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Físico - Química Constantes de equilíbrio 659. No equilíbrio A2 + 3B2 →← 2AB3 as concentrações em mol/litro são [A2] = 0,30, [B2] = 0,20 e [AB3] = 0,60. Calcule o Kc desse equilíbrio. 660. Nove mols de ácido acético são adicionados a nove mols de álcool etílico. Estabelecendo o equilíbrio, restam três mols de ácido acético. Calcule a constante de equilíbrio: CH3COOH + C2H5OH →← CH3COOC2H5 + H2O 661.Na reação A + B →← C + D a quantidade inicial de A e B é n mols, e a quantidade de A e B que reagem é x mols. Qual a constante deste equilíbrio (responda em função de n e x)? 662. (UnB) Considere o seguinte equilíbrio químico, cujo valor de Kc a 25ºC é aproximadamente 4. etanol + ácido acético →← éster + água Julgue os itens. a) As fórmulas do etanol e do ácido acético são, respectivamente: HOCH2CH2OH e HOCH2COOH. b) O nome do éster formado é acetato de etila. c) Partindo-se de concentrações iguais dos reagentes, no equilíbrio, as concentrações de éster e água serão maiores que as de etanol e ácido acético. d) A fórmula molecular do acetato de etila é C4H8O2. e) Se adicionarmos 1 L de água ao sistema em equilíbrio, o valor de Kc variará tendo em vista que a água é um dos produtos da reação. 663. (Fuvest) Escreva a expressão da constante de equilíbrio (em termos de concentração) para a reação: N2(g) + 3H2(g) →← 2NH3(g) e calcule a concentração molar do NH3(g), considerando que as concentrações de equilíbrio de e H2(g) a 1300ºC são, respectivamente, 2,0 e 3,0 mol/L. Constante de equilíbrio a 1300ºC: 1,7 x 103 664. (ITA) Num recipiente de volume constante igual a 1,00 litro, inicialmente evacuado, foi introduzido 1,00 mol de pentacloreto a 250ºC e no equilíbrio final foi verificada a existência de 0,47 mols de gás cloro. Qual das opções a seguir contém o valor aproximado da constante de equilíbrio para o sistema no cilindro e representado pela seguinte equação química: PCl5(g) →← PCl3(g) + Cl2(g) a) 0,179 b) 0,22 c) 0,42 d) 2,38 e) 4,52 665.(Fuvest) À temperatura e pressão ambientes, considere n1 mols de oxigênio em equilíbrio com n2 mols de ozônio, em um volume V. Escreva a constante desse equilíbrio em função da concentração de oxigênio e de ozônio. 666.(Fuvest) Em um determinado solvente, um com- posto X está em equilíbrio com o seu dímero. Qual a expressão da constante desse equilíbrio, em termos de concentração? 667.(UnB) Abaixo são apresentadas a equação química da síntese da amônia na indústria, a relação da constante de equilíbrio (Kc) e os seus valores determinados experimentalmente. Analise esses dados. N2(g) + 3H2(g) →← 2NH3(g) ∆H = - 46 kJ/mol Temperatura (ºC) Kc(L/mol)2 25 5,0 . 108 500 6,0 . 10-2 1000 2,4 . 10-3 3 22 2 3 ]H][N[ ]NH[ Kc = Julgue os itens a seguir. a) Na reação em questão, os reagentes não são totalmente transformados em amônia. b) No estado de equilíbrio, em um sistema fechado, estão presentes a amônia (NH3) os gases hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2). c) Analisando os valores de Kc da tabela, conclui-se que o rendimento da reação na indústria será maior na temperatura de 25ºC do que na temperatura de 1000ºC. d) A uma mesma temperatura, o aumento na concentração dos gases hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2) alterará a concentração da amônia (NH3) no novo estado de equilíbrio, sem alterar o valor de Kc. 668. Para o sistema em equilíbrio N2O4 (g) →← 2 NO2(g) incolor castanho são dados os valores de Kc a diferentes temperaturas: TºC 0ºC 50ºC 100ºC Kc 3,8 x 10-4 2 x 10-2 0,36 