogênio e 1mo de nitrogênio, sendo que a pressão total inicial foi de 40 atm. Após o equilíbrio, essa pressão diminuiu para 30 atm. Nessas condições, a pressão parcial da amônia no equilíbrio, em atm, é igual a a) 5. b) 10. c) 15. d) 20. e) 30. 9. (Cefet MG 2014) Observe os dados referentes à reação reversível entre os compostos A e B. (g) (g) eqA B K 1,5= No equilíbrio, a conversão de A em B, comparada à reação inversa a) possui velocidade maior. b) é acelerada pelo uso do catalisador. c) envolve menor variação de entalpia. d) apresenta maior energia de ativação. e) é favorecida pelo aumento da pressão. 10. (Mackenzie 2014) Considere o processo representado pela transformação reversível equacionada abaixo. 2(g) 2(g) (g)A B 2 AB H 0Δ+ > Inicialmente, foram colocados em um frasco com volume de 10 L, 1 mol de cada um dos reagentes. Após atingir o equilíbrio, a uma determinadatemperatura T, verificou-se experimentalmente que a concentração da espécie AB(g) era de 0,10 mol/L. São feitas as seguintes afirmações, a respeito do processo acima descrito. I. A constante KC para esse processo, calculada a uma dada temperatura T, é 4. II. A concentração da espécie A2(g) no equilíbrio é de 0,05 mol/L. III. Um aumento de temperatura faria com que o equilíbrio do processo fosse deslocado no sentido da reação direta. Assim, pode-se confirmar que a) é correta somente a afirmação I. b) são corretas somente as afirmações I e II. c) são corretas somente as afirmações I e III. d) são corretas somente as afirmações II e III. e) são corretas as afirmações I, II e III. 11. (Cefet MG 2013) Durante um experimento, um estudante preencheu metade do volume de uma garrafa com água e, em seguida, fechou o recipiente deixando-o sobre a mesa. Nesse sistema, o equilíbrio será atingido quando a(o) a) condensação se iniciar. b) processo de evaporação for finalizado. c) quantidade de líquido for igual à de vapor. d) velocidade da evaporação for igual à de condensação. e) quantidade de vapor for o dobro da quantidade de água. 12. (Ufsj 2013) A equação química abaixo representa a dissociação do 5PC ( ) ( ) ( )5 g 3 g 2 gPC PC C+ Para se deslocar o equilíbrio para a direita, deve-se a) adicionar um catalisador. b) diminuir a pressão do sistema. c) diminuir a concentração de 5PC d) aumentar a concentração de 2C 13. (Ibmecrj 2013) Num recipiente fechado, de volume constante, hidrogênio gasoso reage com excesso de carbono sólido, formando gás metano, como descrito na equação: (s) 2(g) 4(g)C 2H CH+ ↔ Essa reação foi realizada em duas temperaturas, 800 a 900 K e, em ambos os casos, a concentração de metano foi monitorada, desde o inicio do processo, até certo tempo após o equilíbrio ter sido atingido. O gráfico apresenta os resultados desse experimento: Após as informações, foram feitas algumas considerações. Assinale a alternativa que indica considerações corretas: I. A adição de mais carbono, após o sistema atingir o equilíbrio, favorece a formação de mais gás metano. II. A reação de formação do metano é exotérmica. III. O número de moléculas de metano formadas é o mesmo de moléculas de hidrogênio consumidas na reação. IV. O resfriamento do sistema em equilíbrio de 900 K para 800 K provoca uma diminuição da concentração de metano. a) I b) II c) I e II d) II e III e) III 14. (Udesc 2013) Considere a seguinte reação química em equilíbrio: 2 6 2 2 4 2Co(H O) C 2NaC Na CoC 6H O H 0 rosa azul + + > Δ Esta equação representa a reação química na qual se baseiam alguns objetos decorativos que indicam alteração no tempo, principalmente com relação a mudanças na umidade relativa do ar. A superfície do objeto é revestida com sais a base de cloreto de cobalto (II), que apresenta coloração azul. Com relação a esse equilíbrio, assinale a