Lista 4 Química

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÂNICA E INORGÂNICA 
QUÍMICA GERAL PARA ENGENHARIA- 4ª lista – 2017 
 
1. 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 
(L2/mol2.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 
 
2. Para a reação 4 A(g) + 3 B (g) 2C(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. 
 
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 velocidade relativa da reação A + B  produtos nos 
recipientes abaixo são 1:1:4:4. As esferas pretas 
representam as moléculas A, e as esferas brancas 
representam B. a) Qual a ordem de reação em A e B? b) Qual 
a ordem total da reação? Escreva a lei de velocidade. 
 
. 
5. As velocidades iniciais listadas na tabela abaixo foram 
medidas numa solução de metanol para a seguinte reação: 
 C2H4Br2 + 3I-  C2H4 + 2Br- + I3- 
Experimento [C2H4Br2], M [I- ], M Velocidade inicial 
de formação de I3- 
1 0,127 0,102 6,45 x 10-5 
2 0,343 0,102 1,74 x 10-4 
3 0,203 0,125 1,26x 10-4 
a) Qual a expressão da lei da velocidade? 
b) Qual o valor da constante de velocidade? 
c) Qual a velocidade inicial quando a concentração dos dois 
reagentes é de 0,150M? 
 
 
CINÉTICA E EQUILÍBRIO 
 
 
6. Os dados para a reação H2PO4- (aq) + OH- (aq) HPO42-
(aq) + H2O (l) são dados na Tabela a seguir 
Experimento [H2PO4-] (M) [OH- ] (M) Velocidade inicial M/mim 
1 0,00030 0,00040 0,0020 
2 0,00030 0,00080 0,0080 
3 0,00090 0,00040 0,0060 
4 ? 0,00033 0,0020 
a) Qual a lei de velocidade para esta reação? b) Qual o valor 
de k? c) Qual a concentração de H2PO4- no Experimento 4? 
 
7. O diagrama abaixo ilustra a reação de primeira 
 ordem A  B. Com base nessas informações, responda: 
a) qual é a constante de velocidade da reação? 
b) quantas moléculas de A e de B estão presentes em t=20s 
e t=30s. 
 
8. Os dados abaixo foram coletados para a reação: 
CH3Cl(g) + 3Cl2(g)  CCl4(g) + 3HCl(g) 
Experimento [CH3Cl] mol/L [Cl2] mol/L Vinicial mol/L s 
1 0,050 0,050 0,0143 
2 0,100 0,050 0,0290 
3 0,200 0,100 0,0810 
Escreva a expressão para a lei de velocidade e determine a 
constante de velocidade e a ordem global dessa reação. 
 
9. O gráfico abaixo apresenta dados para a decomposição da 
amônia (NH3) em H2 e N2 ao entrar em contato com um fio 
de platina quente (k = 2,8x10-2 mol L-1 s-1). Determine a 
concentração inicial de amônia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. 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 
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 1 2 3 4 5 6
[N
H
3]
t/[
N
H
3
]0
Tempo em segundos
 
minutos? (b) Qual é o tempo da primeira meia vida da 
decomposição da amostra? 
 
11. A dimerização do tetrafluoroetileno (C2F4) a 430K 
processa-se de acordo com a seguinte lei de velocidade: v = 
1,6 x 10-3M-1s-1[C2F4]2. A) 0,80 mols de C2F4 é 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? 
 
12. O cianato de amônio, NH4NCO, sofre rearranjo em água, 
formando ureia, (NH2)2CO: 
NH4NCO(aq)  (NH2)2CO(aq) 
Tempo (min) NH4NCO (mol.L-1) 
 0 0,458 
4,5x101 0,370 
1,07x102 0,292 
2,30x102 0,212 
6,00x102 0,114 
Decida se a reação acima é de primeira ou de segunda ordem 
e calcule: a) o valor de k para esta reação; b) a meia vida; 
c) [NH4NCO] depois de 12h. 
 
