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Ficha de exercícios: Equilíbrio Químico Prof. Marconi Costa 1. (ENEM) 2. (ENEM) 3. (ENEM) 4. (ENEM) 5. (SSA) Um reator de 5,0 L é utilizado para a produção de cloro, seguindo a reação equacionada a seguir: O gráfico abaixo mostra como as quantidades de reagentes variam com o tempo, a uma dada temperatura. Qual o valor da constante de equilíbrio para essa reação nessa temperatura? a) 0,08 b) 0,80 c) 8,00 d) 80,00 e) 800,00 6. (SSA) As lentes fotocromáticas mudam de cor de acordo com a intensidade luminosa. Elas ficam praticamente incolores em locais com baixa luminosidade, embora adquiram uma coloração escura quando ficam expostas à luz. Esse processo exemplifica o Princípio de Le Chatelier e está associado à reação química, envolvendo um elemento metálico, indicada pela seguinte equação: 7. (SSA) Os galinhos do tempo são peças decorativas, que mudam de coloração de acordo com as condições climáticas. O efeito é baseado na presença de cloreto de cobalto II, utilizado na tinta que reveste o galo, estabelecendo o seguinte equilíbrio químico: o íon [CoCl4] 2- apresenta a cor azul, ao passo que o íon [Co(H2O)6] , a cor rosa. Sobre isso, assinale a alternativa CORRETA. a) Quando o tempo está seco, o equilíbrio é deslocado para a direita, e o galinho fica rosa. b) Quando o tempo está seco, o equilíbrio é deslocado para a esquerda, e o galinho fica azul. c) Quando o tempo está úmido, o equilíbrio é deslocado para a direita, e o galinho fica azul. d) Quando o tempo está seco, o equilíbrio é deslocado para a esquerda, e o galinho fica rosa. e) Quando o tempo está úmido, o equilíbrio é deslocado para a esquerda, e o galinho fica azul. 8. 9. (UFPE) No início do século XX, a expectativa da Primeira Guerra Mundial gerou uma grande necessidade de compostos nitrogenados. Haber foi o pioneiro na produção de amônia, a partir do nitrogênio do ar. Se a amônia for colocada num recipiente fechado, sua decomposição ocorrerá de acordo com a seguinte equação química não balanceada: As variações das concentrações com o tempo estão ilustradas na figura a seguir. A partir da análise da figura, podemos afirmar que as curvas A, B e C representam a variação temporal das concentrações dos seguintes componentes da reação, respectivamente: 10. 11. 12. (ITA) Num recipiente de volume constante igual a 1 litro, inicialmente evacuado, foi introduzido 1 mol de pentacloreto de fósforo gasoso e puro. O recipiente foi mantido a 250 °C e no equilíbrio final foi verificada a existência de 0,47 mol de gás cloro. Das opções abaixo, identifique a que contém o valor aproximado da constante (KC) do equilíbrio estabelecido dentro do cilindro e representado pela seguinte equação química: a) 0,179 b) 0,22 c) 0,42 d) 2,38 e) 4,52 13. (OBQ) Em um recipiente fechado, uma amostra gasosa de iodeto de hidrogênio (HI) se dissocia espontaneamente originando os gases formadores desta substância estabelecendo um equilíbrio químico descrito na equação a seguir. Independentemente da quantidade inicial de HI colocada no recipiente, observa-se que cerca de 9% das moléculas se dissociam a 30°C. Com base nas informações fornecidas, pode-se dizer que a constante de equilíbrio em termos de concentração (KC) desta reação a 30°C é: a) 2,2 x 10-1 b) 2,2 x 10-2 c) 4,9 x 10-2 d) 2,4 x 10-3 e) 5,4 x 10-4 14. Julgue as afirmações a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) Se houver um líquido ou um sólido num sistema em equilíbrio, a concentração destes ou suas pressões parciais não são incluídas nos cálculos de KC e KP. ( ) A adição de um catalisador num sistema em equilíbrio desloca-o no sentido da reação de menor energia de ativação. ( ) O aumento da pressão num sistema em equilíbrio desloca-o no sentido da contração de volume. ( ) O aumento da temperatura num sistema em equilíbrio desloca-o no sentido da reação exotérmica. ( ) A redução da quantidade de reagentes num sistema em equilíbrio, desloca-o no sentido da formação de mais produtos. 