Química - Livro 2-325-327

Prévia do material em texto

F
R
E
N
T
E
 3
37 EsPCEx 2012 Os dados da tabela a seguir, obtidos experimentalmente em idênticas condições, referem-se à reação:
3 A + 2 B → C + 2 D
Experiência
Concentração
de A [A] em
mol ⋅ L−1
Concentração
de B [B] em
mol ⋅ L−1
Velocidade v em
mol ⋅ L−1 ⋅ min−1
1 2,5 5,0 5,0
2 5,0 5,0 20,0
3 5,0 10,0 20,0
Baseando-se na tabela, são feitas as seguintes armações:
I. A reação é elementar.
II. A expressão da velocidade da reação é v = K · [A]3 · [B]2.
III. A expressão da velocidade da reação é v = K · [A]2 · [B]0.
IV. Dobrando-se a concentração de B, o valor da velocidade da reação não se altera.
V. A ordem da reação em relação a B é 1 (1ª ordem).
Das armações feitas, utilizando os dados apresentados, estão corretas apenas:
A I e II.
 I, II e III.
C II e III.
 III e IV.
 III, IV e V.
38 Uerj 2016 Considere a equação química global entre os compostos HBr e NO2:
2 HBr + NO2 → H2O + NO + Br2
Para desenvolver um estudo cinético, foram propostos os mecanismos de reação I e II, descritos na tabela, ambos con-
tendo duas etapas.
Etapa
Mecanismo
I II
lenta HBr + NO2 → HBrO + NO 2 HBr → H2 + Br2
rápida HBr + HBrO → H2O + Br2 H2 + NO2 → H2O + NO
Realizou-se, então, um experimento no qual foi medida a velocidade da reação em função da concentração inicial dos
reagentes, mantendo-se constante a temperatura. Observe os resultados obtidos:
Concentração inicial (mol·L
–1
)
Velocidade (mol·L
–1
·min
–1
)
HBr NO2
0,01 0,01 0,05
0,02 0,01 0,10
0,01 0,02 0,10
Determine a ordem global da reação. Em seguida, indique qual dos dois mecanismos propostos representa essa
reação global, justicando sua resposta.
39 Fuvest 2012 Ao misturar acetona com bromo, na presença de ácido, ocorre a transformação representada pela equação
química
O
H
3
C +CH
3
Br
2
+ HBr
H+
C
O
H
3
C CH
3
Br
C
Dentre as substâncias presentes nessa mistura, apenas o bromo possui cor e, quando este reagente for totalmente consu-
mido, a solução cará incolor. Assim sendo, a velocidade da reação pode ser determinada medindo-se o tempo decorrido
até o desaparecimento da cor, após misturar volumes denidos de soluções aquosas de acetona, ácido e bromo, de
concentrações iniciais conhecidas. Os resultados de alguns desses experimentos estão na tabela apresentada a seguir.
325
a) Considerando que a velocidade da reação é dada por
concentração inicial de Br
tempo para desaparecimento da cor
,2 complete a tabela.
Experimento
Concentração inicial
de acetona (mol · L
−1 
)
Concentração inicial
de H
+
 (mol ⋅ L−1 )
Concentração inicial
de Br2 (mol ⋅ L
−1 
)
Tempo decorrido até
o desaparecimento
da cor (s)
Velocidade da reação
(mol ⋅ L–1 ⋅ s−1)
1 0,8 0,2 6,6 ⋅ 10−3 132
2 1,6 0,2 6,6 ⋅ 10−3 66
3 0,8 0,4 6,6 ⋅ 10−3 66
4 0,8 0,2 3,3 · 10 3 66
b) A velocidade da reação é independente da concentração de uma das substâncias presentes na mistura. Qual é
essa substância? Justifique sua resposta.
40 UFJF 2015 Alguns óxidos gasosos de nitrogênio e carbono são poluentes atmosféricos. A reação de NO2 com
monóxido de carbono gera NO e dióxido de carbono. Em um estudo cinético dessa reação, foram obtidos os
seguintes dados para a velocidade da reação química em função das concentrações iniciais dos reagentes:
[NO2] (mol L
−1
) [CO] (mol L
−1
) Velocidade de reação (mol ⋅ L−1 ⋅ s−1) Temperatura (K)
0,002 0,002 1,0 ⋅ 10 5 350
0,004 0,002 4,0 ⋅ 10 5 350
0,004 0,004 4,0 ⋅ 10−5 350
0,004 0,004 6,0 ⋅ 10−5 ?
a) Escreva a equação química balanceada que representa essa reação.
b) Qual é a lei de velocidade para essa reação química?
c) Qual é o valor da constante de velocidade dessa reação a 350 K? Apresente os cálculos.
d) A temperatura da reação na última linha da tabela é maior, menor ou igual às outras três temperaturas de reação?