13. A decomposição do éter dimetílico gasoso sob pressões 
comuns é de primeira ordem. Sua meia vida é de 25 min a 
500°C. CH3OCH3(g)  CH4(g) + CO(g) + H2(g) 
a) partindo de 8,0g de éter dimetílico, que massa (em 
gramas) restará após 125minutos? 
b) que fração (%) do éter dimetílico original restará após 
150minutos? 
14.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 meia vidas para esse 
experimento? 
 
 
 
15. O Composto Xe(CF3)2 se decompõe a Xe elementar em 
uma reação de primeira ordem, com uma meia vida de 30 
min. Se você coloca 7,50 mg de Xe(CF3)2 em um tudo de 
ensaio, quanto tempo será necessário para que reste 0,25 
mg de Xe(CF3)2? 
 
16. 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. 
 
17. Um antibiótico é metabolizado no organismo 
obedecendo a uma cinética de primeira ordem. A constante 
de velocidade para esse metabolismo em um indivíduo 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). 
 
18. A decomposição térmica da fosfina (PH3) em fósforo (P4) 
e hidrogênio molecular é uma reação de primeira ordem. A 
meia-vida da reação é 35,0 s a 680oC. Calcule (a) a constante 
de velocidade de primeira ordem para a reação e (b) o tempo 
necessário para a decomposição de 95% da fosfina. 
 
19. Bomba de cobalto é um aparelho muito usado na 
radioterapia para tratamento de pacientes, especialmente 
portadores de câncer. O material radioativo usado nesse 
aparelho é o 2760Co, com um período de meia-vida de 
aproximadamente 5 anos. Admita que a bomba de cobalto 
foi danificada e o material radioativo exposto à população. 
Após 25 anos, qual a porcentagem deste elemento ainda 
está ativa? 
 
20. 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 outubro de 2017)? 
 
21. Uma determinada reação de primeira ordem fica 35,5% 
completa em 4,90 min a 25°C. Qual é sua constante de 
velocidade? 
 
22. Leva-se 143 s para que 50% de uma determinada 
amostra se decomponha. Se a concentração inicial é 0,60 
mol/L e a reação de decomposição segue uma cinética de 
segunda ordem, qual o valor da constante de velocidade? 
 
23. A decomposição de N2O em N2 e O2 é uma reação de 
primeira ordem. O tempo de meia vida é de 3,58x103 min a 
730°C. Calcule a pressão total do gás após o tempo de meia-
vida se a pressão inicial de N2O for 2,10 atm a 730°C. (obs: 
não há alteração de volume). 
 
 
24. O tempo de meia vida para o processo de primeira ordem 
de desintegração do N2O4 é de 1,3 x 10-5 s. 
N2O4(g)  2NO2(g)Se N2O4 é introduzido em um frasco com pressão de 17,0 
mm de Hg quantos segundos seriam necessários para a 
pressão do NO2 atingir 1,3 mm de Hg? 
 
25. Um recipiente contém uma mistura dos compostos A e B 
que se decompõem 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 B forem iguais no início, 
que tempo será necessário para que a concentração de A 
seja quatro vezes a concentração de B? 
 
26. Experimentos cinéticos foram realizados com a seguinte 
reação: aA  bB; partindo-se de uma concentração inicial 
de A de 2,80 x 10-3 mol/L, analisou-se a variação da 
concentração do reagente com o tempo. O gráfico de 1/[A] 
versus tempo resultante desta análise apresentou uma reta 
com uma inclinação de 3,60 x 10-2 L/mol.s. (a) Qual é a meia 
vida para esta reação? (b) Quanto tempo é necessário para 
que a concentração de A diminua para 7,0 x 10-4 mol/L? 
 
