2ª LISTA 2015 QUÍMICA FUNDAMENTAL II LICENCIATURA

Prévia do material em texto

QUÍMICA FUNDAMENTAL II TEÓRICA – 2015 - 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – CINÉTICA 
Nome: ___________________________________________ _Professora: Pablyana Cunha_____ Curso: Licenciatura em Química - Noturno 
 
1. Você determina que a lei de velocidade para a reação A B + C tem a forma, velocidade = k[A]x. Qual é o valor de x se (a) 
a velocidade triplica quando [A] é triplicada; (b) a velocidade aumenta oito vezes quando [A] é dobrada; (c) não existe variação 
na velocidade quando [A] é triplicada? 
 
2. A velocidade relativa da reação: A + B  
produtos nos recipientes abaixo são 1:1:4:4. As 
esferas pretas representam as moléculas A, e as 
esferas cinzas representam B. a. Qual a ordem de 
reação em A e B? Qual a ordem total da reação? 
Escreva a lei de velocidade. 
 
3. A reação 2ClO2(aq) + 2OH-(aq)  ClO3-(aq) + ClO2-(aq) + H2O(l) foi estudada com os seguintes resultados: 
 
Experimento Concentração Inicial (mol.L-1) Velocidade Inicial 
(mol. L-1. s-1) [ClO2]0 [OH-]0 
1 0,060 0,030 0,0248 
2 0,020 0,030 0,00276 
3 0,020 0,090 0,00828 
 
(a) Escreva a lei de velocidade da reação para essa reação. 
(b) Calcule a constante de velocidade. 
(c) Calcule a velocidade quando [OH-] = 0,015 mol/L e [ClO2] = 0,010 mol/L. 
 
4. Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação: A + B+ C → Produtos e os dados estão mostrados na tabela 
abaixo: 
 
Experimento Concentração Inicial (mmol.L-1) Velocidade Inicial 
(mmol. L-1. s-1) [A]0 [B]0 [C]0 
1 2,06 3,05 4,00 3,7 
2 0,87 3,05 4,00 0,66 
3 0,50 0,50 0,50 0,013 
4 1,00 0,50 1,00 0,073 
 
a) Escreva a lei de velocidade da reação. Qual a ordem da reação? 
b) Determine o valor da constante de velocidade. 
 
5. Os dados abaixo foram obtidos para as velocidades iniciais da reação A + 2B + C 2D + E 
 
Experimento [A], M [B], M [C], M Velocidade Inicial 
1 1,40 1,40 1,00 R1 
2 0,70 1,40 1,00 R2= ½ x R1 
3 0,70 0,70 1,00 R3= ¼ x R2 
4 1,40 1,40 0,50 R4= 16 x R3 
5 0,70 0,70 0,50 R5 
 
a) Qual a ordem da reação com relação: A, B e C; 
b) Qual o valor de R5 em termos de R1? 
 
6. Para a reação A  produtos, os seguintes dados de [A] em função do tempo: t=0s, [a] = 0,600 M; 100 s, 0,497 M; 200 s, 
0,413; 300 s, 0,344 M; 400 s 0,285 M; 600 s, 0198 M; 1000 s, 0,094 M. a. Mostre que a reação é de primeira ordem; b. Qual 
o valor da constante de velocidade, k; c. Qual é a [A] em t= 750 s? 
 
 
7. O ácido acetoacético, CH3COCH2COOH, um reagente usado em síntese orgânica, decompõe-se em solução de ácido 
produzindo acetona e CO2 (g). 
CH3COCH2COOH(aq)  CH3COCH3 (aq) + CO2(g) 
A decomposição é de primeira ordem e tem uma meia vida de 144 min. 
a)Quanto tempo é necessário para a amostra se decompor 65%? 
b) Quantos litros de CO2 (g), medidos a 24,5°C e 748 torr, são produzidos quando 10,0 g de amostra de CH3COCH2COOH 
decompõe-se por 575 min? Obs. Ignore a solubilidade de CO2(g) em água. 
 
8. A meia-vida do isótopo radioativo fósforo-32 é 14,3 dias. Quanto tempo leva uma amostra de fósforo-32 para perder 99% 
da radioatividade? 
 
9. O etano, C2H6, forma radicais • CH3, em 700 oC, em uma reação de primeira ordem, cujo tempo de meia-vida é de 0,35 h. 
(a) Determine o tempo necessário para que a quantidade do etano caia de 1,70 x 10-3 mol até 1,18 x 10-4 mol em um balão 
reacional de 250 mL, em 700 ºC. (b) Quanto restará (em miligramas) de uma amostra de 3,44 mg de etano nesse mesmo 
balão reacional, a temperatura de 700 oC, após 45 minutos? 
 
10. Moléculas de butadieno (C4H6) reagem formando dímeros de C8H12. A reação é de segunda ordem em relação a C4H6. Se 
a constante de velocidade a uma determinada temperatura é 4,0 x 10-2 M-1s-1 e a concentração inicial de C4H6 é 0,0200 M: 
a) Qual é a concentração molar de C4H6 após um tempo reacional de 1,0 hora? 
b) Em quanto tempo (em horas) a concentração de C4H6 é de 0,002M? 
 
11. Com base nas energias de ativação e nas variações de energia, e supondo que todos os fatores de colisão são os mesmos, 
qual das seguintes reações seria a mais rápida e qual seria a mais lenta? (a) Ea = 45 kJ/mol; E = -25 kJ/mol; (b) Ea = 35 kJ/mol; 
E = -10 kJ/mol; (c) Ea = 55 kJ/mol; E = 10 kJ/mol; 
 
12. A energia de ativação de determinada reação é 65,7 kJ/mol. Quantas vezes mais rápido a reação ocorrerá a 50°C do que 
a 0°C. 
13.O diagrama (a) mostra a representação gráfica de ln k em função 
de 1/T de duas reações de primeira ordem; k é a constante de 
velocidade e T é a temperatura absoluta. Qual é a reação que tem 
a energia de ativação mais elevada? (2) O diagrama (b) mostra a 
representação gráfica de uma reação de primeira ordem a duas 
temperaturas diferentes. Qual é a reta que corresponde à 
temperatura mais alta? 
 
 
14. Para as mesmas concentrações, a reação: CO(g) Cl2(g) + COCl2(g) é 1,50 x 103 vezes mais rápida a 250oC do que a 150oC. 
Calcule a energia de ativação desta reação. Admita que o fator de frequência é constante. 
 
15. Os trabalhadores da indústria nuclear utilizam como regra prática o fato de que a radioatividade provenien- te de uma 
amostra não causará danos após 10 vezes o tempo de meia-vida. Calcule a fração de uma amostra radioativa que permanece 
intacta após este período. (Sugestão: Os decaimentos radioativos obedecem a uma cinética de primeira ordem.) 
 
16. Ao adicionar 6 g de Zn em grânulos a um recipiente com uma solução de HCl 2 M à temperatura ambiente, observa-se a 
liberação de hidrogênio gasoso. Diga se a velocidade de liberação do hidrogênio gasoso aumenta, diminui ou não é afetada 
como resultado de cada uma das seguintes alterações (mantendo sempre constante o volume de ácido): (a) utilizam-se 6 g 
de Zn em pó; (b) utilizam-se 4 g de Zn em grânulos; (c) utiliza-se ácido acético 2 M em vez de HCl 2 M; (d) aumenta-se a 
temperatura para 40oC. 
 
17. Comente sucintamente o efeito de um catalisador: (a) na energia de ativação. Faça uma distinção entre catálise 
homogênea e catálise heterogênea. Descreva três processos industriais importantes que utilizem a catálise heterogênea. As 
reações catalisadas por enzimas são exemplos de catálise homogênea ou catálise heterogênea? Explique. 
 
18. (a) Muitos catalisadores heterogêneos importantes são sólidos bem finamente divididos. Por que o tamanho da partícula 
é importante? (b) Qual o papel da adsorção na ação de um catalisador heterogêneo? 
 
 
Bons estudos!