15. (OBQ) Em um recipiente de 1,0 L foram colocados 4,0 mol de H2 e 4,0 mol de Cℓ2, ambos gasosos. Em seguida, o recipiente foi aquecido a uma temperatura , e logo se estabeleceu o equilíbrio químico H2(g) + Cℓ2(g) ⇌ 2 HCℓ(g), com uma constante de equilíbrio de 0,25. A partir destas informações, responda o que se pede: a) Determine as concentrações de todas as espécies químicas no equilíbrio. b) Calcule o valor de KC da equação inversa. c) Calcule o valor de KP da equação direta. d) Mantendo a temperatura constante, descreva o que se observa no valor de KC, com o aumento da concentração de Cℓ2(g). 16. (ITA) Considere a reação química hipotética realizada em sistema fechado a pressão e temperatura constantes representada pela equação . Supondo que no início da reação haja apenas os reagentes X e Y, e considerando um intervalo de tempo que se estende de t = 0 até um instante t após o equilíbrio ter sido atingido, assinale a opção que apresenta a variação da energia livre de Gibbs. a) b) c) d) e) 17. (IME) Considere a reação, em equilíbrio, de produção do alvejante gasoso dióxido de cloro, que ocorre em um sistema reacional: Cl2(g) + 2NaClO2(s) ⇄ 2ClO2(g) + 2NaCl(s) Nessa situação, assinale a alternativa correta. a) A adição de mais NaClO2 ao sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir mais alvejante gasoso. b) A razão entre as constantes de equilíbrio KP/KC é igual a 0,0820568.T, em que T é a temperatura do sistema reacional, medida em Kelvin. c) A retirada parcial de NaCl do sistema desloca o equilíbrio da reação, de forma a produzir menos alvejante gasoso. d) A constante de equilíbrio KP é igual à constante de equilíbrio KC. e) Para duas diferentes temperaturas do sistema reacional, desde que elevadas e compatíveis com a manutenção do equilíbrio, o valor numérico da constante de equilíbrio KP é o mesmo, mantendo inalterada a produção de alvejante gasoso. 18. (ITA) A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H2(g) e N2(g) é catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450 °C. Sobre essa reação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições: I. O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo. II. O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo. III. Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H2(g) e N2(g). IV. Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia. Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação da amônia. A ( ) apenas I B ( ) apenas I e II C ( ) apenas II e III D ( ) apenas III e IV E ( ) apenas IV 19. (IME) Dada a reação química abaixo, que ocorre na ausência de catalisadores, pode-se afirmar que: a) o denominador da expressão da constante de equilíbrio é [H2O].[C]. b) se for adicionado mais monóxido de carbono ao meio reacional, o equilíbrio se desloca para a direita. c) o aumento da temperatura da reação favorece a formação dos produtos. d) se fossem adicionados catalisadores, o equilíbrio iria se alterar tendo em vista uma maior formação de produtos. e) o valor da constante de equilíbrio é independente da temperatura. 20. O princípio de Le Chatelier mostra que se umaperturbação é aplicada a um sistema em equilíbrio, este irá se alterar para reduzir o efeito da perturbação. Vários parâmetros podem influenciar o equilíbrio. Considere a tabela a seguir e assinale a alternativa que indica o sentido correto do deslocamento: Perturbação externa Sentido do deslocamento 1. Adição de reagentes 2. Aumento da temperatura 3. Remoção de produto 4. Diminuição da pressão 5. Redução de temperatura 6. Remoção de reagente 7. Adição de produto 8. Presença de catalisador 9. Aumento da pressão a. nenhum b. produto c. reagente d. endotérmico e. exotérmico f. contração de volume g. expansão de volume a) 1.f , 2.a , 3.g , 4.c , 5.b , 6.e , 7.d , 8.a , 9.a b) 1.c , 2.e , 3.b , 4.a , 5.f , 6.d , 7.g , 8.b , 9.a c) 1.a , 2.g , 3.f , 4.e , 5.d , 6.b , 7.c , 8.c , 9.c d) 1.b , 2.d , 3.b , 4.g , 5.e , 6.c , 7.c , 8.a , 9.f e) 1.b , 2.d , 3.b , 4.g , 5.e , 6.c , 7.c , 8.d , 9.g 21. (UFF-RJ) Identifique a opção que apresenta o sistema em equilíbrio em que a duplicação do volume causará deslocamento da posição de equilíbrio para a direita, se a temperatura do sistema for mantida em valor constante: 22. (Fuvest-SP) No equilíbrio A B, a transformação de A em B é endotérmica. Esse equilíbrio foi estudado, realizando-se três experimentos. O gráfico a seguir mostra corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, para o experimento X. Examine os gráficos abaixo. Aqueles que mostram corretamente as concentrações de A e de B, em função do tempo, nos experimentos Y e Z são, respectivamente: a) I e II. c) II e I. e) III e I. b) I e III. d) II e III. 23. (UFPE) Os antiácidos mais indicados devem ser aqueles que não reduzam demais a acidez no estômago. Quando a redução da acidez é muito grande, o estômago secreta excesso de ácido. Esse efeito é conhecido como a “revanche ácida”. Qual dos itens abaixo poderia ser associado a esse efeito? a) A lei da conservação da energia. b) O princípio da exclusão de Pauli. c) O princípio de Le Chatelier. d) O primeiro princípio da Termodinâmica. e) O princípio da incerteza de Heisenberg. 24. (Fuvest-SP) No gráfico, estão aos valores das pressões parciais de NO2 e de N2O4, para diferentes misturas desses dois gases, quando, a determinada temperatura, é atingido o equilíbrio: Com os dados desse gráfico, pode-se calcular o valor da constante (Kp) do equilíbrio atingido, naquela temperatura. Seu valor numérico é próximo de: a) 1 b) 2 c) 4 d) 8 e) 12 25. (UFC-CE) Um estudante introduziu 0,4 mol de NH3 gasoso em um recipiente fechado de 1,0 L, a 25 °C, e observou as variações de concentração das espécies que participam do equilíbrio químico: 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) ilustradas no gráfico abaixo. Com base nessas observações, é correto afirmar que o equilíbrio é inicialmente estabelecido no tempo: a) t = 10 s b) t = 0 s c) t = 13 s d) t = 16 s e) t = 27 26. (UFPE) Para a reação as pressões parciais de H2 e N2 no equilíbrio são, respectivamente, 0,400 e 0,800 atm. A pressão total do sistema é 2,80 atm. Qual é o valor de Kp quando as concentrações são dadas em atmosferas? a) 1,00 c) 5,00 e) 153,0 b) 3,13 d) 50,0 27. (UEL-PR) O odor de muitas frutas e flores deve-se à presença de ésteres voláteis. Alguns ésteres são utilizados em perfumes, doces e chicletes para substituir o aroma de algumas frutas e flores. Como exemplos, podemos citar o acetato de isopentila, que dá o odor característico de banana, e o acetato de etila, que dá o odor das rosas. Este último provém da reação entre o ácido acético e o álcool etílico, como demonstrado na reação a 100 °C. Se as concentrações de CH3COOCH2CH3(l) e H2O(l) forem dobradas em seus valores no equilíbrio, na mesma temperatura, então o valor de KC será igual a: a) 7,6 b) 3,8 c) 1,9 d) 0,95 e) 1,27 28. (Fatec-SP) O gráfico a seguir mostra como varia a constante de equilíbrio, KC, em função da temperatura para a reação de síntese da amônia. A respeito dessa transformação química, as seguintes afirmações foram feitas: I. a diminuição da temperatura aumenta o rendimento da reação; II. a elevação da temperatura diminui a velocidade da reação; III. a reação de síntese da amônia é exotérmica; IV. a elevação da temperatura favorece o consumo de N2 e H2. Dessas afirmações, são corretas apenas: a) I e II. b) I e III. c) III e IV. d) II e III. e) II e IV 29. (UPM-SP) O processo de Haber-Bosch para obtenção de amônia recebeu esse nome devido aos seus criadores: Fritz Haber (1868-1934) e William Carl Bosch (1874-1940). Foi usado pela primeira vez, em escala industrial, na Alemanha, durante a Primeira Guerra Mundial, com o objetivo de obtenção de matéria-prima para