Sobre esse equilíbrio é correto afirmar que: a) a cor castanha do NO2(g) intensifica-se pelo aumento da pressão; b) os valores de Kc informam que a concentração de N2O4(g) é maior a 0ºC; c) quando 0,2 mol de N2O4(g) se transforma, é produzido 0,4 mol de NO2(g); d) a formação do NO2(g) é um processo endotérmico, pois aumentando-se a temperatura o valor de Kc aumenta; e) a utilização de catalisadores desloca o equilíbrio de uma reação química reversível aumentando o Kc. 669. (PUC-RJ) O gráfico mostra a variação das con- centrações de H2, I2 e HI, durante a reação de1 mol de H2 com 1 mol de I2 num balão de 1 L a uma temperatura de 100ºC, em função do tempo. A equação da reação é: H2(g) + I2(g) →← 2HI(g) www.alcidesquimica.com.br 112 Alcides Ribeiro – Curso Especial de Química Qual é a constante de equilíbrio dessa reação? 670.(Unicamp-SP) A constante de equilíbrio (K), a 100ºC, para o sistema gasoso representado abaixo, é menor que um (K < 1). 2HI(g) →← H2(g) + I2(g) a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio em função das pressões parciais dos gases envolvidos. b) Em um recipiente previamente evacuado, a 100ºC, são misturados 1,0 mol de cada um dos três gases acima. Após algum tempo, o sistema atinge o equilíbrio. Como se alterou (aumentou, diminuiu ou permaneceu constante) a concentração de cada um dos três gases em relação à concentração inicial? 671. Em um recipiente de 1L são introduzidos 5,0 mol de N2O4 que se transformam em NO2; N2O4(g) →← 2NO2(g) Uma vez atingido o equilíbrio, resta no sistema 1,3 mol de reagente. Calcule Kc na temperatura desse experimento. 672. 64,0 g de HI gasoso sofrem decomposição a temperatura constante em recipiente fechado: 2HI(g) →← H2(g) + I2(g) Estabelecido o equilíbrio, verifica-se a presença de 12,8 g de HI no sistema. Pede-se a) o grau de equilíbrio; b) o valor da constante equilíbrio. 673.(Fuvest-SP) Em uma solução obtida pela dissolução de cloreto de cobalto (II) em ácido clorídrico tem-se: Essa solução foi dividida em três partes cada uma colocada em um tubo de ensaio. Cada tubo de ensaio foi submetido a uma temperatura diferente, sob pressão ambiente, como ilustrado a seguir. a) Em que sentido a reação equacionada acima absorve calor? Justifique. b) Em qual desses três experimentos a constante do equilíbrio apresentado tem o menor valor? Explique. 674. (Vunesp) Em uma das etapas da fabricação do ácido sulfúrico ocorre a reação SO2(g) + 1/2O2(g) →← SO3(g) Sabendo-se que as constantes de equilíbrio da reação diminuem com o aumento da temperatura, e que o processo de fabricação do ácido sulfúrico ocorre em recipiente fechado, conclui-se que a reação acima: a) é favorecida pelo aumento do volume do recipiente. b) é desfavorecida pelo aumento da pressão total exercida sobre o sistema. c) é exotérmica. d) não é afetada pelo aumento da pressão parcial de SO3. e) tem seu rendimento aumentado quando o equilíbrio é estabelecido em presença de um catalisador. 675. (UFBA) Um mesmo equilíbrio químico X →← Y foi estudado em cinco temperaturas diferentes e representado pelos gráficos abaixo, que indicam a variação das concentrações do reagente [X] e do produto [Y] em função do tempo. Assinale a alternativa em que foi encontrado o maior valor para a constante de equilíbrio (Kc): 676. (ITA/2001-com adaptações) Sulfato de cobre sólido penta-hidratado (CuSO4.5H2O(c)) é colocado em um recipiente fechado, de volume constante, previamente evacuado, provido de um medidor de pressão e de um dispositivo de entrada o saída para reagentes. A 25ºC é estabelecido, dentro