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QUÍMICA FUNDAMENTAL Lista de exercícios – CINÉTICA QUÍMICA E EQUILÍBRIO QUÍMICO 1) Explique por que a velocidade de uma reação é influenciada pela temperatura. 2) Em reações gasosas geralmente o aumento da pressão leva a um aumento da velocidade de reação, por que isso ocorre? 3) O que são reações de primeira ordem? 4) Explique por que a utilização de um catalisador aumenta a velocidade de uma reação. E como eles fazem isso? 5) A reação X → Y + Z. A variação na concentração de X em função do tempo é: X (mol/L) 1,0 0,7 0,4 0,3 Tempo (s) 0 120 300 540 Qual é a velocidade média de reação no intervalo de tempo de 2 a 5 minutos? 6) A reação de decomposição da amônia gasosa foi realizada em um recipiente fechado: 2 NH3 → N2 + 3H2 [NH3] 8,0 6,0 4,0 1,0 Tempo em horas 0 1,0 2,0 3,0 Qual é a velocidade média de consumo do reagente ( nas duas primeiras horas de reação? 7) A decomposição de N2O5 ocorre de acordo com a seguinte reação: 2 N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) Se a velocidade de decomposição de N2O5 em determinado instante no recipiente de reação for 4,2x10 -7 mol/Ls, qual é a velocidade de aparecimento de: a) NO2 b) O2 8) Os seguintes dados foram medidos para a reação do óxido nítrico com hidrogênio: 2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O(g) Número do experimento [NO] [H2] Velocidade inicial (mol/Ls) 1 0,10 0,10 1,23x10 -3 2 0,10 0,20 2,46x10 -3 3 0,20 0,10 4,92x10 -3 a) Determine a lei de velocidade para essa reação. b) Calcule a constante de velocidade. 9) Considere a reação: 2 Cl2(g) + 2 H2O(g) 4 HCl(g) + O2(g) H o = + 113 kJ/mol Admita que o sistema esteja em equilíbrio. O que ocorrerá com a concentração de O2 no recipiente se: a- for adicionado HCl, b - for adicionado H2O, c - for aumentado o volume do recipiente, d - for diminuída a temperatura do sistema, e - for adicionado argônio. 10) Indique, para a reação em solução etanólica em equilíbrio químico abaixo, a- duas providências possíveis de acordo com a lei de Le Chatelier que poderiam ser tomadas para aumentar o rendimento dos produtos. b- duas providências possíveis de acordo com a lei de Le Chatelier que poderiam ser tomadas para aumentar o rendimento dos reagentes. 11) Adiciona-se ácido iodídrico HI a um recipiente a 458°C. O HI se dissocia formando H2 e I2. Depois de estabelecido o equilíbrio a esta temperatura, são tomadas amostras que são analisadas. [HI] é encontrado ser de 0,421 M (mol/L), enquanto que [H2] e [I2] são ambos 6,04 x 10 -2 M. a) Calcular o valor da constante de equilíbrio para a dissociação de HI a 458°C. b) HI, H2 e I2 são colocados num recipiente a 458°C. No equilíbrio, [HI] = 0,360 M e [I2] = 0,150 M. Qual é a concentração de equilíbrio de [H2] nesta temperatura? Respostas 1) O aumento da temperatura favorece o aumento das colisões efetivas, causando a aceleração da velocidade da reação. 2) Porque a pressão assim como a temperatura, além de acelerar as moléculas favorece o aumento das colisões efetivas, ajudando assim na formação dos produtos. 3) Reações de primeira ordem: são aquelas nas quais a velocidade da reação química é proporcional à concentração de um reagente. 4) Ele diminui a energia de ativação necessária para que a reação comece ou aumenta o fator de frequência (A). O catalisador orienta as moléculas de tal forma que isso leva a um aumento de colisões efetivas. 5) velocidade média = variação de concentração → 0,7 – 0,4 → 0,1 mol/L.min variação do tempo 5 - 2 6) Na tabela a cada hora que passa a concentração varia de 2 mol/L logo a sua velocidade média é de 2mol/Lh 7) a) Como a velocidade de reação também pode ser descrita por: Substituindo os valores: 4,2x10 -7 mol/Ls Velocidade = -1x Δ[N2O5] = 1xΔ[NO2] 2xΔt 4xΔt a) 8,4x10 -7 de NO2 mol/Ls; b) 2,1x10 -7 de O2 mol/Ls. 8)a) V=k.[A] m .[B] n Foi verificado que ao dobrar a concentração de “B” a velocidade de reação dobrou logo n=1. Com o aumento da concentração de “A” a velocidade quadruplicou logo m=2. Portanto: V=k.[A] 2 .[B] 1 b) V=k.[A] 2 .[B] 1 → 1,23x10-3=k.[0,10]2.[0,10]1 → K=1,23
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