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Lista Conjunta de Equilíbrio Químico 1) Escreva expressões gerais, para Kc, de cada um dos seguintes sistemas: 2 NOCl(g) 2 NO(g) + Cl2(g) Zn(s) + CO2 g) ZnO(s) + CO(g) MgSO4 s) MgO(s) + SO3(g) Zn(s) + 2 H+(aq) Zn2+(aq) + H2 g) NH4Cl2(s) NH3(g) + HCl(g) P4(s) + 3 O2(g) P4O6(g) SiH4(s) + 2 O2 (g) SiO2(s) + 2 H2O(g) CH4(g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O(l) CH4(g) + 2 O2 (g) CO2(g) + 2 H2O(g) NH3(g) + H2O(l) NH4+(aq) + OH–(aq) SnO2(s) + 2 CO(g) Sn(s) + 2 CO2(g) 2) Escreva as equações químicas correspondentes às expressões das constantes de equilíbrios dadas: (a) Kc = [NO2]2 / [N2O4] (b) Kc = [NO]2 [O2] / [NO2]2 (c) Kc = [PCl3] [Cl2] / [PCl5] 3) Sabendo-se somente o valor de K, qual dos dois sistemas você escolheria para fixação de nitrogênio gasoso, por que? (a) N2(g) + O2(g) 2 NO(g) Kc = 1x10–30 a 25 ºC (b) N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Kc = 5x108 a 25 ºC 4) Calcule Kp para a reação PCl3(g) + Cl2(g) PCl5(g), sabendo que, no equilíbrio, as pressões parciais são: PCl3 = 0,2 atm; Cl2 = 0,1 atm; PCl5 = 1,2 atm. 5) Em uma experiência particular, foram determinadas as seguintes pressões parciais para a reação: 2 NO(g) + Cl2(g) 2 NOCl(g) PNO = 66 kPa; PCl2 = 18 kPa; PNOCl = 15 kPa. Qual o Kp para esta reação, na temperatura em que a experiência foi realizada? 6) Dada a reação: X2 + 3 Y2 2 XY3, verificou-se no equilíbrio, a 1000 °C, que as c oncentrações em mol por litro são: [X2] = 0,20; [Y2] = 0,20; [XY3] = 0,60. Qual o valor da constante de equilíbrio da reação química? 7) A 25 oC, 0,0560 mol de O2 e 0,020 mol de N2O foram colocados em um recipiente de 1,00 dm3 e levados a reagir de acordo com a equação: 2N2O(g) + 3O2(g) 4NO2(g) Quando o sistema atingiu o equilíbrio, a concentração de NO2 encontrada foi de 0,020 mol.dm–3. (a) Quais as concentrações de N2O e O2, no equilíbrio? (b) Qual o valor de Kc para esta reação, a 25 oC? 8) Em um recipiente de aço inox com capacidade de 1 L foram colocados 0,5 mol de H2 e 0,5 mol de I2. A mistura alcança o equilíbrio à temperatura de 430 oC. Calcule as concentrações de H2, I2 e HI em equilíbrio, sabendo que Kc para a reação abaixo é igual a 49 na temperatura em questão. H2(g) + I2(g) 2HI(g) 9) Em um reator com 5 L são colocados 0,20 mol de ácido acético (H3CCOOH) com 0,30 mol de álcool etílico (H3CCH2OH), a 25 oC, e espera- se atingir o equilíbrio. Sendo o valor de Kc, nessa temperatura, igual a 4,0×10–1, quais as concentrações de ácido acético e acetato de etila (H3CCOOCH2CH3) no equilíbrio? H3CCOOH + H3CCH2OH H3CCOOCH2CH3 + H2O 10) Para a reação H2(g) + CO2(g) CO(g) + H2O(g), Kc = 0,771, a 500 oC. Se 1,00 mol de H2 e 1,00 mol de CO2 são colocados para reagir, em um recipiente de 5,00 litros, quais serão as concentrações, no equilíbrio, de todas as espécies gasosas? 11) Suponha que uma mistura de SO2, NO2, NO e SO3 foi preparada a 460 oC, possuindo as seguintes concentrações: [SO2] = 0,0100 mol.L–1, [NO2] = 0,0200 mol.L–1, [NO] = 0,0100 mol.L–1, [SO3] = 0,0150 mol.L–1. A essa temperatura, a reação SO2 g) + NO2 g) NO(g) + SO3(g) possui Kc = 85,0. Quais serão as concentrações no equilíbrio para os quatro gases? 12) Um mol por litro de metanal (ou formaldeído – HCHO) foi colocado num recipiente de reação e aquecido à temperatura de 500 oC, tendo se estabelecido o seguinte equilíbrio: HCHO(g) H2(g) + CO(g) Verificou-se que o recipiente continha 0,20 mol de H2 por litro, a essa temperatura. Calcule a constante de equilíbrio. 