Lista exercicios Quimica Cinetica quimica sem 2 2015

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UTFPR – CAMPUS CORNÉLIO PROCÓPIO 
DISCIPLINA: QUÍMICA 
LISTA DE EXERCÍCIOS – Cinética química. 
ENGENHARIAS MECÂNICA E ELÉTRICA 
RESPONSÁVEL: PROF. PAULO C. TULIO 
 
 
1) A reação 2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g) possui constante de velocidade (k) de 3,38 x 10
-5
 s
-1
 a 
25 
o
C e obedece uma lei de primeira ordem global. Com essas informações, responda às 
seguintes questões: 
a) Qual a expressão para a lei de velocidade diferencial desta reação? 
 
b) Qual a expressão para a lei de velocidade integral? 
 
c) Esboce o gráfico de lnC x t para esta reação e indique como se obtém o valor de k por esta 
representação. (C é a concentração de N2O5) 
 
d) Calcule o tempo de meia vida para esta reação. 
 
e) Qual a concentração de N2O5 após 1000 s de reação se a concentração inicial for 0,01 M? 
 
f) Calcule o tempo necessário para que a concentração de N2O5 reduza-se a 10% da sua concentração 
inicial. Explique o resultado. 
 
 
2) A reação CO(g) + Cl2(g)  COCl2(g) é uma reação de primeira ordem para CO e de ordem 1,5 
para Cl2. Qual a expressão da lei de velocidade diferencial para esta reação e qual a ordem 
global? 
 
 
3) A reação 2A  P tem uma lei de velocidade diferencial de segunda ordem global, com valor 
da constante de velocidade (k) a 25 
o
C de 3,5 x 10
-4
 mol
-1
 L s
-1
. Com base nessas 
informações, responda às seguintes questões: 
 
a) Qual a expressão para a lei de velocidade diferencial? 
 
b) Qual a expressão para a lei de velocidade integrada? 
 
c) Faça a representação de ln(v) x lnCA para esta reação e indique os pontos de onde se obtêm os 
valores de k e da ordem de reação. 
 
d) Considerando-se que a concentração inicial de A é 0,8 mol/L, qual o t1/2 para esta reação? 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Para a reação entre cloro gasoso e óxido nítrico, 
2NO + Cl2  2NOCl 
acha-se que dobrando a concentração de ambos os reagentes, a velocidade aumenta de um fator de 8, 
mas dobrando-se somente a concentração de cloro, a velocidade duplica. Qual é a ordem de reação 
com relação a óxido nítrico e cloro? 
 
 
 
5) Considere a curva de distribuição de energias para um reagente abaixo numa temperatura T1. 
 
 
Esboce, neste mesmo gráfico, como será uma segunda curva de distribuição de energias numa 
temperatura T2, sendo T2 > T1. O que ocorrerá com a velocidade de reação nesta segunda situação? O 
que ocorrerá com a energia de ativação Ea nestas condições? 
 
 
6) Em catálise, uma substância adicionada ao meio reacional, que não é consumida no processo 
e acelera a reação química (mantida T constante) é chamada de catalisador. Em linhas gerais, 
dentro dos parâmetros cinéticos conhecidos, onde atua o catalisador para que este acelere a 
reação química? 
 
 
7) Na mesma linha do exercício anterior, porém retardando a velocidade de uma reação 
química, por exemplo, uma reação de corrosão, estão os inibidores. Onde atua o inibidor para 
este retardar a velocidade de reação? 
 
 
 
8) Considere os passos elementares a seguir, que correspondem ao mecanismo de uma reação 
química genérica, e responda aos itens subsequentes: 
 
A
4+
 + B
2+
 → A3+ + B3+ (etapa lenta) 
A
4+
 + B
3+
 → A3+ + B4+ (etapa rápida) 
C
+
 + B
4+
 → C3+ + B2+ (etapa rápida) 
 
a) Qual a reação global que segue este mecanismo? 
 
b) Qual a lei de velocidade para a reação que segue este mecanismo? 
 
c) Qual a ordem global da reação? 
 
9) O gráfico a seguir refere-se ao diagrama energético de uma reação química (reagentes  
produtos), onde se veem destacados dois caminhos de reação. Após uma analise das entalpias 
dos reagentes, dos produtos e dos valores a, b, c e d, diga se cada uma das afirmações é 
verdadeira ou falsa, justificando-as: 
 
 
a) reação é endotérmica e a presença do catalisador diminuiu o ΔH de a para b. 
 
 
 
b) reação é endotérmica e a representa o ΔH com a presença do catalisador. 
 
 
 
c) reação é exotérmica e a energia de ativação, sem a presença do catalisador, é representada por 
c. 
 
 
 
d) presença do catalisador diminuiu o ΔH da reação representada por c. 
 
 
 
e) presença do catalisador diminuiu a energia de ativação de a para b e mantém constante o ΔH da 
reação representada por d. 
 
 
 
10) Para as duas situações do exercício anterior, com e sem catalisador, o que ocorrerá com a 
posição de equilíbrio da reação para estes dois casos? 
 
11) Esboce o gráfico esquemático de H x caminho da reação, como o do exercício 9, para uma 
reação endotérmica. 
 
 
 
12) A reação do peróxido de hidrogênio com o íon iodeto em meio acido é descrita pela equação: 
H2O2 + 2H
+
 + 3I
-2H2O + I3
-
 
As concentrações de I3
- 
obtidas por titulação podem ser usadas para calcular as concentrações de 
H2O2 remanescente após diferentes tempos de reação. Os gráficos de ln[H2O2] em função do tempo é 
uma linha reta com coeficiente angular dependente das concentrações iniciais [I
-
] e [H
+
]. A Tabela 
abaixo relaciona os valores dos coeficientes angulares obtidos para concentração inicial de H2O2 
igual a 8x10
-4
 mol.L
-1
. 
 
[I
-
] (mol.L
-1
) [H
+
] (mol.L
-1
) Coeficiente angular (min
-1
) 
0,0572 0,0834 -0,0511 
0,0572 0,1676 -0,0919 
 
0,0958 0,0570 -0,108 
0,270 0,0570 -0,290 
0,347 0,0570 -0,380 
 
Com base nestes dados determinar: 
a) os valores inteiros que melhor descrevam a ordem da reação de cada reagente; 
b) a lei diferencial de velocidade da reação; 
c) a constante de velocidade da reação. 
 
 
 
 
13) Uma reação de primeira ordem possui uma constante de velocidade de reação específica de 
1,75 x 10
-1
 s
-1
 a 20 °C. Qual o valor de k a 60 °C se Ea = 55.5 kJ/mol? 
 
14) O mecanismo de decomposição do ozônio é dado por: 
 
Passo 1: O3(g)  O2(g) + O(g) rápido 
Passo 2: O3(g) + O(g)  2O2(g) lento 
 
A reação global é: 2O3(g)  3O2(g) 
Com base nisto, responda: 
a) Qual o passo determinante da reação? 
b) Qual a molecularidade do passo determinante da reação? 
c) O é um intermediário ou um catalisador? 
d) Escreva a lei de velocidade prevista para este mecanismo de reação.