27. A constante de velocidade para a reação de 
decomposição de NO2 (em NO e O2) a 573 K é 0,054 L mol -1 
s-1 (segunda ordem). Calcule o tempo em que a concentração 
de O2 será 0,04 mol/L a partir da decomposição de 40 g de 
NO2 presente em um cilindro de 5 L a 573 K. 
28. Suponha que K1 e K2 são respectivamente as constantes 
de equilíbrio para as reações a seguir: 
XeF6(g) + HeO(g) XeOF4(g) + 2HF (g) 
XeO4(g) + XeF6(g) XeOF4(g) + XeO3F2(g) 
Apresente a constante de equilíbrio para reação a seguir 
em termos K1 e K2. 
XeO4(g) + 2HF(g) XeO3F2(g) + H2O(g) 
 
29. Monóxido de carbono (CO) substitui a molécula de O2 
na hemoglobina (Hb) oxigenada de acordo com a reação: 
HbO2(aq) + CO(aq) ⇌ HbCO(aq) + O2(aq). 
Use as reações abaixo e suas respectivas constantes de 
equilíbrio (temperatura corporal) para determinar a 
constante de equilíbrio da reação acima. 
Hb(aq)+ O2(aq) ⇌ HbO2(aq) Kc = 1,8 
Hb(aq) + CO(aq) ⇌ HbCO(aq) Kc= 306 
Suponha que um ambiente com o ar poluído contendo 
0,10% de de CO. Assumindo que no ar contém 20% O2 e que 
a razão de O2 e CO dissolvidos no sangue é a mesma presente 
no ar. Qual é a razão de HbCO e HbO2 no sangue. 
 
30. Verifica-se que 54,8% de uma amostra de 1,0 mol de CO2 
em recipiente de 1,0 L se decompõem em CO e O2 a 3000 K. 
Calcule o valor de Kc. 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g). 
 
 
 
31. 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 
 
32. 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. 
 
33. Cloreto de iodo decompõe em alta temperatura em iodo 
e cloro 2ICl(g) I2(g) +Cl2(g) 
O Equilibrio 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? 
34. O poluente presente no ar, NO, é produzido pelos 
automóveis através da reação: 
 N2(g) + O2(g) 2NO(g) sendo Kc= 1,7 x 10-3 a 2300 K. Se 
as concentrações iniciais de N2 e O2 nessa temperatura são 
ambas 1,40 mol.L-1 qual a concentração das três espécies 
quando o sistema atinge equilíbrio? 
 
35. 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? 
 
36. 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]=3x10-2molL-1 e 
[Cl2] = 5x10-2molL-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. 
 
37. Na reação 2SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g), 0,455 mol de SO2, 
0,183 mol de O2, e 0,568 mol de SO3 são introduzidos 
simultaneamente em um recipiente de 1,9 L a 1000 K. Se Kc 
é 2,8 x 102, essa mistura está em equilíbrio? Se não está, em 
qual direção deve ocorrer uma mudança? 
 
38. 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]= 0,05mol 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. 
 
39. Quando a reação H2(g) + I2(g) 2HI(g) está em 
equilíbrio a 175 K as pressões parciais de H2, I2 e HI são, 
respectivamente, 0,958, 0,877 e 0,02 atm. Qual será a massa 
de HI (no equilíbrio) obtida a partir da mistura de 126,9g de 
I2 e 1,0g de H2 em um recipiente de 5L a 175 K. 
 
40. Um método proposto para armazenar energia solar 
utiliza SO3 de acordo com a reação: 
2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g) 
O SO3 é dissociado em um recipiente aquecido a 800 ºC por 
energia solar. O SO2 e o O2 produzidos na reação são 
conduzidos a um trocador de calor onde reagem liberando 
calor. Se o SO3 for 56% dissociado e a pressão total for 3 atm 
qual o valor de Kp? 
 
