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Lista de Exercícios de Cinética - Química Geral II Licenciatura em Química – Prof. Guilherme Júnior 1- Os dados abaixo foram obtidos para as velocidades iniciais da reação A + 2B + C→2D + E Experimento [A], M [B], M [C], M Velocidade Inicial 1 1,40 1,40 1,00 R1 2 0,70 1,40 1,00 R2= 1/2xR1 3 0,70 0,70 1,00 R3= ¼ x R2 4 1,40 1,40 0,50 R4= 16 x R3 5 0,70 0,70 0,50 R5 a. Qual a ordem da reação com relação: a. A, B e C; b. Qual o valor de R5 em termos de R1? 2- Para a reação A → produtos, os seguintes dados de [A] em função do tempo: t=0s, [a] = 0,600 M; 100 s, 0,497 M; 200 s, 0,413; 300 s, 0,344 M; 400 s 0,285 M; 600 s, 0198 M; 1000 s, 0,094 M. a. Mostre que a reação é de primeira ordem; b. Qual o valor da constante de velocidade, k; c. Qual é a [A] em t= 750 s? 3- A meia-vida do isótopo radioativo fósforo-32 é 14,3 dias Quanto tempo leva uma amostra de fósforo-32 para perder 99% da radioatividade? 4- Um recipiente contém uma mistura dos compostos A e B, que se decompõem ambos segundo uma cinética de primeira ordem. As meias-vidas são de 50,0 min para A e 18,0 min para B. Se as concentrações de A e de B forem iguais no inicio, que tempo será necessário para que a concentração de A seja quatro vezes o valor da concentração de B? 5- Em temperaturas elevadas, o dióxido de nitrogênio se decompõe formando óxido de nitrogênio e oxigênio molecular: 2NO2(g) → 2 NO (g) + O2(g). A concentração de NO2 em função do tempo é dado na tabela abaixo: Tempo (s) [NO2] 0 8,00x10-3 50 6,58 x10-3 100 5,59 x10-3 150 4,85 x10-3 300 3,48 x10-3 Sabendo-se que o gráfico de ln [NO2] em função do tempo é uma curva e o gráfico de 1/[NO2] é uma reta, determine: a) a constante de velocidade; b) a concentração de NO2 no tempo de 20 min. 6- Para a reação: 2NO(g) + H2(g) →N2O(g) + H2O(g) Os seguintes dados foram obtidos em três experimentos realizados à mesma temperatura [ NO] mol/L [ H2] mol/L Velocidade mol.L-1.s-1 0,60 0,37 0,18 1,20 0,37 0,72 1,20 0,74 1,44 Apresente a expressão para a velocidade dessa reação 7- O gráfico a seguir representa as variações das massas de um pequeno pedaço de ferro e de uma esponja de ferro (palha de aço usada em limpeza doméstica) expostos ao ar (mistura de nitrogênio —N2 —, oxigênio — O2 — e outros gases, além de vapor d’água). a) Por que as massas da esponja e do pedaço de ferro aumentam com o tempo? b) Qual das curvas diz respeito à esponja de ferro? Justifique 8- Considere os seguintes diagramas de energia de reação nas mesmas condições de temperatura e pressão e em função deles coloque V ou F: ( ) As concentrações de C e D serão maiores no caso do diagrama 1. ( ) A reação A + B C+ D é endotérmica. ( ) A variação de entalpia padrão da reação é maior no caso do diagrama 1. ( ) No caso do diagrama 2, tem-se a presença de um catalisador. ( ) No caso do diagrama 1, a reação é mais rápida. 9- A seguir, estão representadas as etapas da reação: Escreva a equação de velocidade desta reação. 10- Uma certa reação química é representada pela equação: 2 A(g) + 2 B(g)→ C(g) em que A, B e C significam as espécies químicas que são colocadas para reagir. Verificou-se experimentalmente numa certa temperatura que a velocidade desta reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie A, mas não depende das concentrações das espécies B e C. Escreva a equação da velocidade desta reação e o valor da ordem da reação. 