alternativa correta. a) A diminuição da temperatura, juntamente com aumento da umidade, desloca o equilíbrio para a direita, tornando azul a superfície do objeto. b) O aumento da umidade faz com que a concentração dos íons cloreto diminua, deslocando assim o equilíbrio para a direita. c) O aumento da umidade do ar faz com que o equilíbrio se desloque para a esquerda, tornando rosa a cor do objeto. d) A diminuição da temperatura, mantendo a umidade constante, torna o objeto azul. e) O aumento da temperatura, mantendo a umidade constante, faz com que haja evaporação da água da superfície do objeto, tornando-o rosa. 15. (Acafe 2012) Nos grandes centros urbanos, impurezas sólidas liberadas pelos canos de escapamento dos veículos, quando misturadas à neblina, provocam uma névoa de poluição ao nível do solo, denominada smog (do inglês, smoke: fumaça e fog: neblina). Uma reação importante na formação do smog é representada por: ( ) ( ) ( ) ( )3 g g 2 g 2 gO NO O NO+ + Dados: 34K 6,0 10= × Valores de entalpia de formação Substância Entalpia de Formação ( )1kJ mol−⋅ 2O 0 3O 142,67 NO 90,29 2NO 33,10 Considerando as informações anteriores, assinale a alternativa correta. a) Na reação, a quantidade de calor absorvida é igual a 199,86 kJ.+ b) A quantidade de calor envolvida na reação é igual a 199,86 kJ− e a reação é exotérmica. c) O valor numérico de K indica que na situação de equilíbrio químico haverá mais reagentes do que produtos. d) A diminuição da concentração de NO desloca o equilíbrio para a direita. NÍVEL ENEM 1. (Enem 2015) Hipóxia ou mal das alturas consiste na diminuição de oxigênio 2(O ) no sangue arterial do organismo. Por essa razão, muitos atletas apresentam mal-estar (dores de cabeça, tontura, falta de ar etc.) ao praticarem atividade física em altitudes elevadas. Nessas condições, ocorrerá uma diminuição na concentração de hemoglobina oxigenada 2(HbO ) em equilíbrio no sangue, conforme a relação: (aq) 2(aq) 2(aq)Hb O HbO+ Mal da montanha. Disponível em: www.feng.pucrs.br. Acesso em: 11 fev. 2015 (adaptado). A alteração da concentração de hemoglobina oxigenada no sangue ocorre por causa do(a) a) elevação da pressão arterial. b) aumento da temperatura corporal. c) redução da temperatura do ambiente. d) queda da pressão parcial de oxigênio. e) diminuição da quantidade de hemácias. 2. (Enem 2015) Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam seus efluentes nos corpos d'água, como rios e lagos, podendo afetar o equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio pode ser adicionado ao efluente, em quantidades apropriadas, pois produz bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são apresentadas: I. 2 3(s) 2(g) 2 ( ) (aq) 3(aq)CaCO CO H O Ca 2 HCO + −+ + + II. 23(aq) (aq) 3(aq)HCO H CO − + −+ 111K 3,0 10 −= × III. 2 23(s) (aq) 3(aq)CaCO Ca CO + −+ 92K 6,0 10 −= × IV. 2(g) 2 ( ) (aq) 3(aq)CO H O H HCO + −+ + 73K 2,5 10 −= × Com base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 25 C,° qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I? a) 264,5 10−× b) 55,0 10−× c) 90,8 10−× d) 50,2 10× e) 262,2 10× GABARITO NÍVEL BÁSICO Resposta da questão 1: [D] O tempo de equilíbrio irá acontecer com as concentrações dos reagentes e produtos se tornarem constantes, ou seja, a partir de 3t . Resposta da questão 2: [D] 2 4(g) 2(g)N O 2NO No equilíbrio teremos: 2 2 4 2 2NO p N O p (1,8)K 2,31 p 1,4 = = = Resposta da questão 3: [A] De acordo com o Princípio de Le Chatelier, a adição do íon comum de cloreto irá deslocar o equilíbrio para o sentido dos reagentes, ou seja, para a esquerda. Resposta da questão 4: [A] Teremos: Resposta da questão 5: [C] Comentários das alternativas: [A] Falsa. O uso do catalisador faz com que a reação alcance o equilíbrio mias cedo. Isso