produção de explosivos, associado ao processo Ostwald. A equação termoquímica do processo Haber-Bosch é abaixo apresentada. Com o intuito de favorecer a produção de amônia foram feitas, no sistema, as intervenções de I a V. I. Aumento da pressão total do sistema. II. Aumento da pressão parcial do gás amônia. III. Diminuição da concentração do gás hidrogênio. IV. Aumento da concentração do gás nitrogênio. V. Utilização de um catalisador de ferro metálico. São eficientes, para esse propósito, apenas as intervenções a) I e IV. b) II e IV. c) III e V. d) I e II. e) III e IV. 30. (UFV-MG) Ao se misturar vapor de iodo (violeta) com hidrogênio (incolor), ocorre uma reação que resulta na formação do gás iodeto de hidrogênio (incolor). O gráfico mostra a variação das concentrações de reagentes e produtos durante um experimento em que foram utilizados 1,0 mol de I2 e 1,0 mol de H2, a 400 °C, em um frasco de 1,0 L. Em relação a esse experimento, indique a afirmativa correta: a) Ao final do experimento, o sistema gasoso contido no recipiente se apresenta incolor. b) A constante de equilíbrio dessa reação, a 400 °C, é 64. c) Ao final do experimento, a concentração de HI é 2,0 mol/L. d) Ao final do experimento, as concentrações de H2 e I2 são iguais a 0 (zero). e) A reação atinge o estado de equilíbrio no tempo 2. 31. (UEMG) As equações a seguir representam sistemas em equilíbrio. O único sistema que não se desloca por alteração de pressão é: 32. (Vunesp) Considere o equilíbrio a 25 °C: Conhecendo-se as concentrações iniciais: [PCl5]i = 0,100 mol/L [Cl2]i = 0,020 mol/L [PCl3]i = 0 e a constante de equilíbrio, KC = 0,030 mol/L, para a decomposição do PCl5 à mesma temperatura, a concentração de PCl5 no equilíbrio é igual a: a) 0,035 d) 0,120 b) 0,050 e) 0,230 c) 0,065 33. (OBQ) Em um recipiente de 1,0 L foram colocados 4,0 mol de H2 e 4,0 mol de Cℓ2, ambos gasosos. Em seguida, o recipiente foi aquecido a uma temperatura , e logo se estabeleceu o equilíbrio químico H2(g) + Cℓ2(g) ⇌ 2 HCℓ(g), com uma constante de equilíbrio de 0,25. A partir destas informações, responda o que se pede: a) Determine as concentrações de todas as espécies químicas no equilíbrio. b) Calcule o valor de KC da equação inversa. c) Calcule o valor de KP da equação direta. d) Mantendo a temperatura constante, descreva o que se observa no valor de KC, com o aumento da concentração de Cℓ2(g). e) Após o equilíbrio ser alcançado, foram inseridos 0,75 mol de gás hidrogênio no sistema. De acordo com o Princípio de Le Chatelier, o que deve ocorrer com o sistema? 34. (SSA) 35. (SSA) 36. (ENEM) 37. (ENEM) 38. (OBQ) Tetróxido de dinitrogênio é um composto com fórmula N2O4. Apresenta-se como líquido abaixo de 21 °C e que solidifica a -11 °C. Decompõe-se facilmente e reversivelmente a um gás avermelhado que possui elétronsdesemparelhados, agindo em muitos casos como radical livre, o NO2, segundo a reação: É usado como propelente de foguetes, formando misturas hipergólicas (de autoignição), com hidrazina e seus compostos. Usado para essa finalidade, ele é conhecido simplesmente como tetróxido de dinitrogênio e a sigla NTO é amplamente utilizada nesses casos. (Adaptado de: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tetr%C3%B3xido_de_nitrog% C3%AAnio#:~:text=Tetr%C3%B3xido%20 de%20nitrog%C3%AAnio%20ou%20tetr%C3%B3xido,radical %20livre%2C%20o%20NO2. Acesso em: 24 de julho de 2023.) Assinale a afirmativa correta sobre a reação de decomposição do NTO. a) Um aumento de temperatura desloca o equilíbrio para a esquerda. b) Um aumento da pressão parcial do NO2(g) desloca o equilíbrio para a direita. c) O aumento da pressão total no sistema desloca o equilíbrio no sentido de aumentar a dissociação do NTO. d) Nas condições da experiência Kp = Kc e) Considerando que o N2O4(g) encontra-se 20% dissociado, podemos afirmar que o valor do Kp nas condições da experiência vale 0,20 atm. 39. (IME) 40. (EsPCEx) 41. (FUVEST)