Exercícios de Química Geral II

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08 de novembro de 2011 
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (Professor: Mauricio Sant’Anna) 
Química Geral II IC390 (2
o
/2011) 
1. Use os dados abaixo e sugira uma equação de velocidade para a reação. Explique: 
2NO(g) + O2 (g)  2NO2 (g) 
 Concentrações iniciais (mol/L) Velocidade inicial 
Experiência [NO] [O2] (mol/L.s) 
1 0,020 0,010 0,028 
2 0,020 0,020 0,057 
3 0,020 0,040 0,114 
4 0,040 0,020 0,227 
5 0,010 0,020 0,014 
2. Considere a seguinte reação: 2NO2(g) + O3(g)  N2O5 (g) + O2(g) 
Esta reação é de primeira ordem em relação a ambos os reagentes. 
a) Escreva uma equação de velocidade para a reação. 
b) Se você triplicar a concentração inicial do NO2, o que irá acontecer com a velocidade 
inicial da reação? 
c) Se você reduzir à metade a concentração inicial do O3, o que irá acontecer com a 
velocidade inicial da reação? 
3. A hidrólise da sacarose: C12H22O11(aq) + H2O(g)  2C6H12O6(aq) 
é de 1
a
 ordem em relação à sacarose. Depois de 2,57 h, a concentração de C12H22O11(aq) caiu 
de 5,00 g/L para 4,50 g/L. Determine o valor de k. 
4. Considere a substituição nucleofílica CH3Br(aq) + OH¯(aq)  CH3OH(aq) + Br¯(aq). A lei de 
velocidade é de 1
a
 ordem em ambos os reagentes. Quando [CH3Br(aq)] é 0,010 M e 
[OH¯(aq)] é 0,10 M, a velocidade da reação a 298 K é 0,28 mol/L.s. 
a) Qual é o valor da constante de velocidade? 
b) Se a [CH3Br(aq)] for triplicada, em que valor deverá ficar a [OH¯(aq)] para que a 
velocidade da reação não se modifique? 
5. A constante de velocidade de 1
a
 ordem para a decomposição de N2O5 em NO2 e O2 70
0
C 
é igual a 8,82 x 10¯
3 
s¯
1
. Se a reação começar com 0,300 mol do reagente em um reator de 
0,500 L, quantos mols dele restarão após 1,5 min? 
Quantos minutos serão necessários para a quantidade de N2O5 cair a 0,030 mol? 
6. A quantidade de 
198
Au, um isótopo radioativo do ouro usado no diagnóstico de doenças 
no fígado, leva 2,7 dias para cair à metade. Se uma pessoa ingerir 5,68 mg deste isótopo, 
qual a quantidade que permanecerá no seu corpo após 2 dias? 
7. Use os valores de k determinados em duas temperaturas para a decomposição do HI e 
determine a energia de ativação da reação: 
k (L/mol) T (K) 
2,15 x 10
-18
 650 
2,39 x 10
-7
 700 
8. Uma célula voltaica é baseada nas seguintes semi-reações: 
In
+
(aq)  In
3+
(aq) + 2e¯ 
Br2(l) + 2e¯  2Br¯(aq) 
Se o E
0
pilha = 1,46 V, qual é o E
0
red(In
3+
(aq), In
+
(aq))? 
 
 
 
9. Discuta: 
a) A diferença entre células secundárias e células a combustível. Exemplique. 
b) A diferença entre células voltaicas e células eletrolíticas. Exemplifique. 
c) Três formas diferentes de proteger o ferro da corrosão. 
10. Calcule o E
0
cel para as seguintes células voltaicas (não balanceadas): 
a) MnO4¯(aq) + H2O(l)  Mn
2+
(aq) + H
+
(aq) + O2(g) 
b) Al(s) + I2(s)  Al
3+
(aq) + I¯(aq) 
c) F2(g) + Cr
3+
(aq) + H2O(l)  F¯(aq) + Cr2O7
2
¯ (aq) + H
+
(aq) 
11. Use dados de E
0
red e calcule Gr
0
: 
a) Ag(s) + O2(g) + H
+
(aq)  Ag
+
(aq) + H2O(l) 
b) Ni
2+
(aq) + Cr(OH)3(s) + OH¯(aq)  Ni(s) + CrO4
2
¯(aq) + H2O(l) 
12. Calcule: 
a) 
O Ecel para a reação do exercício 8a, quando [MnO4¯(aq)] = 0,100 mol/L, pH = 7,00, [Mn
2+
(aq)] = 
0,100 mol/L, p(O2) = 0,200 atm e T=298 K. 
b) O Epilha para a reação do exercício 8b, quando [Al
3+
(aq)] = 4,0x10¯
3
 mol/L, [I¯(aq)] = 0,010 mol/L e 
T=298 K. 
c) O pH de uma célula voltaica Zn/H
+
, sabendo que o Epilha é 0,45 V, [Zn
2+
(aq)] = 1,0 mol/, p(H2) = 
1,0 atm e T= 25
0
C. 
d) A constante de equilíbrio da reação: Cu(s) + Br2(l)  Cu
2+
(aq) + 2Br¯ (aq) 
e) O Epilha para a reação na qual o MnO4

(aq) é reduzido a Mn
2+
(aq) e a água é oxidada formando O2(g), 
em pH = 7,00, p(O2) = 0,200 atm e [MnO4

(aq)] = [Mn
2+
(aq)] = 0,100 mol/L. 
13. Calcule: 
a) A massa de Al produzida por uma hora de eletrólise de AlCl3(l) com uma corrente elétrica de 10,0 
A 
b) O tempo necessário para produzir 50,0 g de Mg a partir de MgCl2(l) com uma corrente elétrica de 
100,0 A 
14. Na eletrólise da água usando eletrodos de Pt, foi usada uma corrente de 0,775 A durante 45,0 
min. Quais são os volumes de H2(g) e O2(g) gerados? Assuma p = 1,0 atm e T = 25
0
C. 
15. O KPS do FeCl2 é igual a 2,4 x 10
6
. Qual é E
0
red da semi-reação que fornece os prováveis 
produtos de redução do FeCl2 por 2 elétrons? 
 
Resposta de exercícios selecionados 
1. r = k[NO]
2
[O2] 
2. a) r = k[NO2][O3] ; b) triplicar; c) cair à metade. 
3. 0,0410 h¯
1
 
4. a) 280 s¯
1
; b) 1/3 
5. 0,136 mol; 4,35 min 
6. 3,40 mg 
7. Ea = 182 kJ/mol 
8. -0,40 V 
10. +0,278 V, +2,20 V e +1,64 V 
11. -166 kJ/mol e +87 kJ/mol 
12. a) +0,040 V; b) +2,36 V; c) 5,24; d) 4 x 10
24
; e) +0,040 V 
13. 3,36 g e 3,97 x 10
3
 s 
14. 265 mL e 133 mL. 
15. –0,606 V