significa que em II as concentrações de reagente e produto estarão mais próximas do estado de equilíbrio com uso do catalisador. [B] Falsa. A linha continua realmente identifica A, mas não parte de zero. [C] Verdadeira. No equilíbrio, as concentrações de A e B estão constantes. [D] Falsa. A linha tracejada corresponde a B (produto) e não é constante durante toda a reação. Resposta da questão 6: [E] Sabemos que num sistema reversível a variação de temperatura provoca deslocamentos, isto é, favorece a produção de produtos ou reagentes. De maneira geral, observa-se que um aumento na temperatura do sistema provocará favorecimento da reação endotérmica (aquela que absorve calor). No caso em questão,a reação endotérmica é a inversa, o que pode ser verificado pelo sinal negativo da variação e entalpia. Assim, o aumento de temperatura provocará um deslocamento no sentido da formação de reagentes, isto é, haverá consumo do poliéster. Por isso o gráfico correto encontra-se na alternativa [E]. Resposta da questão 7: [B] A expressão da constante de equilíbrio é: 3 2 2 [CH OH] K [CO] [H ] = ⋅ Logo: 32 [CH OH] [H ] [CO] K = ⋅ Substituindo os valores dados, teremos: 2 0,145[H ] 0,1mol L 1 14,5 = = ⋅ Resposta da questão 8: [B] [I] Com o aumento da pressão o equilíbrio será deslocado para a direita, no sentido da diminuição de volume. 2(g) 2 4(g)2 NO 1N O 2 volumes 1 volume P V k P V k deslocamento para a direita (diminuição de volume) →← →← × = ↑ × ↓ = ⇒ [II] Com o aumento da temperatura o equilíbrio será deslocado no sentido da reação endotérmica, ou seja, para a esquerda. Reação exotérmica ( H 0) (favorecida pela diminuição de temperatura) 2(g) 2 4(g)Reação endotérmica ( H 0) (favorecida pela elevação de temperatura) 2 NO N O ∆ < ∆ > →← [III] Com a adição de 2 4(g)N O , o equilíbrio será deslocado no sentido de seu consumo, ou seja, para a esquerda. →← 2(g) 2 4(g)Deslocamento para aesquerda Aumento de concentração 2 NO N O [IV] Com a adição de 2(g)NO , o equilíbrio será deslocado no sentido de seu consumo, ou seja, para a direita. Deslocamento para adireita 2(g) 2 4(g) Aumento de concentração 2 NO N O→← Resposta da questão 9: [C] [I] Incorreta. O aumento da temperatura desloca no sentido dos reagentes (reação endotérmica). [ ] [ ] − + − + →+ +← = − = − + − − + = − + (g) 2(g) 2(g) (g) 110,5 kJ 33,2 kJ 393,5 kJ 90,3 kJ produtos reagentes Exotérmica (favorecida pela diminuição da tempera (g) 2(g) 1CO 1NO 1CO 1NO H H H H 393,5 90,3 110,5 33,2 H 225,9 kJ CO NO Δ Δ Δ → + = −← tura 2(g) (g)Endotérmica (favorecida pela elevação da temperatura CO NO H 225,9 kJ / molΔ [II] Incorreta. A variação de pressão não desloca o equilíbrio. →+ +← →← (g) 2(g) 2(g) (g) 2 volumes 2 volumes 1CO 1NO 1CO 1NO 2 volumes 2 volumes [III] Correta. A adição de 2CO desloca no sentido dos reagentes. →+ +←(g) 2(g) 2(g) (g)Deslocamento para a esquerda Aumento de concentração CO NO CO NO Resposta da questão 10: [A] Com a retirada da água o equilíbrio químico desloca para a direita e, consequentemente, a concentração de metano diminui. →+ + +← Deslocamento para a direita 2(g) 4(g) 2(g) 2 ( ) 2(g) Re tirada de água 4 2 NO CH CO 2 H O N [CH ] diminui. Resposta da questão 11: [A] Direta (g) (g) 2(g)Inversa 1 A 2 B 1 AB→+ ← Padrão: equação direita 1 2(g) e 1 2 (g) (g) AB K A B = × Resposta da questão 12: [B] Os catalisadores diminuem a energia de ativação da reação no sentido da formação dos produtos, diminuem a energia de ativação da reação no sentido dos reagentes (criando um caminho alternativo para a reação) e não interferem no equilíbrio reacional, ou seja, não deslocam o equilíbrio químico. Resposta da questão 13: [B] (aq) 2(g) 2(aq)esquerda diminui direta (aq) 2(g) diminui direta inversa Hem O HemO v k[Hem ][O ] v v deslocamento