13) O óxido nítrico (NO), um importante contaminador do ar, é formado a partir de seus elementos a altas temperaturas, tais como aquelas obtidas quando a gasolina queima em um motor de automóvel. A 2000 oC, Kc para a reação N2(g) + O2(g) 2 NO(g) é 0,10. Predizer a direção na qual o sistema se deslocará para alcançar o equilíbrio a 2000 oC se começar com: (a) 1,62 mol de N2 e 1,62 mol de O2 em um recipiente de 2 litros. (b) 4,0 mol de N2, 1,0 mol de O2 e 0,80 mol de NO em um recipiente de 20 litros. 14) Considerando o problema anterior calcule as concentrações de cada substância quando os equilíbrios (a) e (b) forem atigidos 15) A 700 K a constante de equilíbrio Kp para a reação: 2 NO(g) + Cl2(g) 2 NOCl(g) apresenta o valor 0,26. Preveja o comportamento das seguintes misturas, na mesma temperatura. Mistura PNO (atm) PCl2 (atm) PNOCl (atm) (a) 0,15 0,31 0,11 (b) 0,12 0,10 0,050 (c) 0,15 0,20 0,0050 16) Em 1 litro de uma mistura de H2, I2 e HI, gasosos, em equilíbrio, a 425 oC, há 0,100 mol de H2, 0,100 mol de I2 e 0,740 mol de HI. Se 0,50 mol de HI for adicionado a este sistema, qual será a concentração de cada substância no equilíbrio final? 17) Verificou-se que uma mistura em equilíbrio: SO2(g) + NO2(g) SO3(g) + NO(g) Contém 0,6 mol de SO2, 0,2 mol de NO2, 0,8 mol de SO3 e 0,3 mol de NO por litro. Quantos mols de NO2 por litro devem ser adicionados ao recipiente a fim de aumentar a concentração do NO no equilíbrio para 0,5 mol/L? 18) Em um recipiente de 0,500 L foram adicionados 1,50 mol de POCl3. A 400 oC é estabelecido o equilíbrio segundo a equação: POCl3(g) POCl(g) + Cl2(g) Com Kc = 0,248. Calcule o número de mols de POCl que deve ser adicionado ao sistema de maneira a produzir uma concentração de equilíbrio de Cl2 igual a 0,500 mol/L. 19) A uma certa temperatura, 2 mol de COCl2 estão 50% dissociados, formando CO e Cl2 de acordo com a reação: COCl2(g) CO(g) + Cl2(g) Que quantidade de COCl2 deve ser colocada num recipiente de 1 litro, de modo que 25 % do COCl2 total se dissocie a essa temperatura? 20) O valor de Kc, da seguinte reação, a 900 oC, é 0,28. Qual é o valor de Kp nesta temperatura? CS2(g) + 4 H2(g) CH4(g) + 2 H2S(g) 21) A reação CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) é usada industrialmente como fonte de hidrogênio. O valor de Kc para a reação, a 500 oC, é 4,05. Qual o valor de Kp nesta temperatura? 22) A 400 oC, a constante de equilíbrio Kp da reação é 3,1x104: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) Qual é o valor de Kc nessa temperatura? 23) De acordo com o Princípio de Le Chatelier, quando um sistema em equilíbrio sofre alguma modificação em parâmetros, como pressão, temperatura ou concentração, as proporções de reagentes e produtos se ajustam, de maneira a minimizar o efeito da alteração. Considerando essa reação em equilíbrio, pede-se: H2(g) + Br2(g) 2 HBr(g) + calor (a) Calcule a constante de equilíbrio para a reação sabendo que ao adicionarmos 0,15 mol de H2 e 0,7 mol de Br2 a um recipiente de 1,0 L e deixarmos a mistura atingir o equilíbrio a 25 °C, 50 % do H2 foi consumido. (b) Qual é a composição final dessa mistura em mol L–1 (H2, Br2 e HBr)? 24) Para a reação 4 NH3(g) + 3 O2(g) 2 N2(g) + 6 H2O(l), como a quantidade de NH3, no equilíbrio, será afetada pela: (a) adição de O2 ao sistema? (b) adição de N2 ao sistema? (c) remoção de água do sistema? (d) diminuição do volume do recipiente? 25) Na alta atmosfera ou em laboratório, sob ação de radiações eletromagnéticas, o ozônio é formado por meio da reação endotérmica: 3 O2(g) 2 O3(g) (a) O aumento da temperatura favorece ou dificulta a formação do ozônio? Justifique. (b) E o aumento da pressão? Justifique. 