Justifique sua resposta.
41 ITA 2016 Uma reação hipotética de decomposição de uma substância gasosa catalisada em superfície metálica
tem lei de velocidade de ordem zero, com uma constante de velocidade (k) igual a 10−3 atm ⋅ s−1.
Sabendo que a pressão inicial do reagente é igual a 0,6 atm, assinale a opção que apresenta o tempo necessário, em
segundos, para que um terço do reagente se decomponha.
A 0,0001
 200
C 400
 600
 693
42 IME 2015 Estudos cinéticos demonstram que a reação 4 A + B + C → 2 D + 2 E ocorre em três etapas, segundo
o mecanismo a seguir.
Etapa 1: A + B + C → 2 F (lenta);
Etapa 2: 2 F + A → 2 G (rápida);
Etapa 1: G + A → D + E (rápida)
Os dados cinéticos de quatro experimentos conduzidos à mesma temperatura são apresentados na Tabela 1.
Tabela 1 – ados cinéticos da reação em estudo
Experimento Velocidade inicial (mol ⋅ L–1 ⋅ s–1)
Concentração inicial das espécies químicas (mol ⋅ L–1)
A  C F G
1 90 9 3 3 2 2
2 60 9 2 3 2 1
3 120 9 3 4 1 1
4 30 3 3 3 0,5 0,5
Determine:
a) a equação da velocidade da reação;
b) a ordem global da reação;
c) o valor da constante de velocidade.
QUÍMICA Capítulo 4 Cinética Química326
F
R
E
N
T
E
 3
327
43 ITA 2014 Velocidades iniciais (vi) de decomposição de peróxido de hidrogênio foram determinadas em três experi-
mentos (A, B e C), conduzidos na presença de I–(aq) sob as mesmas condições, mas com diferentes concentrações
iniciais de peróxido ([H2O2]i), de acordo com os dados a seguir:
Experimento [H2O2]i (mol ⋅ L
−1
) vi (10
–3
 mol ⋅ L−1 ⋅ s−1)
A 0,750 2,745
B 0,500 1,830
C 0,250 0,915
Com base nestes dados, para a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio:
a) escreva a equação estequiométrica que representa a reação.
b) indique a ordem desta reação.
c) escreva a lei de velocidade da reação.
d) determine o valor numérico da constante de velocidade, k.
e) indique a função do I (aq) na reação.
44 UEPG 2012 Uma maneira de se detectar a presença de iodetos em águas salinas é a partir da reação com o peróxido
de hidrogênio, conforme equação a seguir:
H2O2(aq) + 2 H
+(aq) + 2 I−(aq) → 2 H2O(l) + I2(aq)
Utilizando-se essa reação foram realizados experimentos medindo-se o tempo decorrido para a formação de uma
mesma concentração de I2, variando-se as concentrações iniciais de reagentes, conforme o quadro a seguir:
Experimento
Concentrações
iniciais (mol/L)
Tempo da reação (s)
H2O2 I
–
H
+
I 0,50 0,50 0,50 112
II 0,34 0,50 0,50 174
III 0,50 0,50 0,34 112
IV 0,50 0,34 0,50 170
Com relação aos dados e no que se refere à velocidade da reação, assinale o que for correto.
01 É independente da concentração dos íons H+.
02 Depende apenas da concentração dos íons H+.
04 Independe da concentração dos reagentes.
08 Depende apenas da concentração de H2O2.
16 Depende das concentrações de H2O2 e de I
−.
Soma:JJ
45 UFRGS 2012 A reação
N2O4(g) → 2 NO2(g)
é um processo que segue uma cinética de primeira ordem, e sua constante de velocidade, a 25 °C, é de 1,0 ⋅ 10−3 s−1.
Partindo-se de uma concentração inicial de 2,00 mol·L−1 de N2O4, a taxa inicial de formação de NO2 será
A 1,0 ⋅ 10−3 mol L−1 s−1.
 2,0 ⋅ 10−3 mol L−1 s−1.
C 4,0 ⋅ 10−3 mol L−1 s−1.
 8,0 ⋅ 10−3 mol L−1 s−1.
 16,0 ⋅ 10−3 mol L−1 s−1.