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F R E N T E 3 355 12 UFTM Uma forma de obter ferro metálico a partir do óxido de ferro(II) é a redução deste óxido com monóxido de car- bono, reação representada na equação: FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2(g) DH° > 0 a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio (KC) da reação apresentada. Como varia essa constante em fun- ção da temperatura? Justifique. b) De que forma a adição de FeO e o aumento de pressão interferem no equilíbrio representado? Justifique. 13 UFV A tabela a seguir relaciona as constantes de ionização em solução aquosa de alguns ácidos, a 25 °C: Nome Fórmula K a Ácido acético CH3COOH 1,8 · 10 -5 Ácido fórmico HCOOH 1,7 · 10-4 Ácido fluorídrico HF 2,4 · 10-4 a) Dentre os compostos acima, o ácido mais fraco é __________________________. b) A equação de ionização do ácido fórmico em água é __________________________. c) A expressão da constante de equilíbrio (Ka) para a ionização representada pela equação do item (b) é __________________. 14 Unicamp Do repolho roxo pode-se extrair, por fervura com água, uma substância que é responsável pela sua colora- ção característica. Esta substância é um ânion de um ácido fraco cuja dissociação pode ser escrita como: HR H+ + R- (amarelo) (roxo) Utilizando este equilíbrio, explique por que a adição de vinagre ou limão (ácidos) a este extrato faz com que ele mude de cor. QUÍMICA Capítulo 5 Equilíbrios químicos I356 1 UFG Os seguintes gráficos representam variáveis de uma reação química. C o n c e n tr a ç ã o 0 Tempo 1 2 t 1 t 2 V e lo c id a d e 0 Tempo 3 4 t 1 t 2 Os grácos indicam que A no instante t1, a velocidade da reação direta é igual a da inversa. após t2, não ocorre reação. C no instante t1, a reação atingiu o equilíbrio. a curva 4 corresponde à velocidade da reação in- versa. E no ponto de intersecção das curvas 3 e 4, a concen- tração de produtos é igual à de reagentes. 2 PUC-Minas 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. depende da temperatura. C não pode ser negativo. depende da concentração inicial dos reagentes. 3 Unicid 2017 Considere os equilíbrios: 1. 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) KC = 9,9 ⋅ 10 25 a 25 ºC 2. O2(g) + N2(g) 2 NO(g) KC = 4,0 ⋅ 10 -30 a 25 ºC a) Com base nos valores de KC, informe a direção preferencial de cada um desses sistemas. b) A que fenômeno ambiental a equação 1 pode ser corretamente relacionada? Explique como ela participa da formação desse fenômeno. 4 Fuvest Em uma experiência, aqueceu-se, a uma de- terminada temperatura, uma mistura de 0,40 mol de dióxido de enxofre e 0,20 mol de oxigênio, contidos em um recipiente de 1 L e na presença de um catalisador. A equação química, representando a reação reversível que ocorre entre esses dois reagentes gasosos, é 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) As concentrações dos reagentes e do produto foram determinadas em vários tempos, após o início da rea- ção, obtendo-se o gráco: (m o l/ L ) 0,10 0,20 0,30 0,40 Tempo Em uma nova experiência, 0,40 mol de trióxido de en- xofre, contido em um recipiente de 1 L, foi aquecido à mesma temperatura da experiência anterior e na presença do mesmo catalisador. Acompanhando-se a reação ao longo do tempo, deve-se ter, ao atingir o equilíbrio, uma concentração de SO3 de aproxima- damente A 0,05 mol/L 0,18 mol/L C 0,20 mol/L 0,35 mol/L E 0,40 mol/L 5 Mackenzie O gráfico mostra a variação da concen- tração molar, em função do tempo e a uma dada temperatura, para um determinado processo reversí- vel representado pela equação genérica 3 A2(g) 2 A3(g). 