26) Num recipiente fechado é realizada a seguinte reação a temperatura constante: SO2(g) + 1/2 O2(g) SO3(g) (a) Sendo v1 a velocidade da reação direta e v2 a velocidade da reação inversa, qual a relação v1/v2 no equilíbrio? Justifique. (b) Se o sistema for comprimido mecanicamente,ocasionando um aumento da pressão, o que acontecerá com o número total de moléculas? Justifique. 27) A mistura de quatro gases, NH3, O2, NO, e H2O colocada em um reator atinge o equilíbrio na reação: 4 NH3(g) + 5 O2(g) 4 NO(g) + 6 H2O(g) Certas mudanças (veja a tabela seguinte) são, então, feitas na mistura. Examine cada mudança separadamente e explique o efeito (aumento, diminuição ou nenhum) que elas provocam nos valores originais de equilíbrio da quantidade da segunda coluna (ou K, se for o caso). A temperatura e o volume são mantidos constantes. Mudança Quantidade a) adicione NO quantidade de H2O b) adicione NO quantidade de O2 c) remova H2O quantidade de NO d) remova O2 quantidade de NH3 e) adicione NH3 K f) remova NO quantidade de NH3 g) adicione NH3 quantidade de O2 28) A mistura de quatro substâncias HCl, I2, HI e Cl2 colocada em um reator atinge o equilíbrio na reação: 2 HCl(g) + I2(s) 2 HI(g) + Cl2(g) Certas mudanças (veja a tabela seguinte) são, então, feitas na mistura. Examine cada mudança separadamente e explique o efeito (aumento, diminuição ou nenhum) que elas provocam nos valores originais de equilíbrio da quantidade da segunda coluna (ou K, se for o caso). A temperatura e o volume são mantidos constantes. Mudança Quantidade a) adicione HCl quantidade de HI b) adicione I2 quantidade de Cl2 c) remova HI quantidade de Cl2 d) remova Cl2 quantidade de HCl e) adicione HCl K f) remova HCl quantidade de I2 g) adicione I2 K 29) A reação total da fotossíntese é: 6 CO2(g) + 6 H2O(l) C6H12O6(aq) + 6 O2(g) ∆Ho = 2802 kJ Suponha que a reação está em equilíbrio. Diga qual é a consequência que cada uma das seguintes mudanças teria sobre o equilíbrio (tendência de mudança na direção dos reagentes, tendência de mudança na direção dos produtos, ou não ter consequência alguma) e sobre o valor de K: (a) o aumento da pressão parcial de O2 (b) compressão do sistema (c) aumento da quantidade de CO2 (d) aumento da temperatura (e) remoção parcial de C6H12O6 (f) adição de água (g) redução da pressão parcial de CO2 Resposta da Lista Conjunta de Equilíbrio Químico 1) 2 NOCl(g) 2 NO(g) + Cl2 (g) Kc = [NO]2 [Cl2] / [NOCl]2 Zn(s) + CO2(g) ZnO(s) + CO(g) Kc = [CO] / [CO2] MgSO4(s) MgO(s) + SO3(g) Kc = [SO3] Zn(s) + 2 H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g) Kc = [Zn2+] [H2] / [H+]2 NH4Cl2(s) NH3(g) + HCl(g) Kc = [NH3] [HCl] P4(s) + 3 O2(g) P4O6(g) Kc = [P4O6] / [O2]3 SiH4(s) + 2 O2(g) SiO2(s) + 2 H2O(g) Kc = [H2O]2 / [O2]2 CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) Kc = [CO2] / [CH4] [O2]2 CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) Kc = [CO2] [H2O]2 / [CH4] [O2]2 NH3(g) + H2O(l) NH4+(aq) + OH−(aq) Kc = [NH4+] [OH−] / [NH3] SnO2(s) + 2 CO(g) Sn(s) + 2 CO2(g) Kc = [CO2]2 / [CO]2 2) a) Kc = [NO2]2 / [N2O4] N2O4 2 NO2 b) Kc = [NO]2 [O2] / [NO2]2 2 NO2 2 NO + O2 c) Kc = [PCl3] [Cl2] / [PCl5] PCl5 PCl3 + Cl2 3) b) porque o valor de Kc = 5x108 é o maior, significando que o equilíbrio se estabeleceu com a quantidade de produto bem maior que a quantidade de reagente, ou seja o equilíbrio se estabeleceu deslocado no sentido dos produtos. 