Exercícios Equilíbrio Químico

Prévia do material em texto

Lista de Exercícios
Equilíbrio Químico – 2º Ano
1. (UFMG) Quando um mol de amônia é aquecido num sistema fechado, a uma determinada temperatura, 50% do composto se dissocia, estabelecendo-se o equilíbrio:
NH3(g) 1/2N2(g) + 3/2H2(g)
A soma das quantidades de matéria, em mol, das substâncias presentes na mistura em equilíbrio é
�
a) 3,0
b) 2,5
c) 2,0
d) 1,5
e) 1,0
�
R: Mas ele diz que 50% de um mol de amonia se dissocia o que seria 0.5 mol 
2NH3(g) ---> 1N2(g) + 3H2(g) 
0.5NH3(g) ---> 0.25N2(g) + xH2(g) 
encontrando x 
2/0.5=3/x 
x=0.75 
a soma de mols do produto é 
0.25+0.75=1 
a soma de mols do reagente é 
0.5 
entao a soma no equilibrio é 1+0.5=1.5
2. Sabendo-se que no equilíbrio: H2(g) + I2(g) 2HI(g) A pressão parcial do Hidrogênio é 0,22 atm, a do Iodo é 0,22 atm e a do ácido Iodídrico é 1,56 atm, o valor do Kp é?
R: 
Kp = [pHI]² / [pH2] x [pI2] 
Kp = 1,56² / 0,22² 
Kp = 2,4336 / 0,0484 
Kp = 50,281 
Nesse caso ai Kp = Kc
3. N2O4 e NO2, gases poluentes do ar, encontram-se em equilíbrio, como indicado: 
N2O4 2NO2
Em uma experiência, nas condições ambientes, introduziu-se 1,50 mol de N2O4 em um reator de 2,0 litros. Estabelecido o equilíbrio, a concentração de NO2 foi de 0,060 mol/L. Qual o valor da constante Kc, em termos de concentração, desse equilíbrio?
�
a) 2,4 x 10-3
b) 4,8 x 10-3
c) 5,0 x 10-3
d) 5,2 x 10-3
e) 8,3 x 10-2
�
R:
Tempo          N2O4                          =          2NO2
Inicio            1,5mol/2l = 0,75 mol/l                0
Reagiu           0,03                                      0,06
Equilibrio       0,72                                       0,06
kc= 0,06² = 0,0036 = 0,005 = 5x 10^-3
        0,72     0,72
4. São colocados 8,0 mols de amônia num recipiente fechado de 5,0 litros de capacidade. Acima de 450°C, estabelece-se, após algum tempo, o equilíbrio:
2NH3(g) 3H2(g) + N2(g)
Sabendo que a variação do número de mols dos participantes está registrada no gráfico, podemos afirmar que, nestas condições, a constante de equilíbrio, Kc, é igual a:
�
a) 27,00
b) 5,40
c) 1,08
d) 2,16
�
R:
2 NH3(g) ................. 3 H2 (g) + N2 (g) 
a constante de equilíbrio pode ser calculada pela fórmula: ("^" significa elevado a ...) 
Kc = [N2] [H2]^3 / [NH3]^2 
preciso então das concentrações (mols/ L) 
N2=2 / 5 = 0,4 mol/L 
NH3=4 / 5 = 0,8 mol/L 
H2=6 / 5 =1,2 mol/L 
Kc = 0,4 . 1,2^3 / 0,8^2 = 1,08 
5. A decomposição em fase gasosa, a 250°C, representada pela equação: 
PCℓ5(g) PCℓ3(g) + Cℓ2(g), apresenta uma constante de equilíbrio Kc = 0,04. A respeito da reação foram levantados os seguintes dados de concentrações molares no equilíbrio: [PCℓ5] = 1,5 mol/L, [Cℓ2] = 0,3 mol/L. A concentração molar de PCℓ3 no equilíbrio é :
�
a) 125 mol/L
b) 37,2 mol/L
c) 1,2 mol/L
d) 0,3 mol/L
e) 0,2 mol/L
�
R:
KC = [produto]/[reagentes]
KC = [Cl2] . [PCl3] 
         ------------------
            [PCl5] 
0,04 = 0,3 . [PCl3] 
           ---------------
               1,5 
Multiplica cruzado.
0,04 x 1,5 = 0,3 x [PCl3]
[PCl3] = 0,2 mol/L
6. Bicarbonato de sódio sólido é usado como fermento químico porque se decompõe termicamente, formando gás carbônico, de acordo com a reação representada pela equação química:
2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
Escreva a expressão matemática para a constante de equilíbrio expressa em termos de concentração (Kc) e em termos de pressões parciais (Kp).
R:
a) Para o equilíbrio químico:
2 NaHCO3(s) 1 Na2CO3(s) + 1 CO2(g) + 1 H2O(g) a constante de equilíbrio é calculada pele expressão: KC = [CO2]1 . [H2O]
b) Para o equilíbrio acima, a expressão da constante de equilíbrio em termos de pressões parciais é Kp=pCO . pH2O
Pela equação química, pode-se concluir que a pressão parcial do CO2(g) é igual pressão parcial da H20(g), então: 
KP=pCO . pH2O 0,25 = pCO . pH2O
0,25 = p2 p = 0,50 atm 
pCO2 = . pH2O = 0,50 atm
7. (PUC-RS) O monóxido de dinitrogênio, quando inalado em pequenas doses, produz uma espécie de euforia, daí ser chamado de gás hilariante. Ele pode ser obtido por meio da decomposição do nitrato de amônio, conforme equação representada a seguir:
NH4NO3(s) N2O(g) + 2H2O(g) ΔH = - 36,03 kJ/mol
Com relação a essa reação em equilíbrio, está correto
a) a produção de monóxido de dinitrogênio aumenta com o aumento de temperatura.
b) a adição de um catalisador aumenta a formação do gás hilariante.
c) o equilíbrio químico é atingido quando as concentrações dos produtos se igualam.
d) um aumento na concentração de água desloca o equilíbrio químico no sentido da reação de formação do monóxido de dinitrogênio.
e) uma diminuição na concentração de monóxido de dinitrogênio desloca o equilíbrio químico no sentido da reação de decomposição do nitrato de amônio.
R:
Resposta comentada:
A) Falsa
Sabendo-se que a reação direta, neste caso, é exotérmica, se aumentarmos a temperatura o equílibrio será deslocado no sentido inverso da reação: no sentido da formação do reagente (NH4NO3(s)); da reação endotérmica.
B) Falsa
Só exitem três fatores que deslocam o equilíbrio químico: TEMPERATURA, PRESSÃO E CONCENTRAÇÃO. Catalisadores não deslocam o equilíbrio químico.
C) Falsa
O equilíbrio químico é alcançado quando as velocidades direta e inversa tornam-se iguais.
D) Falsa
Aumentando-se a concentração de água o equilíbrio será deslocado no sentido da formação de NH4NO3(s), portanto no sentido inverso da reação.
E) Verdadeira
Diminuindo-se a concentração do N2O, produto da reação, a velocidade da reação inversa se tornará menor e o equilíbrio será deslocado para a direita.
8. Atualmente, o processo industrial utilizado para a fabricação de H2SO4 é chamado "processo de contacto". Nesse processo, o enxofre é queimado originando SO2(g). Este gás, juntamente com O2(g), é introduzido num conversor catalítico, quando ocorre a reação:
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
Supondo que o espaço livre do conversor seja de 400 litros e nele estejam confinados 80 mol de SO2, 120 mol de O2 e 200 mol de SO3 sob dadas condições de pressão e temperatura, o valor de Kc para a reação acima representada, é:
a) 20,8
b) 4,8 x 10-2
c) 8,33
d) 2,4
e) 10,6
R:
Melhor resposta:  Só lembrando a fórmula de molaridadade: 
M (molaridade) = n (número de mol) / V (volume em L) 
Para calcular a constante de equilíbrio (Kc) deve utilizar os valores em mol/L. E como os valores dados no problema estão somente em mol deve-se converter para mol/L dividindo pelo volume (nessa caso = 400L). Então... 
80mol de SO2: 80 / 400 = 0,2mol/L 
120mol de O2: 120 / 400 = 0,3mol/L 
200mol de SO3: 200 / 400 = 0,5mol/L 
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) 
Kc = [produtos] / [reagentes] 
Kc = [SO3]² / [SO2]² x [O2] 
Kc = (0,5)² / (0,2)² x 0,3 
Kc = 0,25 / 0,04 x 0,3 
Kc = 0,25 / 0,012 
Kc = 20,83
9. Podemos afirmar que o equilíbrio químico da reação de obtenção de cloreto de hidrogênio a partir dos gases hidrogênio e cloro, dada abaixo, pode ser deslocado no sentido da formação do produto pelo seguinte recurso:
H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl(g)
a) aumentando-se a pressão do sistema.
b) diminuindo-se a pressão do sistema.
c) diminuindo-se a pressão parcial de Cl2.
d) aumentando-se a pressão parcial de Cl2.
e) adicionando-se um catalisador ao meio reacional
R: Se aumentarmos ou diminuirmos a pressão do sistema, não haverá deslocamento em nenhum sentido, pois, a proporção de reagentes é igual a dos produtos, ou seja, 2:2. E ao adicionar um catalisador só irá aumentar a velocidade da reação. 
Caso haja uma diminuição na pressão parcial de Cl2, irá deslocar no sentido dos reagentes. 
Conclusão: A MELHOR OPÇÃO QUE TEMOS PARA RESPONDER ESSA QUESTÃO É A LETRA D. Onde diz que: aumentando a pressão parcialdo Cl2, aumenta logicamente sua concentração, e com isso, desloca o equilíbrio no sentido do produto(2 HCl).
10. (UFR-RJ) O sal, dentre as opções abaixo, que quando dissolvido em água gerará uma solução de pH básico é
�
a) KNO3.
b) AlCl3.
c) NH4Cl.
d) NaCl.
e) Na2CO3.
�
R: Melhor resposta:  C)NH4Cl
11. (UFRS) O acidente ocorrido recentemente com o navio Bahamas provocou o vazamento de milhares de toneladas de ácido sulfúrico na lagoa dos Patos. Em determinados locais, foram registrados valores de pH entre 3 e 4. Podemos afirmar que, nesses locais, a concentração aproximada de íons hidroxila, em mol/L, foi:
�
a) maior que 10–11. 
d) maior que 10–5.
b) maior que 10–9. 
e) maior que 10–4.
c) maior que 10–7.
�
R: Pela definição de pH, sabe-se que: 
pH = - log [H+] 
A concentração de OH- em ambos os casos é uma ''média'': 
14 - 4 = 10 
14 - 3 = 11 
Logo: 
[OH-] = 10-¹¹ /L 
[OH-] = 10-¹° mol/L 
A menor concentração encontrada é de 10-¹¹ mol/L. Por isso, letra A
12. Considere o equilíbrio
Fe3O4(s) + 4H2(g) → 3Fe(s) + 4H2O(g)
A 150ºC, em recipiente fechado.
Escreva a expressão da constante de equilíbrio da reação. Preveja, justificando, qual será o efeito da adição ao sistema em equilíbrio de:
�
a) mais H2(g);
b) mais Fe(s);
c) um catalisador.
�
R: Kc = [Fe]^3 . [H2O]^4 dividido por [Fe3O4] . [H2]^4 
(a) o acréscimo de H2(g) aumenta a velocidade no sentido direto da reação. 
(b) o acréscimo de Fe(s) aumenta a velocidade no sentido inverso da reação. 
(c) o acréscimo de um catalisador não afeta o valor da constante de equilíbrio, mas faz com que o equilíbrio seja atingido em um tempo menor.
Kc = [H2O]^4 / [H2]^4 sólidos não entram 
Ou Resolução:
a) A adição de H2(g)(reagente) desloca o equilíbrio para a direita (sentido da formação dos produtos).
b) O Fe(s)não faz parte das substâncias envolvidas no cálculo da constante de equilíbrio dessa reação. Essa substância, portanto, não desloca o equilíbrio.
c) O catalisador só faz o equilíbrio ser atingido em menos tempo, porém, não desloca o equilíbrio em nenhum sentido
13. Uma solução 0,1 mol/L de um monoácido está 2% ionizada. Determine:
a) a concentração hidrogeniônica [H+] no equilíbrio.
b) a constante de ionização (Ka) a uma dada temperatura T.
R: Como não há identificação do monoácido vou considerar genericamente este como AB. 
a) A dissociação do ácido é assim: AB ----> A+ + B- 
Como a concentração do ácido é 0,1 mol/L se fosse 100% ionizado ficaria 0,1 mol/L de A+ e B-. Mas como somente 2% foi ionizado, logo: 
0,1 mol/L x 2% = 0,002 mol/L (portanto esta seria a concentração de H+ na solução) 
b) como sabemos que há 0,002 mol/L de A+ e B-, e 0,1 mol/L de AB, aplicando a fórmula de Ka, logo: 
Ka = Reagentes / Produtos 
Ka = [A+] x [B-] / [AB] 
Ka = [0,002] x [0,002] / 0,1 
Ka = 0,000004 / 0,1 
Ka = 0,00004 ou 4 x 10 ^ -5 (esta seia a constante de ionização em uma dada temperatura T)
14. Algumas argilas do solo têm a capacidade de trocar cátions de sua estrutura por cátions de soluções aquosas do solo. A troca iônica pode ser representada pelo equilíbrio:
R-Na+(s) + NH4+(aq) RNH4+(s) + Na+(aq)
onde R representa parte de uma argila. Se o solo for regado com uma solução aquosa de uma adubo contendo NH4NO3, o que ocorre com o equilíbrio anterior?
a) Desloca-se para o lado Na+(aq).
b) Desloca-se para o lado do NH4+(aq).
c) O valor de sua constante aumenta.
d) O valor de sua constante diminui.
R: Os íons NH41+ (amônio) do nitrato de amônio deslocam o equilíbrio no sentido da formação dos produtos.
15. Em uma câmara de 1,0 L foi adicionado 1,0 mol de nitrogênio e 1,0 mol de hidrogênio, ambos no estado gasoso, a 25 °C e 1,0 atm. Ocorreu uma reação química até atingir o equilíbrio representado pela equação
N2(g) + 2 H2(g) N2H4(g) ΔH < 0
Analisando as informações anteriores é correto afirmar que, no equilíbrio,
a) as concentrações dos componentes são iguais.
b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais.
c) a velocidade da reação direta é o dobro da velocidade Dan reação inversa.
d) a velocidade da reação direta é a metade da velocidade da reação inversa.
R: Se está em equilíbrio, a velocidade da reação direta = velocidade da reação inversa. Portanto, resposta b.
b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais. 
É verdade porque é o que se passa em qualquer equilíbrio química, ou seja, esta afirmação faz parte da própria definição de equilíbrio química 
As duas últimas são obviamente falsas e sobre a primeira não temos dados (o valor da constante) para poder tirar essa conclusão
16. O "leite de magnésia", constituído por uma suspensão aquosa de Mg(OH)2, apresenta pH igual a 10. Isto significa que:
a) o "leite de magnésia" tem propriedades ácidas.
b) a concentração de íons OH- é igual a 10-10 mol/L.
c) a concentração de íons H3O+ é igual a 10-10 mol/L.
d) a concentração de íons H3O+ é igual a 1010 mol/L.
e) a soma das concentrações dos íons H3O+ e OH- é igual a 10-
14 mol/L.
R: C) pH = 10 ⇒pOH = 4, assim temos:
[H+] = 10–10 mol/L e [OH–] = 10–4 mol/L
17. (Ufsc) Considere o sistema em equilíbrio
2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g) ∆H= -747kJ.
Assinale a(s) proposição VERDADEIRA(S).
01. A adição de um catalisador favorece a formação dos produtos.
02. Aumentando-se a pressão total sobre o sistema, o equilíbrio não será deslocado.
04. A formação de N2(g) será favorecida se aumentamos a pressão total sobre o sistema.
08. A diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para a direita.
16. Aumentando-se a pressão parcial do CO2, o equilíbrio desloca-se para a esquerda.
32. A constante de equilíbrio Kp da reação em termos de pressões parciais, é dado pela expressão: Kp=[p(N2)].[p(CO2)]2 / [p(NO)]2.[p(CO)]2
R:
01 - Verdadeiro
02 - Falsa: o equilíbrio deslocará para o lado de menor volume.
04 - Verdadeiro
08 – verdadeiro
16 - verdadeiro
32 – verdadeiro
Verdade = 61 / Falsa = 2