Lista de exercicio 1 FQBII

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Lista de Exercício 1 – Físico-Química Básica II – 2014-2 
01. A energia de Gibbs padrão do amoníaco, a 250 C, é -16,5 kJ/mol. Calcule o valor da 
energia de Gibbs molar a 1/2, 2, 10 e 100 atm. Determine o valor de pressão em que a 
variação da energia de Gibbs se torna positiva. 
02. Quatro moles de nitrogênio, n mol de hidrogênio e (8-n) mol de oxigênio são 
misturados a 300 K e 1 atm. 
a) Escreva a expressão para ΔGmist/mol da mistura. 
b) Calcule o valor de n para o qual ΔGmist/mol possui valor mínimo. 
c) Calcule o valor mínimo de ΔGmist/mol da mistura. 
d) Calcule o valor de ΔSmist/mol e de ΔHmist/mol da mistura. 
 
03. A 500 K a ΔG0 da reação abaixo é 19650 J/mol. Um mol de H2 e um mol de I2 são 
colocados em um recipiente a 500 K. A essa temperatura, apenas os gases estão 
presentes e o equilíbrio 
𝐻2(𝑔) + 𝐼2(𝑔) ⇋ 2𝐻𝐼(𝑔) 
é estabelecido. Calcule Kp, a 500 K, e a fração molar de HI presente a 500 e 1 atm. Qual 
deverá ser a fração molar do HI a 500 K e 10 atm? 
04. a) Foram misturadas quantidades equimolares de H2 e CO. Determine o valor da 
constante de equilíbrio a 250; b) Expresse as frações molares de equilíbrio em função do 
avanço da reação; c) expresse a constante de equilíbrio em função do avanço da reação 
(pesquisar as energia de Gibbs de formação dos componentes reacionais). 
𝐻2(𝑔) + 𝐶𝑂(𝑔) ⇋ 𝐻𝐶𝐻𝑂(𝑔) 
05. Para o ozônio a 250 C, ΔG0f = 163,2 kJ/mol. 
a) calcule a constante de equilíbrio, Kp, para a reação a 25
0 C. 
3𝑂2(𝑔) ⇋ 2𝑂3(𝑔) 
b) admitindo que o avanço no equilíbrio seja muito menor que a unidade, mostre que o 
mesmo é igual a 1,5(PTKp)
0,5. (considere o número inicial de moles de O2 como sendo 
três e de O3 como sendo zero) 
c) calcule Kx, a 5 atm, e Kc. 
 
06. Considere o equilíbrio: 
2𝑁𝑂(𝑔) + 𝐶𝑙2(𝑔) ⇋ 2𝑁𝑂𝐶𝑙(𝑔) 
A 250 C, ΔG0f para o NOCl(g) é 66,07 kJ/mol e para o NO(g), ΔG0f=86,57 kJ/mol. Se o 
NO e o Cl2 forem misturados na relação molar 2:1 mostre que, no equilíbrio, 
xNO=(2/PKp)
1/3 e xNOCl=1-(3/2)(2/PKp)
1/3. (Admita que xNOCl é aproximadamente igual a 
1) Note como cada uma dessas quantidades depende da pressão. Avalie xNO a 1 atm e a 
10 atm. 
 
07. Considere a dissociação do tetróxido de nitrogênio a 250 C. Suponha que um mol de 
N2O4 está no interior de um recipiente sob 1 atm de pressão. Sabendo que o ΔG0f para 
N2O4 é 97,8 kJ/mol e o ΔG0f para NO2 é 51,30 kJ/mol: 
a) Calcule o grau de dissociação 
b) Se forem introduzidos 5 mol de argônio e se a mistura estiver sob pressão total de 1 
atm, qual será o grau de dissociação? 
c) Tento o sistema entrado em equilíbrio como em (a), se o volume for mantido 
constante e se forem introduzidos 5 mol de argônio, qual será o grau de dissociação? 
 