para a esquerda. →+ ← = < ⇒ À medida que uma pessoa se desloca para locais de menor altitude, a quantidade e a pressão parcial de 2O no ar vai diminuindo e esse equilíbrio vai se deslocando para a esquerda. Resposta da questão 14: [D] Teremos: Exotérmica diminuição da temperatura 2(g) 2(g) 3(g)Endotérmica elevação da temperatura N 3 H 2 NH H 22 kcal;Δ→+ = −← A elevação da temperatura diminui o rendimento do produto. Resposta da questão 15: [C] Comentários das alternativas: [A] Falsa. O sinal negativo da variação de entalpia refere-se a uma reação exotérmica. [B] Falsa. 900 kJ de energia são liberados na formação de 4 mols de NO(g). [C] Verdadeira. Como a reação direta é exotérmica, ela é favorecida pela diminuição de temperatura do sistema, isto é, uma diminuição na temperatura desloca o equilíbrio para a direita. [D] Falsa. A expressão correta da constante de equilíbrio em função das pressões é: 4 6 2 4 5 3 2 pNO pH OKp . pNH pO ⋅ = ⋅ [E] Falsa. O equilíbrio é homogêneo, pois apresenta todos os seus constituintes na mesma fase, gasosa. GABARITO NÍVEL MÉDIO Resposta da questão 1: [C] Um aumento na concentração do gás carbônico causará um deslocamento do equilíbrio no sentido direto da reação, o de formação do produto. Deslocamento para a direita 3(s) 2(g) 2 ( ) 3 2(aq) Aumento na concentração CaCO CO H O Ca(HCO )→+ + ← Resposta da questão 2: [A] 2(g) (g) 2(g) 1 22 1 2 (g) 2(g) 2(g) 2 2 2 2 2 2 2 1 CO CO 1 2 O [CO] [O ]K [CO ] 2 CO O 2 CO [CO ]K [CO] [CO ] 1K (K ) + ⋅ = + = ⋅ = Resposta da questão 3: 01 + 16 = 17. [01] Correta. Em elevadas altitudes o ar é rarefeito, com isso, ocorre a diminuição da concentração de oxigênio, deslocando o equilíbrio no sentido dos reagentes (esquerda). [02] Incorreta. A produção de hemoglobina irá deslocar o equilíbrio para a direita, diminuindo o efeito da altitude. [04] Incorreta. O equilíbrio é heterogêneo, pois as substâncias estão em diferentes estados físicos. [08] Incorreta. A expressão de equilíbrio será: 2 2 [HbO ]K [Hb] [O ] = ⋅ [16] Correta. O equilíbrio químico acontece no momento que a velocidade da reação direta é igual da reação inversa. Resposta da questão 4: [D] A constante de equilíbrio depende dos valores das concentrações dos reagentes e dos produtos quando o equilíbrio químico é alcançado, ou seja, quando a velocidade da reação direta se iguala à velocidade da reação inversa. Resposta da questão 5: 01 + 04 = 05. [01] Correta. A reação de formação da amônia é dada por: 2(g) 2(g) 3(g)N 3 H 2 NH .+ [02] Incorreta. A constante de equilíbrio dessa reação é expressa por: 2 3 C 3 2 2 [NH ] K . [H ] [N ] = ⋅ [04] Correta. 2 C 3 [2,0]K 0,25. [2,0] [2,0] = = ⋅ [08] Incorreta. A retirada de produto (gás amônia) desloca o equilíbrio no sentido direto, ou seja, no sentido de formação de produto. [16] Incorreta. A proporção estequiométrica dada pela reação é: 2(g) 2(g) 3(g)N 3 H 2 NH 1 mol 3 mols 2 mols 0,05mol 0,15mol 0,1 mol + Assim, na formação de 0,1mol de amônia, foram gastos 0,05 mol de gás nitrogênio. Resposta da questão 6: [B] [A] Incorreta. De acordo com a reação 2(g) 2(g) (g)H I 2HI ,+ e o princípio de Le Chatelier, ao adicionar gás hidrogênio, a reação se deslocará no sentido de formação do ácido iodídrico, [B] Correta. Ao acrescentar gás hidrogênio, haverá consumo do gás iodo (reagente) e formação de ácido iodídrico. [C] Incorreta. Como a reação é endotérmica, um aumento da temperatura irá deslocar a reação no sentido de produção de ácido iodídrico. [D] Incorreta. A elevação da pressão desloca no sentido de menor volume, porém, o volume molar é o mesmo nos dois sentidos da reação, portanto, um aumento da pressão não irá deslocar o equilíbrio químico. [E] Incorreta. Em 1t haverá adição de gás hidrogênio não de ácido iodídrico. Resposta