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QUÍMICA Capítulo 4 Cinética Química304 Condição experimental Tempo de duração da reação no experimento (t) Temperatura (°C) Catalisador 1 t1 60 ausente 2 t2 75 ausente 3 t3 90 presente 4 t4 90 ausente Analisando os dados fornecidos, assinale a alternativa correta que indica a ordem crescente dos tempos de duração dos experimentos. A t1 < t2 < t3 < t4 t3 < t4 < t2 < t1 C t3 < t2 < t1 < t4 t4 < t2 < t3 < t1 t1 < t3 < t4 < t2 26 IME 2013 O gráfico seguinte ilustra as variações de ener- gia devido a uma reação química conduzida nas mesmas condições iniciais de temperatura, pressão, volume de reator e quantidades de reagentes em dois sistemas dife- rentes. Estes sistemas diferem apenas pela presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível afirmar que: Energia Caminho da reação E 3 E 1 E 2 Curva 2 Curva 1 Nível de energia inicial dos reagentes Nível de energia dos produtos A A curva 1 representa a reação catalisada, que ocor- re com absorção de calor. A curva 2 representa a reação catalisada, que ocor- re com absorção de calor. C A curva 1 representa a reação catalisada com ener- gia de ativação dada por E1 + E3. A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E2 + E3. A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E1. 27 UEMG 2013 Um professor, utilizando comprimidos de antiácido efervescente à base de NaHCO3, realizou quatro procedimentos, ilustrados a seguir: IV 150 mL 5 °C III 150 mL 25 °C II 150 mL 5 °C I 150 mL 25 °C Procedimento I – Comprimido inteiro e água a 25 °C Procedimento II – Comprimido inteiro e água a 5 °C Procedimento III – Comprimido pulverizado e água a 25 °C Procedimento IV – Comprimido pulverizado e água a 5 °C A reação ocorreu mais rapidamente no procedimento A I. II. C III. IV. 28 Mackenzie 2013 Um aluno, querendo verificar os conceitos de cinética-química discutidos na escola, dirigiu-se a uma drogaria e comprou alguns compri- midos efervescentes, os quais continham, de acordo com o rótulo do produto, massas iguais de bicarbona- to de sódio. Ao chegar a sua casa realizou a mistura desses comprimidos com água usando diferentes mé- todos. Após a observação do fenômeno de liberação gasosa, até que toda a massa de cada comprimido tivesse sido dissolvida em água, o aluno elaborou a seguinte tabela: Método Estado do comprimido Temperatura da água Tempo da reação 1 Inteiro 10 °C 50 s 2 Triturado 60 °C 15 s 3 Inteiro 60 °C 25 s 4 Triturado 10 °C 30 s De acordo com os resultados obtidos e mostrados na tabela acima, o aluno fez as seguintes armações: I. Ao comparar somente os métodos 1 e 2 fica im- possível determinar qual dos dois fatores variados (estado do comprimido e temperatura da água), aumentou mais a velocidade da reação. II. A mudança da condição da água, de fria para quen- te, faz com que, qualquer que seja o estado do com- primido, a velocidade da reação caia pela metade. III. A influência da temperatura da água é maior do que a influência do estado do comprimido, no aumento da velocidade da reação. Das armações acima, é correto dizer que o aluno errou A apenas na afirmação I. apenas na afirmação II. C apenas na afirmação III. apenas nas afirmações II e III. em todas as afirmações. 29 Fuvest 2013 Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experi- mentos que ela realizou em diferentes condições. F R E N T E 3 305 Experi- mento Reagentes Tempo para liberar 30 mL de H2 Observações Solução de HCl(aq) de concentração 0,2 mol/L Metal 1 200 mL 1,0 g de Zn (raspas) 30 s Liberação de H2 e calor 2 200 mL 1,0 g de Cu (fio) Não liberou H2 Sem alterações 3 200 mL 1,0 g de Zn (pó) 18 s Liberação de H2 e calor 4 200 mL 1,0 g de Zn (raspas) + 1,0 g de Cu (fio) 8 s Liberação de H2 e calor; massa de Cu não se alterou Após realizar esses experimentos, a estudante fez três armações: I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumen- ta na presença de Cu. II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás H2. III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que quanto maior o quociente superfície de con- tato/massa total de amostra de Zn, maior a veloci- dade de reação. Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se arma em A I. II. C I e II. I e III. II e III. 30 Enem PPL 2013 A hematita (α-Fe2O3), além de ser utili- zada para obtenção do aço, também é utilizada como um catalisador de processos químicos, como na sínte- se da amônia, importante matéria-prima da indústria agroquímica. MEDEIROS, M. A. F. Química Nova na Escola. São Paulo, v. 32, n. 3, ago. 2010. (Adapt.). O uso da hematita viabiliza economicamente a produ- ção da amônia, porque A diminui a rapidez da reação. diminui a energia de ativação da reação. C aumenta a variação da entalpia da reação. aumenta a quantidade de produtos formados. aumenta o tempo do processamento da reação. 31 Uerj 2011 A fim de aumentar a velocidade de formação do butanoato de etila, um dos componentes do aroma de abacaxi, emprega-se como catalisador o ácido sul- fúrico. Observe a equação química desse processo: O OH HO H 2 SO 4 + O O H 2 O+ As curvas de produção de butanoato de etila para as reações realizadas com e sem a utilização do ácido sulfúrico como catalisador estão apresentadas no se- guinte gráco: A C o n c e n tr a ç ã o Tempo0 Com catalisador Sem catalisador C o n c e n tr a ç ã o Tempo0 Com catalisador Sem catalisador C C o n c e n tr a ç ã o Tempo0 Com catalisador Sem catalisador C o n c e n tr a ç ã o Tempo0 Com catalisador Sem catalisador 32 UFPA 2011 Os automóveis modernos movidos a gasolina são equipados com dispositivos antipoluição, popular- mente conhecidos como “catalisadores”. Os gases que saem do motor são forçados a passar pelo conversor catalítico (catalisador), que contém metais apropriados como Pt e Rh, os quais aumentam a velocidade de uma série de reações. Dessa forma, alguns gases tóxicos são transformados em gases não tóxicos (ou menos tó- xicos), o que diminui a poluição atmosférica. A seguir se tem a representação de reações químicas numeradas de I a V: I. 2 NH3(g) + 2 O2(g) → N2O(g) + 3 H2O(g) II. 2 CO(g) + 2 NO(g) → 2 CO2(g) + N2(g) III. CO2(g) + 2 NO2(g) → C(s) + 2 NO(g) + 2 O2(g) IV. 2 NO(g) → N2(g) + O2(g) V. 2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g) Dessas reações, as que são catalisadas em um con- versor catalítico automotivo são as de número A I, II e IV I, III e IV C II, III e V II, IV e V I, III, IV e V QUÍMICA Capítulo 4 Cinética Química306 33 Unifesp Em uma aula de laboratório de química, foram realizados três experimentos para o estudo da reação entre zinco e ácido clorídrico. Em três tubos de ensaio rotulados como I, II e III, foram colocados em cada um 5 · 10−3 mol (0,327 g) de zinco e 4,0 mL de solução de ácido clorídrico, nas concentrações indicadas na figura. Foi anotado o tempo de reação até ocorrer o desaparecimento completo do metal. A figura mostra o esquema dos experimentos, antes da adição do ácido no metal. HC 6 mol/L I HC 6 mol/L II HC 4 mol/L III a) Qual experimento deve ter ocorrido com menor tempo de reação? Justifique. b) Determine o volume da solução inicial de HCl que está em excesso no experimento III. Apresente os cálculos efetuados. 34 Uerj A equação química a seguir representa a hidrólise de alguns dissacarídeos presentes em importantes fontes alimentares: C12H22O11 + H2O → 2 C6H12O6 A tabela a seguir relaciona os resultados da velocidade inicial de reação dessa hidrólise, em função da concentração e da temperatura, obtidos em quatro experimentos, sob as seguintes condições: – soluções de um desses dissacarídeos foramincubadas com quantidades iguais ora de suco gástrico, ora de suco intestinal rico em enterócitos; – o tempo de reação e outros possíveis fatores interferentes foram mantidos constantes. no do experimento valor da concentração do dissacarídeo temperatura da reação (ºC) velocidade de reação (unidades arbitrárias) I X 0 0 X 20 9,5 X 40 25 X 80 1 II X 80 10 2X 80 20 3X 80 30 4X 80 41 III X 0 0 X 20 0 X 40 1 X 80 10 IV X 40 25 2X 40 45 3X 40 50 4X 40 52 Os experimentos que podem corresponder à hidrólise enzimática ocorrida quando o dissacarídeo foi incubado com suco intestinal são os de números: A I e II I e IV C II e III III e IV
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