Lista de Cinética Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAPÁ 
PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO 
 
Disciplina: Físico-química II Curso de Química 
Professor: Alex de Oliveira Turma: _________ 
Aluno(a):_______________________________________________________________________ 
 
Atividade Avaliativa 
 
1. A velocidade da reação A + 2B→ 3C + D é 1 mol L-1 s-1. 
(a) Dê as velocidades de consumo e formação dos participantes do sistema reacional. 
(b) Quais as unidades de k quando a lei de velocidade for v = k [A][B]. 
(c) Dê a lei de velocidade em termos de velocidade de consumo de A e de formação de C. 
 
2. A velocidade de formação de C na reação 2A +B → 2C + 3D é de 1mol L-1s-1. 
(a) Dê a velocidade da reação e as velocidades de consumo e formação de A, C e D. 
(b) Se a cinética da reação tem a forma d[C]/dt = k[A][B][C]. Expresse a lei de velocidade 
em termos da velocidade da reação quais as unidades de k em cada caso? 
 
3. A 518 °C, a meia vida da decomposição de uma amostra de acetaldeído (etanal) gasoso, 
inicialmente a 363 Torr, é de 410 s. Quando a pressão era de 169 Torr, a meia vida era de 
880 s. Determine a ordem da reação. 
 
4. A constante de velocidade de decomposição de primeira ordem de um composto A na 
reação 2 A → P e k = 2,78 x 10 
-7
 s
-1
, a 25 °C. 
 
(a) Qual meia vida de A? 
(b) Qual a pressão em 10 h e 
(c) A 50 h depois do início da reação, sendo de 32,1 KPa a pressão inicial? 
 
5 Uma reação de segunda ordem do tipo A + 2B → P foi conduzida em uma solução que 
inicialmente era 0,075 mol L
-1
 em A e 0,08 mol L
-1
 em B. Depois de 1 h, a concentração de 
A caiu para 0,045 mol L
-1
. 
(a) Calcule a constante de velocidade da reação. 
(b) Quais as meias vidas de cada reagente? 
 
6 A reação 2 A → P é de segunda ordem, com k = 3,5 x 10-4 L mol-1 s-1. Calcule o tempo 
necessário para a concentração de A passar de 0,26 mol L
-1
 para 0,011 mol L
-1
. E a meia 
vida de A. 
 
7 A reação 2 A → P é de terceira ordem, com k = 3,5 x 10-4 L2 mol-2 s-1. Nesse caso, calcule o 
tempo necessário para a concentração de A passar de 0,077 mol L
-1
 para 0,021 mol L
-1
. 
 
 
8 A sacarose é um açúcar, C12H11O11, que se decompõe em frutose e glicose, em uma solução 
ácida, com a seguinte equação de velocidade, v = k[sacarose], k = 0,208 h
-1
 a 25 °C. Ache a 
meia-vida para da reação nessas condições. Calcule o tempo necessário para o 
desaparecimento de 87,5% da concentração inicial da sacarose. 
 
9 O peróxido de hidrogênio se decompõe no hidróxido de sódio diluído, a 20 °C, numa reação 
de primeira ordem: 2H2O2 (aq) → 2H2O (l) + O2 (g), v = k[H2O2], k = 1,06 x 10
-3
 min
-1
, se a 
concentração inicial do H2O2 for 0,02 mol L
-1
, qual a concentração do H2O2 depois de 
exatamente 100 min? Qual a fração do reagente que resta depois de decorrido um intervalo 
de exatamente 100 min? 
 
10 A decomposição do HI em fase gasosa: HI (g) → ½ H2 (g) + ½ I2 (g); tem a seguinte 
equação de velocidade, v = k[HI]
2
, onde k = 30 L mol
-1 
min
-1
, a 443 °C. Que intervalo de 
tempo é necessário para a concentração de HI cair de 0,01 mol L
-1
 para 0,005 mol L
-1
? 
Calcule a concentração depois de 12 min? 
 
11 O ciclopropano, C3H6, é usado misturado com o oxigênio como anestésico. Quando 
aquecido, este composto se reorganiza estruturalmente no propeno. Sendo que v = 
k[ciclopropano] e k = 5,4 x 10
-2
 h
-1
. Se a concentração inicial do ciclopropano for 0,05 mol 
L
-1
, quanto tempo em horas serão necessárias para que a concentração desse composto cai a 
0,01 mol L
-1
? Qual o tempo de meia vida do composto? 
 