do recipiente, o equilíbrio repre- sentado pela equação química: CuSO4.5H2O(c) →← CuSO4.3H2O(c) + 2H2O(g) Quando o equilíbrio é atingido, a pressão dentro do recipiente é igual a 7,6 mmHg. A seguir, a pressão de vapor da água e aumentada para 12 mmHg e um novo equilíbrio é restabelecido na mesma temperatura. A respeito do aumento da pressão de vapor da água sobre o equilíbrio de dissociação do CuSO4.5H2O(c), qual das op- ções seguintes contém a afirmação errada? a) O valor da constante de equilíbrio Kp é igual a 1,0.10-4atm2 a 25ºC. b) A quantidade de água na fase gasosa permanece praticamente inalterada. c) A concentração (em mol/L) de água na fase CuSO4.3H2O(c) permanece inalterada. d) A concentração (em mol/L) de água na fase sólido total permanece inalterada. e) A massa total do conteúdo do recipiente aumenta. 677. Em um recipiente fechado, encontram-se, a de- terminada temperatura, 1,8 mol de HCl(g) em equilíbrio com H2(g) e Cl2(g). Determine o grau de dissociação do HCl(g) nessa temperatura, sabendo que inicialmente foram colocados 2 mols de HCl(g) no recipiente. www.alcidesquimica.com.br113 Alcides Ribeiro – Curso Especial de Química 678. (Unicamp/2000) O nitrogênio é um dos principais constituintes de fertilizantes sintéticos de origem não orgânica. Pode aparecer na forma de uréia, sulfato de amônio, fosfato de amônio etc., produtos cuja produção industrial depende da amônia como reagente inicial. A produção de amônia, por sua vez, envolve a reação entre o gás nitrogênio e o gás hidrogênio. A figura a seguir mostra, aproximadamente, as porcentagens de amônia em equilíbrio com os gases nitrogênio e hidrogênio, na mistura da reação de síntese. a) A reação de síntese da amônia é um processo endotérmico? Justifique. b) Imagine que uma síntese feita à temperatua de 450ºC e pressão de 120 atm tenha produzido 50 toneladas de amônia até o equilíbrio. Se ela tivesse sido feita à tempe- ratura de 300ºC e à pressão de 100 atm, quantas toneladas a mais de amônia seriam obtidas? Mostre os cálculos. c) Na figura, a curva não sinalizada com o valor de temperatura pode corresponder aos dados de equilíbrio para uma reação realizada a 400ºC na presença de um catalisador? Justifique. www.alcidesquimica.com.br 114 Alcides Ribeiro – Curso Especial de Química Gabarito : 659. 150 (mol/L)-2. 660. Kc = 4. 661. K = 2 2 )xn( x − 662.ECCCE 663. Kc = ]N[.]H[ ]NH[ 2 3 2 2 3 ∴ [NH3] = 0,303 mol/L 664. C 665. 3O2 2O3 e Kc= 3 1 2 2 )V/n( )V/n( 666. 2X X2 e Kc= 2 2 ]X[ ]X[ 667. CCCC 668. ECECE 669. 9 670. a) Kp = HI 2 P.H P P 2I2 b) Com K < 1, quando o sistema atingir o equilíbrio, a concentração de HI será maior que as concentrações de H2 e I2. Assim, [HI] aumenta e, simultaneamente, [H2] e [I2] diminuem até que se atinja o equilíbrio. 671. 42,12 mol/L 672. a) 80%; b) 4. 673. a) Os dados fornecidos evidenciam que um aquecimento desloca o equilíbrio para a direita (produto azul). De acordo com o princípio de Le Chatelier, o aquecimento desloca o sentido endotérmico. Portanto, o sentido que absorve calor é o direto. b) O quociente [produtos]/[reagentes] é menor no experimento C, pois a reação está mais deslocada para a esquerda. 674. C 675. A 676. E 677. 10% 678. a) Não, pois segundo o gráfico, quando se aumenta a temperatura, o rendimento diminui. b) t125x %50________xt %20________t50 = diferença = 125 - 50 = 75 t a mais e) Não. O catalisador não altera a posição do equilíbrio da reação, apenas a velocidade. A curva para a reação a 400ºC deveria estar posicionada entre 350ºC e 400ºC. www.alcidesquimica.com.br115