Lista de Exercícios de Quím Geral II - BQ - 2020 2 CINÉTICA (1)

Prévia do material em texto

Lista de Exercícios de Quím. Geral II – BQ - Prof. Fábio
Cinética Química
1)
t1/2 = 1 / k.[A]0 k = 1/ t1/2. [A]0 = 1/ 4,625. 87,17 = 2,51.10-3
2) A decomposição, em fase gasosa, do N2O3 em NO2 e NO é de primeira ordem com k = 3,2 x 10-4 s-1. Em uma reação na qual [N2O3] inicial é 1,00 mol/L, quanto tempo levará para esta concentração reduzir-se a 0,125 mol/L?
N2O3 NO + NO2 ln [A] = ln [A]0 – k.t ln 0,125 = ln 1 – 3,2.10-4. T
-2,079 = 0 – 3,2.10-4. t t = 2,079 / 3,2.10-4 t = 6.498s = 1,8h 
3) 
Vm A = - Δ [A]/ 3Δt = Vm E = Δ [E]/4 Δt VA /3 = VE /4 5/3 = VE/4 VE = 20/3 = 6,67 mol/s
4) 
Para a reação A + 2B 3C + 4D foram obtidas as seguintes velocidades
iniciais:
(a) Escreva a equação de velocidade da reação
(b) Calcule a constante de velocidade
(c) Calcule –d[A]/dt quando [A] = [B] = [X] = 0,500 mol/L
a) Ordem em relação ao A = 0. 
Ordem em relação ao B = 2.
Ordem em relação ao X = 1
V= k. [B]2. [X]1
b) 2,82.10-3 = k. (0,238)2 .0,254 k = 2,82.10-3/ 0,0143876 = 0,196
 
5) 
6) 
7) 
8) 
9)
10) 
Trata-se de uma reação de segunda ordem, pois a meia-vida depende da concentração inicial, de forma inversamente proporcional.
t1/2 = 1/ k.[A]0 K = 1/ t1/2. [A]0 = 1/ 2.1,2 K = 0,417
11)
t ½ = ln2 /k k = ln2 /t1/2 = 0,693 / 5720 = 1,21.10-4
ln [A] = ln [A]0 – k.t 
ln (0,89.10-14) = ln (1,1.10-13) - 1,21.10-4. t 
-32,35 = -29,84 – 1,21.10-4. T
t = 2,51 / 1,21.10-4 = 20.743 anos
12) 
ln (K2/K1) = Ea/R . (1/T1 – 1/T2)
ln (0,0216/0,00492) = Ea /8,31. (1/278 – 1/288)
1,479 = Ea/8,31.( 1,249.10-4) Ea = 1,479.8,31 / 1,249.10-4 Ea = 98,43 kJ.mol
13) Descobriu-se que o solo, nas proximidades da instalação de processamento nuclear de Rocky Falls, no Estado do Colorado (USA), foi contaminado com plutônio-239, cuja meia-vida é de 2,4.104 anos. Quantos anos levará para que a radioatividade caia a 20% do valor inicial?
ln[A] = ln[A]0 – K.t t1/2 = ln 2 /k k = ln 2/ t1/2 = ln 2 /2,4.104 = 2,89.10-5
ln 20 = ln 100 – 2,89.10-5. t t = 4,605 – 2,996 / 2,89.10-5 t = 55.674 anos
 14) Escreva a equação de velocidade e determine o valor da constante de velocidade para a decomposição térmica da fosfina a 680 °C, 
 4PH3(g) P4(g) + 6H2(g)
Dada a velocidade inicial da reação, que é 1,98 x 10-4 mol L-1 s-1 para uma [PH3] inicial de 1,00 x 10-2 mol/L e é de 8,91 x 10-4 mol L-1 s-1 quando a [PH3] inicial for 4,5 x 10-2 mol/L. Resposta: k= 1,98 x 10-2 s-1.
15)
Identifique as espécies químicas presentes no estágio II, o catalisador da reação e a expressão da lei de velocidade. R: SO3, NO e O2; NO2; v = k [SO2][NO2]. 
16) 
 Baseado nas informações apresentadas nessa figura, assinale a opção ERRADA. 
(A) O caminho reacional II envolve duas etapas. 
(B) A quantidade de energia liberada pelo caminho reacional I é igual à do caminho reacional II. 
(C) O composto K é um intermediário no processo reacional pelo caminho II. 
(D) O caminho reacional I mostra que a decomposição de X é de primeira ordem. 
(E) O caminho reacional II refere-se a reação catalisada. R: D
17) A decomposição química de um composto A apresenta cinética de primeira ordem. Um estudo sobre o decréscimo de concentração do composto versus o tempo é mostrado na seguinte tabela: 
De acordo com os dados obtidos:
a) Mostre, usando um método gráfico, que se trata de uma reação de 1ª ordem
t = 0 ln 25,00 = 3,22
t = 1 ln 18,95 = 2,94
t = 3 ln 10,88 = 2,39
t = 5 ln 6,25 = 1,83
ln [ ] k = 3,22 – 1,83 / 5 = 0,278
 t
b) O tempo de meia-vida para o decaimento do composto.
t1/2 = ln2/k = ln2 /0,278 = 2,49 h
c) O valor da constante de velocidade.
d) A concentração da substância A, decorridas 4 horas de reação.
ln [ A] = ln [A]0 – 0,278. 4
ln [ A] = 3,22 – 0,278. 4
ln [A] = 2,108
[A] = e2,108 = 8,23 mol/L
e) O tempo necessário para a decomposição de 99% do composto.
ln 1 = ln 100 – 0,278. T
 0 = 4,605 – 0,278. t
 t = 16,56 h
18) 
 V = k. [J]m (I) 3,6 = k. 5m (II) 9,6 = k. 8,2m dividir (II) por (I)
9,6/3,6 = k/k. (8,2/5)m 2,67 = 1,64m
log 2,67 = log 1,64m 0,426 = m. 0,214 m = 0,426 / 0,214 = 1,99 ~ 2 (2ª ordem)
v = k. [J]2 3,6 = k. 52 k = 3,6/25 = 0,144
19) Se Ea para uma reação for de 198 kJ/mol e a constante de velocidade for igual a 5,00.10-6 s- a 25°C, em que temperatura ela será igual a 5,00.10-5 s-1 ? R: 34°C.
ln K2/K1 = Ea / R ( 1/T1 – 1/T2)
ln 5.10-6/5.10-5 = 198/8,31.10-3 ( 1/ 298 – 1/ T2) 
20) A constante de velocidade da decomposição do NO2 apresenta o valor de 0,755 mol/L.s a 330°C e 4,02 mol/L.s a 378°C. Qual a energia de ativação dessa reação? R: 1,1.102 kJ/mol.
ln K2/K1 = Ea / R ( 1/T1 – 1/T2)