12 A decomposição catalisada de H2O2 em solução aquosa é uma reação de primeira ordem, 
estudada mediante titulação de H2O2 não decomposta com uma solução de KMnO4. 
Construir um gráfico com os dados a seguir e calcular a constante específica de velocidade: 
 
Tempo (min) 0 5 10 20 30 50 
Volume de KMnO4 (cm
3
) 46,1 37,1 29,8 19,6 12,3 5,0 
 
13 Os dados a seguir referem-se à reação entre Na2S2O3 e CH3I, a 25 °C, sendo a concentração 
expressa em mol L
-1
. 
Tempo (min) 0 4,75 10 20 35 55 60 
Na2S2O3 35,35 30,5 27,0 23,2 20,3 18,6 17,1 
CH3I 18,25 13,4 9,9 6,1 3,2 1,5 0 
Mostrar que é uma reação de segunda ordem e calcular a constante especifica de velocidade. 
Observação, considere (a – x) = CH3I e (b –x ) = Na2S2O3. 
14 Os dados abaixo referem-se à decomposição do vapor do óxido de etileno (C2H4O) em 
metano (CH4) e monóxido de carbono (CO), a 415 °C: 
Tempo (min) 0 5 7 9 12 18 
Pressão (Torr) 116,51 122,56 125,72 128,74 133,23 141,37 
Mostre que a decomposição segue uma reação de primeira ordem e calcular a constate de 
velocidade. Observação: considere pi como pressão parcial do C2H4O e x como decréscimo 
no tempo t, e as pressões do CH4 e do CO como x. 
15 Um dos riscos das explosões nucleares é o fato da formação do 90Sr que se incorpora aos 
ossos, em lugar do cálcio. O nuclídeo emite β com energia de 0,55 MeV e tem meia vida de 
28, anos. Imagine que um recém-nascido incorpore 1,0 μg do nuclídeo ao nascer. Quanto 
tempo estará presente no organismo depois de (a) 18 anos e (b) 70 anos, na hipotese de não 
haver perdas por metabolismo. 
 
16 O metano é produzido por vários processos naturais (tais como pela digestão de celulose por 
animais ruminantes e a decomposição anaeróbica de rejeitos orgânicos) e processos 
industriais (tais como a produção de alimentos e o uso de combustíveis fósseis). Na reação 
bimolecular entre o metano e o radical hidroxila em fase gasosa, CH4 (g) + HO (g) → CH3 
(g) + H2O (g), os parâmetros de Arrhenius são A = 1,13 x 10 
9
 L mol
-1
 s
-1
 e Ea = 14,1 KJ 
mol
-1
. A reação é o principal processo de remoção do CH4 da atmosfera inferior. (a) Estime 
a velocidade de consumo do CH4. A concentração de média do OH seja de 1,5 x 10 
-15
 mol 
L
-1
 e do CH4 de 4 x 10
-8
 mol L
-1
 e temperatura é de –10 °C. (b) Estime a massa de CH4 
consumida anualmente por esta reação sendo o volume efetivo da atmosfera inferior da 
Terra igual a 4 x 10
21
 L. 
 
17 O gás nobre radônio, radioativo (222Rn), tem uma meia vida de 3,82 dias. Imagine que tenha 
Rn no porão de uma casa (12 x 7 m x 3m) e que gás tem uma pressão parcial de 1,0 x 10
-6
 
mmHg. (a) Quantos átomos de 
222
Rn existem em um litro de ar no porão? (b) Se não houver 
injeção de radônio no porão, quantos átomos de 
222
Rn existem por litro de ar, depois de 31 
dias? 
 
18 Os dados da tabela seguinte aplicam-se à reação (CH3)3CBr + H2O → (CH3)3COH + HBr. 
Determine a ordem da reação e a molaridade do (CH3)3CBr depois de 43,8 h. 
Tempo (h) 0 3,15 6,20 10 18,30 30,80 
[(CH3)3CBr] (10
-2
 mol L
-1
) 10,39 8,96 7,76 6,39 3,53 2,07 
 
19 Os dados da tabela seguinte foram obtidos na decomposição do N2O5 (g), a 67 °C, de acordo 
com reação 2 N2O5 (g) → 4 NO2 (g) + O2 (g). Determine a ordem da reação, a constante de 
velocidade e a meia-vida. Não é necessário trabalhar com um gráfico, pois é possível 
resolver o problema com estimativas das velocidades de variação da concentração. 
 
20 A seguinte tabela mostra as constantes de velocidade para o rearranjo de isonitrila de metila 
a várias temperaturas 
Temperatura (°C) k (s
-1
) 
189,7 2,52 x 10 
-5 
198,9 5,25 x 10
 -5 
230,3 6,30 x 10
 -4 
251,2 3,16 x 10 
-3 
(a) A partir desses dados, calcule a energia de ativação para a reação. 
(b) Qual é o valor da constante de velocidade a 430 K? 
 
21 Com os dados experimentais reproduzidos na tabela seguinte, calcule a energia de ativação 
Ea para a reação 2 N2O (g) → 2 N2 (g) + O2 (g) 
Temperatura (K) k (Lmol
-1
 s
-1
) 
1125 11,59 
1053 1,67
 
1001 0,380
 
838 0,0011
 
 
22 A 378,5 °C, o período de meia vida para decomposição térmica de primeira ordem do óxido 
de etileno é 33 min e a energia de ativação da reação, 217,36 KJ mol
-1
. A partir desses 
dados,calcular o tempo necessário para decompor 75% do óxido de etileno a 450°C.