da questão 7: [E] O aumento da temperatura favorece a reação endotérmica, ou seja, no sentido de formação de produto. Resposta da questão 8: [B] 2 2 3(g)3H N 2NH 3x x 2x 3x x 2x 30 x 5 + + + = = Proporção de 3:1:2 As pressões parciais, para 30 atm serão: 2 2 3 H (3 5) 15 atm N 5 atmNH (2 5) 10 atm = ⋅ = = = ⋅ = Resposta da questão 9: [D] [A] Incorreta. Por apresentar maior Eat sua velocidade é menor; [B] Incorreta. Pois o catalisador aumenta a velocidade em ambos os sentidos; [C] Incorreta. O HΔ é o mesmo para as reações direta e inversa, mudando apenas o sinal. [D] Correta. A Eat A > Eat B. [E] Incorreta. Nesse caso, a proporção estequiométrica da reação é 1:1, sendo assim, o aumento da pressão não influencia no equilíbrio. Resposta da questão 10: [E] A constante KC para esse processo, calculada a uma dada temperatura T, é 4. 2(g) 2(g) (g) 2 2 eq 2 2 A B 2 AB 0,10mol / L 0,10mol / L 0 (início) 0,05 mol / L 0,05 mol / L 0,10 mol / L (durante) 0,05 mol / L 0,05 mol / L 0,10 mol / L (equilíbrio) [AB] (0,10)K 4 [A ][B ] 0,05 0,05 + − − = = = × A concentração da espécie A2(g) no equilíbrio é de 0,05 mol/L. Um aumento de temperatura faria com que o equilíbrio do processo fosse deslocado no sentido da reação direta (processo endotérmico). endotérmico; T 2(g) 2(g) exotérmico; T A B 2AB H 0Δ ↑ ↓ →+ >← Resposta da questão 11: [D] O equilíbrio será atingido quando a velocidade de evaporação se igualar à velocidade de condensação. Resposta da questão 12: [B] Para se deslocar o equilíbrio para a direita, deve-se diminuir a pressão do sistema (pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais): ( ) ( ) ( ) diminuição da pressão 5 g 3 g 2 gaumento da pressão1mol 2 mols 1 volume 2 volumes PC PC C→ +← Resposta da questão 13: [B] A reação de formação do metano é exotérmica, pois, verifica-se pelo gráfico que a concentração de metano é maior a 800 K do que a 900 K: Resposta da questão 14: [C] Teremos: 2 6 2 2 4 2esquerda aumentoazulrosa da concentração Co(H O) C 2NaC Na CoC 6H O H 0Δ→+ + >← Como a reação direta é endotérmica, uma elevação na temperatura do sistema desloca o equilíbrio para a direita, tornando o objeto azul. Como a reação inversa é exotérmica, uma diminuição na temperatura do sistema desloca o equilíbrio para a esquerda, tornando o objeto rosa. Resposta da questão 5: [B] Teremos: ( ) ( ) ( ) ( )3 g g 2 g 2 gO NO O NO 142,67 90,29 0 33,10 H [0 33,10] [142,67 90,29] 199,86 kJ (reação exotérmica; H 0)Δ Δ + + + + + = + − + = − < GABARITO NÍVEL ENEM Resposta da questão 1: [D] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] Teremos: 2(g) 2(aq)O O 1mol 0 mol Quanto maior a altitude, menor a pressão (P) : queda da pressão parcial do 2O . P V k↓ × ↑= Deslocamento para a esquerda: 2(g) 2(aq)esquerda O O→← A concentração 2(aq)O diminui. O equilíbrio abaixo também desloca para a esquerda: (aq) 2(aq) 2(aq)esquerda Hb O HbO→+ ← Conclusão: a concentração de hemoglobina oxigenada no sangue diminui devido à queda da pressão parcial do oxigênio. Resposta da questão 2: [B] [I] 2 3(s) 2(g) 2 ( ) (aq) 3(aq)CaCO CO H O Ca 2 HCO + −+ + + + − = 2 2 3 reação I 2 [Ca ][HCO ] K [CO ] [II] 23(aq) (aq) 3(aq)HCO H CO − + −+ + − − = 2 3 1 3 [H ][CO ] K [HCO ] [III] 2 23(s) (aq) 3(aq)CaCO Ca CO + −+ + −= 2 22 3K [Ca ][CO ] [IV] 2(g) 2 ( ) (aq) 3(aq)CO H O H HCO + −+ + + − = 33 2 [H ][HCO ] K [CO ] Observa-se que: + − + − = = 2 2 3 reação I 2 2 2 3 reação I [Ca ][HCO ] K [CO ] [Ca ] [CO ] K +× [H ] − + 3 2 [HCO ] [CO ] [H ] −23[CO ] + − − − − − − = × = × × × = × = × 2 2 3 2 3 2 3 reação I 1 9 7 reação I 11 5 reação I [Ca ][HCO ] [CO ] [HCO ] K K K K 6,0 10 2,5 10K 3,0 10 K 5,0 10 Fatores que deslocam um equilíbrio 5.1) Efeito da concentração
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