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700 VO LU M E 3 C IÊ N CI A S DA N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s Experimento Concentrações iniciais (mol L–1) Velocidade inicial (mol L–1 s–1) S2O 2– 8 I – 1 0,08 0,16 0,512 2 0,08 0,32 1,024 3 0,32 0,16 2,048 4 0,16 0,40 x Assinale a alternativa que apresenta a velocidade inicial x do experimento 4, em mol L-1 s-1, tendo em vista as condições expressas acima. a) 0,512 b) 2,048 c) 2,560 d) 6,400 e) 8,120 4. (Fameca – Vunesp 2021) Um dos minérios que podem ser utilizados para a obtenção do alumínio é o metacaulim (Aℓ2Si2O7), que reage com ácido sulfúrico (H2SO4) para a obten- ção de sulfato de alumínio (Aℓ2(SO4)3), o qual é processado para a obtenção do alumínio metálico. A reação entre o metacaulim e o ácido sulfúrico é representada pela equação: Aℓ2Si2O7 + 3 H2SO4 → Aℓ2(SO4)3 + 2 SiO2 + 3 H2O A lei da velocidade para essa reação é: v = k∙[Aℓ2Si2O7] x∙[H2SO4] y A tabela apresenta os dados de um estudo cinético dessa reação. Experi- mento [Aℓ2Si2O7] mol/L [H2SO4] mol/L v inicial mol/L·min 1 0,21 1,5 0,0102 2 0,42 1,5 0,0204 3 0,21 4,5 0,0306 O valor da soma x + y é igual a a) 3. b) 5. c) 2. d) 4. e) 1. 5. (Fmj - 2020) Considere a reação genérica entre as substâncias AB e C2 : 4AB + C2 → 2B2 + 2A2C O estudo cinético dessa reação concluiu que ela ocorre em três etapas elementares: Etapa 1: AB + C2 → ACCB Etapa 2: ACCB + AB → 2ACB Etapa 3: 2ACB + 2AB → 2B2 + 2A2C O gráfico mostra a variação de energia associada a cada etapa da reação e a tabela apresenta as veloci- dades relativas da reação para determinadas combi- nações de concentrações dos reagentes. [AB] mol/L [C2] mol/L Velocidade relativa 0,1 0,1 1 0,1 0,2 2 0,2 0,2 4 a) Qual das etapas da reação genérica apresentada é a mais lenta? Justifique sua resposta. b) Escreva a lei da expressão da velodade da reação entre as substâncias AB e C2. Qual o valor da ordem global dessa reação? 701 VO LU M E 3 C IÊ N CI A S DA N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s estudo indiVidualizado (e.i.) 1. (Uemg) Uma reação química hipotética é representada pela seguinte equação: A(g) + B(g) → C(g) + D(g) e ocorre em duas etapas: A(g) → E(g) + D(g) (Etapa lenta) E(g) + B(g) → C(g) (Etapa rápida) A lei da velocidade da reação pode ser dada por a) v = k⋅[A] b) v = k⋅[A][B] c) v = k⋅[C][D] d) v = k⋅[E][B] 2. (Pucsp) O fluoreto de nitrila (NO2F) é um composto explosivo que pode ser obtido a partir da reação do dióxido de nitrogênio (NO2) com gás flúor (F2), descrita pela equação. 2 NO2(g) + F2(g) → 2 NO2 F(g) A tabela a seguir sintetiza os dados experimentais obtidos de um estudo cinético da reação. Experimento [NO2] em mol⋅L-1 [F2] em mol⋅L -1 V inicial em mol⋅L-1⋅s-1 1 0,005 0,001 2.10 -4 2 0,010 0,002 8.10 -4 3 0,020 0,005 4.10 -3 A expressão da equação da velocidade nas condições dos experimentos é a) v = k [NO2] b) v = k [NO2][F2] c) v = k [NO2 ] 2[F2] d) v = k [F2] 3. (Ufrgs) Uma reação genérica em fase aquosa apresenta a cinética descrita abaixo. 