15 II I 30 45 60 75 C o n c e n tr a ç ã o ( m o l/ L ) 1 0 2 3 4 5 Tempo (min) Dessa forma, segundo o gráco, é incorreto armar que A o sistema entrou em equilíbrio entre 30 e 45 minutos. a curva I representa a variação da concentração mo- lar da substância A2(g). C esse processo tem valor de KC = 0,064. até atingir o equilíbrio, a velocidade média de consu- mo do reagente é de 0,04 mol ⋅ L-1 ⋅ min-1. E até atingir o equilíbrio, a velocidade média de forma- ção do produto é de 0,08 mol ⋅ L-1 ⋅ min-1. Exercícios propostos F R E N T E 3 357 6 UEMG 2018 Para a produção de gás hidrogênio, em um recipiente fechado e à temperatura constante, introduziu-se monóxido de carbono e vapor de água, os quais apresentavam pressões parciais iguais, de 0,90 atm cada. Após um determinado tempo, o equilíbrio químico foi atingido, CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g), e medindo-se a pressão parcial do monóxido de carbono obteve-se 0,60 atm. Diante dessa afirmação, assinale a alternativa que apresenta o valor da constante de equilíbrio, KP, para a reação exposta. A 1 4 1 9 C 0,44 4,0 7 ITA Em cinco béqueres foram adicionados 50 mL de uma solução de referência, que consiste de uma solução aquosa saturada em cloreto de prata, contendo corpo de fundo, a 25 °C e 1 atm. A cada béquer, foram adicionados 50 mL de uma solução aquosa diluída diferente, dentre as seguintes: I. Solução de cloreto de sódio a 25 °C. II. Solução de glicose a 25 °C. III. Solução de iodeto de sódio a 25 °C. IV. Solução de nitrato de prata a 25 °C. V. Solução de sacarose a 50 °C. Considere que o corpo de fundo permanece em contato com as soluções após rápida homogeneização das misturas aquosas e que não ocorre formação de óxido de prata sólido. Nestas condições, assinale a opção que indica a(s) solução(ões), dentre as acima relacionadas, que altera(m) a constante de equilíbrio da solução de referência. A Apenas I, III e IV Apenas I e IV C Apenas II e V Apenas III E Apenas V 8 Fuvest A reação de esterificação do ácido etanoico com etanol apresenta constante de equilíbrio igual a 4, à tempe- ratura ambiente. Adiante estão indicadas cinco situações, dentre as quais apenas uma é compatível com a reação, considerando-se que a composição final é a de equilíbrio. Qual alternativa representa, nessa temperatura, a reação de esterificação citada? X = Y = Z = W = = hidrogênio = carbono= oxigênio Composição inicial em mols Composição final em mols X Y Z W X Y Z W A 6 6 0 0 2 2 4 4 6 5 0 0 4 3 2 2 C 4 5 0 0 2 3 2 2 3 3 1 0 1 1 3 2 E 0 0 6 6 3 3 3 3 9 Fuvest Certas quantidades de água comum (H2O) e de água deuterada (D2O) - água que contém átomos de deutério em lugar de átomos de hidrogênio - foram misturadas. Ocorreu a troca de átomos de hidrogênio e de deutério, for- mando-se moléculas de HDO e estabelecendo-se o equilíbrio (estado I) H2O + D2O 2 HDO As quantidades, em mols, de cada composto no estado I estão indicadas pelos patamares, à esquerda, no diagrama. Depois de certo tempo, mantendo-se a temperatura constante, acrescentou-se mais água deuterada, de modo que a quantidade de D2O no novo estado de equilíbrio (estado II), fosse o triplo daquela antes da adição. As quantidades, em mols, de cada composto envolvido no estado II estão indicadas pelos patamares, à direita, no diagrama. 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Tempo n mol HDO HDO H 2 O H 2 O D 2 O D 2 O A constante de equilíbrio, nos estados I e II, tem, respectivamente, os valores A 0,080 e 0,25 4,0 e 4,0 C 6,6 e 4,0 4,0 e 12 E 6,6 e 6,6