08. Sabendo que o ΔG0f do H2S é -33,6 kJ/mol, calcule Kp, a 250 C, para a reação de 
formação do ácido sulfídrico a partir do enxofre rômbico. Qual é a fração molar de H2 
presentes na fase gasosa no equilíbrio? 
09. Considere o seguinte equilíbrio a 250 C: 
𝑃𝐶𝑙5(𝑔) ⇋ 𝑃𝐶𝑙3(𝑔) + 𝐶𝑙2(𝑔) 
a) Sabendo que os ΔG0f para PCl5 e PCl3 são respectivamente -305 kJ/mol e -268 
kJ/mol e que os ΔH0f para PCl5 e PCl3 são respectivamente -375 kJ/mol e -287 kJ/mol, 
calcule ΔG0r e ΔH0r a 25 0 C. 
b) Calcule o valor de Kp a 600 K. 
c) Calcule o grau de dissociação a 1 atm e 5 atm de pressão total na temperatura de 600 
K. 
10. A 250 C temos os seguintes dados: 
Composto ΔG0f / kJ mol-1 ΔH0f / kJ mol-1 
C2H4(g) 68,1 52,3 
C2H2(g) 209,2 226,7 
a) Calcule Kp, a 25
0 C, para a reação: 
𝐶2𝐻4(𝑔) ⇋ 𝐶2𝐻2(𝑔) + 𝐻2(𝑔) 
b) Qual deverá ser o valor de Kp, no caso de 25 % de C2H4 estarem dissociados a uma 
pressão total de 1 atm? 
c) A que temperatura Kp terá o valor determinado em (b)? 
 
11. Para a reação de formação do ácido iodídrico, as constantes de equilíbrio (Kp) a 448
0 
C e a 3500 C são respectivamente 50 e 66,9. Calcule ΔH0 para essa reação. 
 
12. A 600 K o grau de dissociação do PCl5(g), de acordo com a reação é de 0,920 sob 
uma pressão de 5 atm. 
𝑃𝐶𝑙5(𝑔) ⇋ 𝑃𝐶𝑙3(𝑔) + 𝐶𝑙2(𝑔) 
a) Qual o grau de dissociação quando a pressão for de 1 atm? 
b) Se o grau de dissociação, a 520 K e 1 atm for 0,80 qual será o valor de ΔH0, ΔG0 e 
ΔS0 a 520 K? 
 
13. A 800 K, 2 mol de NO são misturados a 1 mol de O2. A reação 
2𝑁𝑂(𝑔) + 𝑂2(𝑔) ⇋ 2𝑁𝑂2(𝑔) 
Entra em equilíbrio a uma pressão total de 1 atm. A análise do sistema mostra que 0,71 
mol de oxigênio estão presentes no equilíbrio. 
a) Calcule a constante de equilíbrio para a reação. 
b) Calcule ΔG0 para a reação a 800 K. 
 
14. Considere o equilíbrio 
𝐶2𝐻6(𝑔) ⇋ 𝐶2𝐻4(𝑔) + 𝐻2(𝑔) 
A 1000 K e a 1 atm de pressão o C2H6 é introduzido em um recipiente. No equilíbrio, a 
mistura consiste de 26 mol %, 26 mol % e 48 mol % respectivamente de H2, C2H4 e 
C6H6. 
a) Calcule o valor de Kp a 1000 K. 
b) Se ΔH0 = 137,0 kJ/mol, qual o valor de Kp a 298,15 K? 
c) Calcule ΔG0, a 298,15 K, para essa reação. 
 
15. Considere os dois equilíbrios, 
𝐴2 ⇋ 2𝐴 1 
𝐴𝐵 ⇋ 𝐴 + 𝐵 2 
e assuma que o ΔG0 é o mesmo para ambos os casos. Mostre que o valor do avanço da 
reação 2 é maior que o valor do avanço da reação 1 no equilíbrio. Qual o significado 
físico deste resultado? 
 
16. Considere o equilíbrio 
𝑁𝑂2(𝑔) ⇋ 𝑁𝑂(𝑔) +
1
2
𝑂2(𝑔) 
Um mol de NO2 é colocado em um recipiente e deixado chegar ao equilíbrio a uma 
pressão de 1 atm. A análise mostra que 
 
T 700 K 800 K 
P(NO)/P(NO2) 0,872 2,5 
a) Calcule Kp a 700 K e a 800 K. 
b) Calcule ΔG0 e ΔH0. 
 
17. Considere o equilíbrio 
𝐶𝑂(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑔) ⇋ 𝐶𝑂2(𝑔) +𝐻2(𝑔) 
a) A 1000 K, a composição de uma amostra da mistura em equilíbrio é 
Substância CO2 H2 CO H2O 
mol % 27,1 27,1 22,9 22,9 
 
Calcule Kp e ΔG0 a 1000 K. 
b) A partir das respostas do item (a) e dos seguintes dados: 
Substância CO2 H2 CO H2O 
ΔH0f / kJ mol-1 -393,51 0 -110,52 -241,81 
 
Calcule ΔG0 a 298 K.