11- As constantes de velocidade (k) da reação de segunda ordem A(g) → B(g) +C(g) em função da temperatura são dadas na tabela a seguir: Usando-se os dados da tabela, a 338 K e 273 K, qual a energia de ativação da reação? 12- Os dados seguintes foram coletados para a reação 2 N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) a 25 °C. Tempos (s) [N2O5] 0 2,15 4000 1,88 8000 1,64 12000 1,43 16000 1,25 A reação é de primeira, segunda ou ordem zero? Justifique sua resposta. 13- Considere a combustão de H2(g): 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g). Se o hidrogênio é queimado a velocidade de 0,085 mol/s, qual a velocidade de consumo de oxigenio? Qual a velocidade de formação de vapor de água em g/s? 14- Considere a reação de combustão do etileno: C2H4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(g). Se a concentração de C2H4 está diminuindo a velocidade de 0,23 mol L-1 s-1, quais são as velocidades de variação na concetração de CO2 e H2O? Qual a massa de CO2 fomada apos 60 min em m volume de 2 L? 15- Uma reação de A + B → C obedece a seguinte lei de reação: V = k[A]2[B]. Se [A] é dobrada, como variará a velocidade? A constante de velocidade variará? Quais são as ordens de reação para a e B? Qual a ordem de reação total? Qual a unidade da constante de velocidade? 16- Considere a seguinte reação: CH3Br(aq) + OH- → CH3OH(aq) + Br-(aq) A lei da velocidade para essa reação é de primeira ordem em relação ao CH3Br e ao OH-. Quando a [CH3Br] é 5,0 x 10-3 mol/L e [OH-] é 0,050 M, a velocidade da reação é 0,0432 mol/L s. Qual o valor da constante da velocidade? Qual a unidade da cosntante de velocidade? O que aconteceria à velocidade se a [OH- ] fosse triplicada? 17- Os seguintes dados foram coletados para a velocidade de desaparecimento de NO na reação: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) Experimento [NO] mol/L [O2] mol/L Velocidade inicial (mol/L.s) 1 0,0126 0,0125 1,41 x 10-2 2 0,0252 0,0250 1,13 x 10-1 3 0,0252 0,0125 5,64 x 10-2 Qual a lei da velocidade para a reação? Qual a unidade da cosntante de velocidade? Qual é o valor médio da cosntante de velocidade calculada a partir dos tres conjuntos de dados? 18- A decomposição na fase gasosa de SO2Cl2: SO2Cl2 → SO2(g) + Cl2(g), é de primeira ordem. A 600 k a meia-vida para esse processo é 2,3 x 105 s. Qual é a constante de velocidade a essa temperatura? A 320 oC a cosntante de velocidade é 2,2 x 10-5 s. Qual a meia-vida a essa temperatura? 19- A cosntante de velocidade de primeira ordem para a decomposição de N2O5: N2O5(g) → 2NO2(g) + O2(g), a 70 ºC é 6,82 x 10-3 s-1. Suponha que coemçamos com 0,0250 mol de N2O5 em um volume de 2L. Qual a quantidade de materia de N2O5 restará depois de 2,5 min? Quantos minutos serão necessários para qye a quantidade de N2O5 caia para 0,010 mol? Qual é a meia vida de N2O5 a 70º C. 20- Para o processo elementar, N2O5(g) → NO2(g) + NO3(g), a energia de aivação (Ea) e ∆E total são 154 Kj/mol e 136kj/mol respectivamente. Esboce o perfil de energia para essa reação. 21- Com base no seguinte perfil de reação, quantos intermediarios são formados na reaçã A → C. quantos estados de transição existem? Qual é a etapa mais rápida? A reação A → Cé endo ou exotermica? E a reação A → B é endo ou exotermica? 22- A reação 2NO2 → 2NO + O2 tem a constante de velocidade k = 0,63 mol-1 L s-1. Com base na unidade de k, a reação é de primeira ordem ou segunda em NO2? Se a concentração inicial de NO2 for 0,10 M, como voce determinaria quanto tempo levaria para a concentração diminuir para 0,025 M?
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