3A + B → 2C v = k[A]2[B ] A velocidade dessa reação foi determinada em dependência das concentrações dos reagentes, conforme os dados relacionados a seguir. [A](molL-1) [B](molL-1) v (molL-1min-1) 0,01 0,01 3,0.10-5 0,02 0,01 x 0,01 0,02 6,0.10-5 0,02 0,02 y 702 VO LU M E 3 C IÊ N CI A S DA N AT U RE ZA e s ua s te cn ol og ia s Assinale, respectivamente, os valores de x e y que completam a tabela de modo adequado. a) 6,0.10-5 e 9,0.10-5 b) 6,0.10-5 e 12,0.10-5 c) 12,0.10-5 e 12,0.10-5 d) 12,0.10-5 e 24,0.10-5 e) 18,0.10-5 e 24,0.10-5 4. (Mackenzie) O processo equacionado por NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) é classificado, em termos cinéticos, como elementar e de segunda ordem. Desse modo, ao serem feitos dois experimentos, ambos sob determinada temperatura “T”, ao dupli- car-se tanto a concentração do NO(g) como do O3(g) em relação ao primeiro experimento, o segundo experimento terá sua velocidade a) reduzida a um quarto. b) reduzida à metade. c) mantida constante. d) duplicada. e) quadruplicada. 5. (Udesc) A cinética química é a área da Físico-Química que estuda a velocidade das reações químicas. O estudo cinético de uma reação pode ser dividido em duas categorias: (1) a determinação experimental da velocidade de uma reação e sua dependência com os parâmetros que a influenciam, e (2) a descrição do mecanismo de reação pelo qual se descrevem todas as etapas para a formação do produto. Cinética química também inclui investigações de como dife- rentes condições experimentais podem influir na velocidade de uma reação química e informações de rendimento sobre o mecanismo de reação e estados de transição, assim como a construção de modelos matemáticos que possam descrever as característi- cas de uma reação química. Na reação de dissociação térmica do iodeto de hidro- gênio gasoso, a velocidade de reação é proporcional ao quadrado da concentração molar do iodeto de hidrogênio gasoso. Ao triplicar-se a concentração do HI a velocidade da reação: a) diminuirá 3 vezes. b) aumentará 6 vezes. c) diminuirá 6 vezes. d) diminuirá 9 vezes. e) aumentará 9 vezes. 6. (Ufrgs) A reação do relógio de iodo é bastante comum em feiras de ciências e em demonstrações didáticas. Nela, a ocorrência de várias reações que envolvem iodo e compostos, contendo enxofre em diversos estados de oxidação, leva à formação de uma colo- ração azul súbita, dependente da concentração dos reagentes. Uma possibilidade de realização dessa reação usa persulfato, tiossulfato e iodeto, e, nesse caso, uma das etapas é a reação entre o íon persulfato (S2O8 -2) e o íon iodeto (I-), cuja velocidade de decomposi- ção do persulfato foi determinada e encontra-se na tabela abaixo. Experimento Concentrações iniciais (mol L-1) Velocidade inicial (mol L-1s-1) S2O8 I - 1 0,08 0,16 0,512 2 0,08 0,32 1,024 3 0,32 0,16 2,048 4 0,16 0,40 x Assinale a alternativa que apresenta a velocidade inicial x do experimento 4, em mol L-1s-1, tendo em vista as condições expressas acima. a) 0,512 b) 2,048 c) 2,560 d) 6,400 e) 8,120 7. (Uefs) 1ª Etapa (lenta): 2 NO(g) + H2(g) → N2 O(g) + H2O(g) 2ª Etapa (rápida): N2O(g) + H2(g) → N2(g) + H2O(g) O monóxido de nitrogênio ou óxido nítrico (NO) é um dos principais poluentes do ar atmosférico. As emissões desse gás, considerando a origem antro- pogênica, são resultados da queima, a altas tempe- raturas, de combustíveis fósseis em indústrias e em veículos automotores. Uma alternativa para reduzir a emissão de NO para a atmosfera é a sua decom- posição em um conversor catalítico. Uma reação de decomposição do NO é quando este reage com gás hidrogênio, produzindo gás nitrogênio e vapor de água conforme as etapas em destaque. Ao realizar algumas vezes a reação do NO com H2, alterando a concentração de um ou de ambos os reagentes à temperatura constante, foram obtidos os seguintes dados: