4ª Lista de Química Geral para Engenharia 2016 UFC

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA E INORGÂNICA 
Química Geral para Engenharia (2016) 
 
4ª Lista de exercícios – Cinética e Equilíbrio Químico 
 
1. Para a reação A(g) + 2 B (g)  C(g) as velocidades da reação foram determinadas em diferentes experimentos: 
Experimento [A] inicial em mol/L [B] inicial em mol/L Velocidade (mol/L min) 
1 0,100 0,100 5,00 
2 0,300 0,100 45,00 
3 0,100 0,200 10,00 
4 0,300 0,200 90,00 
a) Qual a ordem de reação para cada reagente? b) Escreva a lei de velocidade? c) Determine o valor de k. 
2. Complete a Tabela abaixo para a reação: 2R(g) + 3S(g) produtos 
Sabendo que as ordens de reação em relação a R e S são respectivamente de primeira e segunda ordem. 
Experimento [R] (mol/L) [S] (mol/L) K (L
2
/mol
2
.min) Velocidade (mol/L/min) 
1 0,200 0,200 0,149 ------------ 
2 ----- 0,633 0,42 0,833 
3 0,050 0,0911 ------ 0,00624 
3. As imagens abaixo representam uma reação A ➝ B no início e após certo tempo. O gráfico representa o comportamento da 
velocidade dessa reação em relação à concentração de A. Considerando a constante de velocidade igual a 0,01 s
-1
, 
determine quanto tempo passou entre as duas imagens. 
 
4. A decomposição do peróxido de hidrogênio é uma forma de obtenção de oxigênio: 
2H2O2 (l)  2H2O (l) + O2 (g). 
 Esta é uma reação de primeira ordem com uma constante de velocidade de 0,0410 min
-1
. (a) Se no início da decomposição 
houver 3,0% de H2O2, qual será sua concentração após 30 minutos? (b) Qual é o tempo da primeira meia vida da decomposição 
da amostra? 
5. Em uma dada reação, 70 g de uma amostra impura de NO2 sofreu decomposição, em um sistema reacional de 5L, de acordo 
com a reação: 2 NO2(g)  2 NO(g) + O2(g) 
Após o tempo de meia vida (t1/2 = 230s), observou-se que havia 41,48g da amostra original. Considerando que a reação é de 
primeira ordem determine a massa de NO2 após 6 min de reação. 
6. A dimerização do tetrafluoroetileno (C2F4) a 430K processa-se de acordo com a seguinte lei de velocidade: v = 1,6 x 10
-3
M
-
1
s
-1
[C2F4]
2
. A) 0,80 mols de C2F4é injetado em uma câmera de reação de 1L a 403K. Quanto restará de C2F4 após 1 hora? B) 
Qual é a meia vida da reação? 
7. Considerando dados experimentais para a reação: A ↔ 2B + C 
três diferentes gráficos foram preparados utilizando concentrações expressas 
em mol/L. 
a) Qual a ordem de reação relativa a A e qual a concentração inicial de A? 
b) Qual a concentração de A após 9 s? 
c) Quais as primeiras três meias-vidas para esse experimento? 
8. Um antibiótico é metabolizado no organismo obedecendo a uma cinética de 
primeira ordem. A constante de velocidade para esse metabolismo em um 
individuo de 70kg é igual a 3,0x10
-5
 s
-1
. Quantos comprimidos o indivíduo 
deve tomar por dia para manter a concentração do antibiótico em 200mg por 
100 kg? (obs: cada comprimido contem 400mg do antibiótico) 
9. A decomposição térmica da fosfina (PH3) em fósforo (P4) e hidrogênio 
molecular é uma reação de primeira ordem. A meia-vida da reação é 35,0s a 
680
o
C. Calcule (a) a constante de velocidade de primeira ordem para a reação 
e (b) o tempo necessário para a decomposição de 95% da fosfina. 
10. Uma mistura gasosa ideal de propano (C3H8) e ar é queimada a pressão constante, gerando 720 litros de CO2 por hora, 
medidos a 20
o
C. Sabe-se que o propano e o ar estão em proporções estequiométricas. Determine a velocidade média de reação 
da mistura em relação ao ar considerando a composição do ar 21% de O2 e 79% N2. 
 
11. Em 16 de julho de 1945, a primeira bomba atômica foi detonada no deserto do Novo México. Que fração de estrôncio-
90 (t1/2=28,8 anos) produzido por essa explosão permanece atualmente (em AGOSTO de 2016)? 
12. A reação 2 NOBr(g) 2 NO(g) + Br2(g) atinge o equilíbrio quando 34% do NOBr está dissociado. Sabendo-se que a 
pressão total do sistema em equilíbrio é 0,25 atm e que a reação ocorre a 150°C calcule o valor de Kc. 
13. Os seguintes dados se aplicam a equação não balanceada: A(g) B(g) 
Tempo (s) 0 50 100 150 200 250 
PA (atm) 2,00 1,25 0,95 0,80 0,71 0,68 
PB(atm) 0,10 0,60 0,80 0,90 0,96 0,98 
Com base nesses dados, balanceie a equação. O sistema atingiu o equilíbrio? Explique. 
14. Cloreto de iodo decompõe em alta temperatura em iodo e cloro 2 ICl(g) I2(g) +Cl2(g) 
O Equilíbrio é estabelecido quando as pressões parciais de ICl, I2 e Cl2 são respectivamente 0,43, 0,16 e 0,27 (em atmosferas). 
A) Calcule Kp. B) Se uma quantidade de I2 condensa decrescendo sua pressão parcial para 0,10 atm em qual direção a reação 
prosseguirá? Quais as novas pressões de equilíbrio? 
15. A 1000K, Kp= 19,9 para a reação Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2 Fe(s) + 3CO2(g). Qual a pressão parcial no equilíbrio de 
CO e CO2, se CO é o único gás presente inicialmente com pressão parcial de 0,98 atm?. 
16. Uma amostra de N2O4(g) foi colocada em um cilindro vazio a 25 C. Após o equilibro ter sido atingido, a pressão total 
do sistema é de 1,5atm e 16% (por mols) da amostra original N2O4(g) foi dissociada em NO2(g). a) Calcule o Kp e o Kc para 
esta reação de dissociação. (b) Se o volume do cilindro aumentar até que a pressão total seja 1,0 atm (a temperatura do sistema 
permanece constante), calcule a pressão do equilíbrio para os gases N2O4 e NO2. 
17. A constante de equilíbrio para a reação CO (g) + Cl2(g) COCl2 (g) a 600 C é Kp = 0,20. Uma mistura desses 
três gases com pressões parciais de PCO = 0,35 ; PCl2 = 0,52 e PCOCl2= 0,12 está presente em um recipiente. O sistema está em 
equilíbrio? Se não em que direção o sistema deve se deslocar para atingir o equilíbrio? Qual o Kc para está reação? 
18. Para o sistema N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH <0, discuta o que ocorre com o equilíbrio quando: a) aumenta-se a 
pressão (reduz o volume) no recipiente; b) aumenta-se a temperatura; c) duplica-se a quantidade de N2 presente e 
simultaneamente duplica-se o volume do recipiente onde ocorre a reação; d) aumenta-se a pressão mantendo-se volume 
constante pela introdução de gás inerte. 
19. Um recipiente fechado de 5,0 L, que se encontrava completamente vazio, sob vácuo, foi colocada uma amostra de 
10,0g de PCl5. Em seguida a amostra foi aquecida a 500 K, ocorrendo a decomposição do PCl5 conforme a reação: 
PCl5 (g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g) 
Sabendo que no equilíbrio a pressão total medida no recipiente foi de 1,551 atm e que todos os gases envolvidos têm 
comportamento ideal, calcule a constante de equilíbrio da reação de decomposição do PCl5. 
20. Para a dimerização do NO2 a 298 K a pressão total de uma mistura no equilíbrio é 1,0 atm. 
2NO2(g) N2O4(g) Kp = 8,8. Se o volume é aumentado para 3 vezes o original, qual é a pressão de equilíbrio dos gases a 
298 K. 
21. A dissociação da molécula diatômica: A2(g) 2A(g) ocorre a 500 K. A Figura 1 
mostra o estado de equilíbrio desta dissociação. A Figura 2 mostra o restabelecimento do 
equilíbrio após perturbação no sistema anterior. Quais das seguintes variações podem ter 
produzido este novo estado (2)? a) Aumento da temperatura. (b) Adição de átomos A. (c) 
Decréscimo do volume. (d) Adição de catalisador. Justifique sua escolha de catalisador. 
Explique sua escolha. 
 
22. A 1000K o valor de Kc para reação PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) é 4,0x10
-2
. Os compostos foram colocados em um 
recipiente de maneira que as concentrações iniciais de cada composto eram: [PCl5]=2x10
-2
 molL
-1
; [PCl3]=3x10
-2
molL
-1
 e 
[Cl2] = 5x10
-2
molL
-1
. Baseado nessas informações descubra se o sistema se encontra em equilíbrio e em caso negativo 
determine as concentrações dos compostos quando o equilíbrio for atingido. 
23. Uma amostra de 8,00 g de SO3 foi colocada em um recipiente evacuado a 600 °C, a decomposiçãoocorre de 
acordo com a reação: 
 
No equilíbrio a pressão total e a densidade da mistura reacional é 1,80 atm e 1,60 g/L, respectivamente. Calcule Kp e Kc. 
24. A reação de decomposição do HF ocorre de acordo com a reação: 
2HF(g) H2(g) + F2(g) 
Quando o sistema reacional atinge o equilíbrio as concentrações dos compostos são [H2] = 0,05 mol L
-1
, [F2] = 0,01 mol L
-1
 e 
[HF] = 0,40 mol L
-1
. Se 0,20 mol de F2 é adicionado à mistura em equilíbrio quais devem ser as novas concentrações dos 
compostos quando o equilíbrio for novamente atingido? Considere o volume do recipiente reacional igual a 5,0 L. 
25. Quando 0,100 mol de CaCO3 (s) e 0,100 mol de CaO(s) são colocados em um tubo evacuado de 10,0 L e aquecido 
para 385 K, a pressão parcial do CO2 é 0,220 atm quando o equilíbrio é estabelecido: 
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 
Determine a massa total de CaCO3 no novo equilíbrio após o bombeamento no recipiente de mais CO2 com uma pressão de 
0,300 atm? 
 
(1) (2)