41. Um recipiente foi submetido à pressão reduzida (vácuo) 
para logo em seguida ser adicionada uma amostra de 12,8g 
de SO3. Essa amostra sofreu decomposição a 600°C de 
acordo com a reação: 
SO3(g) SO2(g) + ½ O2(g) 
Quando o equilíbrio foi atingido a pressão total do recipiente 
era de 1,80 atm e a densidade igual a 1,60g L-1. Baseado 
nessas informações calcule o valor de Kp. 
 
42. Considere a reação: 2H2S(g) + SO2(g) ⇌ 3S(s) + 2H2O(g) 
ΔH = -234,11 kJ 
Descreva como o sistema em equilíbrio se comporta após as 
seguintes perturbações: remoção de SO2(g); adição de S(s); 
aumento da pressão e diminuição da temperatura. 
 
43. Na fase gasosa, o iodo reage com o ciclopentano (C5H8) 
formando ciclopentadieno (C5H6) e iodeto de hidrogênio. 
Explique como cada um dos seguintes efeitos afeta a 
quantidade de HI (g) presente na mistura reacional no 
equilíbrio: 
I2(g) + C5H8(g) C5H6(g) + 2HI(g) H°= 92,5 kJ 
a. Aumentando a temperatura da mistura 
b. Introduzindo mais C5H6; 
c. Dobrando o volume do recipiente; 
d. Adicionando um catalisador apropriado; 
e. Adicionando um gás inerte como o He a volume 
constante da mistura reacional. 
 
44. A constante de equilíbrio Kc da reação: 
H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) 
é 2,18x106 a 730°C. Começando com 3,20 mols de HBr em 
um recipiente reacional de 12L, calcule as concentrações de 
H2, Br2 e HBr no equilíbrio. 
 
45. A 25°C, a pressão parcial de equilíbrio de NO2 e N2O4 é 
0,15 atm e 0,20 atm, respectivamente. Se o volume duplicar 
à temperatura constante, calcule as pressões parciais dos 
gases quando se atinge um novo estado de equilíbrio. 
46. 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 
 
47. A constante de equilíbrio para a reação CO(g) + Cl2(g) 
 COCl2 (g) a 600 C é Kp = 0,20. Umamistura desses três 
gases com pressões parciais de PCO = 0,35 ; PCl2 = 0,52 e PCOCl2 
= 0,12 está presente em um recipiente. O sistema esta em 
equilíbrio? Se não em que direção o sistema deve se deslocar 
para atingir o equilíbrio? Qual o Kc para está reação? 
 
48. Considere a reação em fase gasosa em que um composto 
incolor C produz um composto azul B: 2C B. Após 
atingir o equilíbrio, o tamanho do frasco é reduzido pela 
metade. Que mudança de coloração (se houver) será 
observada imediatamente após a redução de volume? Que 
mudança de coloração (se houver) será observada quando o 
equilíbrio for restabelecido? Justifique suas respostas. 
 
49. 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. 
 
50. Em um frasco de 5,0L foram adicionados 79,2 g de gelo 
seco (CO2 sólido) e 30,0 g de grafite (carbono) e a mistura foi 
aquecida até o equilíbrio: CO2(g) + C(s) 2CO(g). 
(a) Qual é o valor de Kp a 1000K se a densidade dos gases é 
16,3 g/L? (b) A 1100K, Kc é 0,11. A reação é exotérmica ou 
endotérmica? 
 
51. A 5000K e 1,00 atm, 83,0% do oxigênio molecular se 
decompõe em oxigênio atômico. A que pressão teremos 
uma decomposição de 95,0%, nessa mesma temperatura? 
 
52. A constante de equilíbrio da reação: 4X + Y 3Z é 
33,3 a uma dada temperatura. Qual dos seguintes diagramas 
corresponde ao do sistema em equilíbrio? Se o sistema não 
estiver em equilíbrio, preveja a direção predominante da 
reação para alcançar o equilíbrio. Cada molécula (,  e ) 
representa 0,20 mol e o volume do recipiente é de 1,0L. 
 
 
53. 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.