4) Kp =60 5) Kp = 0,30 6) Kc = 225 7) a) [N2O] = 0,01 mol/dm3; [O2] = 0,041 mol/dm3 b) Kc = 23,2 8) [H2]eq = [I2]eq = 0,11 mol/L [HI] = 0,778 mol/L 9) [CH3COOH]eq = 3,91x10–2 mol/L [H3CCOOCH2CH3]eq = 9,32x10-4 mol/L 10) [H2]eq = [CO2]eq = 0,106 mol/L [CO]eq = [H2O]eq = 0,0935 mol/L 11) [SO2]eq = 5,32x10–4 mol/L; [NO2]eq = 1,05x10–2 mol/L; [NO]eq = 1,95x10-2 mol/L; [SO3]eq = 2,45x10-2 mol/L 12) Kc =0,05 13) a) Como só tem reagente, o sistema se deslocará no sentido dos produtos até que o equilíbrio seja atingido. b) O sistema se deslocará no sentido dos reagentes até que o equilíbrio seja atingido e Q = K. 14) a) [N2] = [O2] = 0,70 mol/L; [NO] = 0,22 mol/L b) [N2] = 0,206 mol/L; [O2] = 0,056 mol/L; [NO] = 0,034 mol/L 15) a) Q = 1,73 > K Reação ocorrerá no sentido dos reagentes até atingir o equilíbrio. b) Q = 1,74 > K Reação ocorrerá no sentido dos reagentes até atingir o equilíbrio. c) Q = 0,0056 < K Reação ocorrerá no sentido dos produtos até atingir o equilíbrio. 16) [H2] = [I2] = 0,153 mol/L; [HI] = 1,134 mol/L 17) 0,625 mol 18) 0,370 mol 19) 12 mol 20) Kp = 3,03x10–5 21) Kp = 4,05 = Kc 22) Kc = 1,7x106 23) a) Kc = 0,48 b) [H2] = 0,075 mol/L; [Br2] = 0,625 mol/L; [HBr] = 0,150 mol/L 24) a) [O2] aumenta; equilíbrio desloca no sentido direto; logo quantidade de NH3 diminui b) [N2] aumenta; equilíbrio desloca inverso; logo quantidade de NH3 aumenta c) remoção de água; líquido puro, não afeta o equilíbrio, logo quantidade de NH3 não se altera d) diminuição do volume do recipiente, a P aumenta, logo o equilíbrio se desloca no sentido de menor número de mols gasosos, deslocamento no sentido direto, quantidade de NH3 diminui 25) a) O aumento da temperatura favorece o sentido endotérmico da reação, nesse sistema, sentido direto. Assim o aumento da temperatura favorece a formação de ozônio. b) O aumento de pressão desloca o equilíbrio no sentido do menor número de mols gasosos, nesse caso, no sentido dos produtos. O aumento de pressão favorece a formação de ozônio. 26) a) v1 / v2 = 1 porque no equilíbrio v1 = v2 b) O aumento de pressão desloca no sentido do menor número de mols gasosos, nesse caso, no sentido dos produtos, formação de SO3. Assim o número total de moléculas diminui. 27) a) adição NO; equilíbrio desloca no sentido inverso; quantidade de H2O: diminui b) adição NO; equilíbrio desloca no sentido inverso; quantidade de O2: aumenta c) remoção H2O; equilíbrio desloca no sentido direto; quantidade de NO: aumenta d) remoção O2; equilíbrio desloca no sentido inverso; quantidade de NH3: aumenta e) adição NH3; equilíbrio desloca no sentido direto; K não se altera (já que não houve variação de T) f) remoção NO; equilíbrio desloca no sentido direto; quantidade de NH3: diminui g) adição NH3; equilíbrio desloca no sentido direto; quantidade de O2: diminui 28) a) adição HCl; equilíbrio desloca no sentido direto; quantidade de HI: aumenta b) adição I2(s); não afeta o equilíbrio; quantidade de Cl2: nenhum efeito c) remoção HI; equilíbrio desloca no sentido direto; quantidade de Cl2: aumenta d) remoção Cl2; equilíbrio deslocano sentido direto; quantidade de HCl: diminui e) adição HCl; equilíbrio desloca no sentido direto; K não se altera (já que não houve variação de T) f) remoção HCl; equilíbrio desloca no sentido inverso; quantidade de I2: aumenta g) adição I2(s); não afeta equilíbrio; K não se altera 29) mudança equilíbrio K quantidade CO2 quantidade H2O quantidade C6H12O6 quantidade O2 a) aumenta PO2 sentido inverso não afeta aumenta aumenta diminui diminui b) compressão do sistema não afeta não afeta não afeta não afeta não afeta não afeta c) aumento de CO2 sentido direto não afeta diminui diminui aumenta aumenta d) aumenta T sentido direto aumenta diminui diminui aumenta aumenta e) remoção C6H12O6 sentido direto não afeta diminui diminui aumenta aumenta f) adição H2O sentido direto (maior no mols aquosos) não afeta diminui diminui aumenta aumenta g) redução PCO2 sentido inverso não afeta aumenta aumenta diminui diminui
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