Buscar

LISTA DE EXERCÍCIO!

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 12 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Universidade de Brasília 
Instituto de Química 
Disciplina: Química Geral Teórica 
 
Lista de Exercícios – Estrutura Atômica 
 
1) Quais postulados propostos por Bohr que permitiram deduzir a equação de energia 
do elétron no átomo de hidrogênio? 
2) O que significa o princípio da incerteza de Heisenber na descrição do átomo? 
3) Quais valores permitidos para n, l, ml e ms. Relacione os valores com de l com os 
tipos de orbitais? 
4) Explique paramagnetismo e diamagnetismo. Qual a relação entre o momento 
magnético e o número de elétrons desemparelhados? 
5) O que significam efeito de blindagem? Calcule a carga nuclear efetiva para: 
a) Elétron 3d do Co; 
b) Elétrons de valência do Co; 
c) Elétrons de valência dos elementos do primeiro período da Tabela Períodica. 
 
Lista de Exercícios – Eletroquímica 
1) Escreva as semi-reações de cátodo e ânodo, a equação balanceada para as reações 
de célula e o diagrama de célula para as seguintes reações não-balanceada 
a. Ni2+(aq) + Zn(s) → Ni(s) + Zn2+(aq) 
b. Ce4+ + I-(aq) → I2(s) + Ce3+(aq) 
c. Cl2(g) + H2(g) → HCl(aq) 
d. Au+(aq) → Au(s) + Au3+(aq) 
2) Preveja o potencial padrão de célula e calcule a energia livre padrão das seguintes 
células galvânicas 
a. Pt(s) | Cr3+(aq), Cr2+(aq) || Cu2+ | Cu(s) 
b. Ag(s) | AgI(s) | I-(aq) || Cl-(aq) | AgCl(s) | Ag(s) 
c. Hg(l) | Hg2Cl2(s) | Cl-(aq) || Hg22+(aq) |Hg(l) 
d. C(gr) | Sn4+(aq), Sn2+(aq) || Pb4+(aq), Pb2+(aq) |Pt(s) 
3) Determine as constantes de equilíbrio para as seguintes reações e células: 
a. Pt(s) | Cr3+(aq), Cr2+(aq) || Cu2+ | Cu(s) 
b. Mn(s) + Ti2+ (aq) → Mn2+(aq) + Ti(s) 
c. O par redox Pb2+/Pb em combinação com o par redox Hg22+/Hg 
d. In3+(aq) + U3+(aq) → In2+(aq) +U4+(aq) 
4) Soluções aquosas de Mn2+; Al3+; Ni2+ e Au3+ são eletrolisadas. Determine se o íon 
metálico ou água será reduzido no cátodo. 
5) Qual o potencial padrão do par redox M4+/M.? Sabendo que uma célula galvânica 
tem a reação de célula M(s) +2Zn
2+ → 2Zn(s) + M4+(aq) e o potencial padrão da 
célula é 0,16V. 
6) Um guidom de uma bicicleta de aço, banhada com cromo, foi arranhado. O 
enferrujamento do ferro contido no aço será facilitado ou retardado pelo cromo? 
 
 
 
 
 
Lista de Exercícios – Ácido e Base 
1. Dados os ácidos HClO, H2SO4, H3PO4, HClO4. 
a) Coloque – os em ordem crescente de força; 
b) Represente a ionização de força. 
2 Escreva as fórmulas para os ácidos conjugados e bases conjugadas das seguintes 
estruturas: CH3NH2; NH2NH2; HCO3
-
; HCO3
-
; 
 C6H5OH; CH3COOH 
2) Identifique na seguinte reação o ácido e a base de Bronsted e a base e o ácido 
conjugado formados 
𝐻𝑁𝑂3(𝑎𝑞) + 𝐻𝑃𝑂4(𝑎𝑞)
2− → 𝑁𝑂3(𝑎𝑞)
− + 𝐻2𝑃𝑂4(𝑎𝑞)
− 
3) O valor Kw para a água à temperatura do corpo (37 oC) é 2,5x10-14 
a. Quais são as molaridades dos íons H3O+ e o pH da água neutra nesta temperatura. 
b. Qual é a molaridade de OH- na água neutra a estra temperatura 
4) Calcule a molaridade inicial do Ba(OH)2 e as molaridades de Ba2+, OH- e H3O+ em 
uma solução aquosa que contém 0,50 g de Ba(OH)2 em 0,100mLde solução. 
5) Encontre as concentrações iniciais do ácido ou base em cada uma das seguintes 
soluções aquosas: 
a) Uma solução de HClO com Ph = 4,60 
b) O pH de uma solução aquosa 0,10mol/L em propilamina foi medido como 11,86. 
Quais são os valores de Kb e pKb da propilamina. 
6) A porcentagem de desprotonação do ácido benzoico em uma solução 0,110 mol/L 
é 2,4%. Quais são os pHs da solução e o Ka do ácido benzoico 
8) Explique a importância da autodissociação dos solventes não aquosos na determinação 
de acidez e basicidade de espécies químicas 
9) Mostre como podemos calcular a constante de equilíbrio de uma reação ácido-base. O 
que significa valores de Ka e Kb muito próximos de zero ou muito próximos de 1. 
10) As entalpias da reação de trimetilboro com NH3, CH3NH2, (CH3)2NH e (CH3)3N são 
-58, -74, -81 e -74kJmol-1, respectivamente. Por que a trimetilamina está fora da faixa? 
11) Determine qual dos ácidos é mais forte em cada par. Justifique suas respostas: 
 a) HF ou HCl; 
 b) HBrO2 ou HClO2; 
 c) HClO4 ou H3PO4; 
 d) HNO3 ou HNO2; 
12) Quais são os fatores que alteram a acidez ou basicidade de um composto. Explique! 
Lista de Exercícios – TOM, TLV, Ligação Química e Interação 
intermolecular 
1) (a) Qual o significado de ligação covalente? (b) Dê três exemplos de ligação covalente. 
(c) Uma substância XY, formada a partir de dois elementos diferentes, entra em ebulição 
a -33°C. É mais provável que XY seja uma substância covalente ou iônica? Explique 
2) Qual desses elementos é improvável formar ligações covalentes: S, H, K, Ar, Si. 
Justifique sua escolha 
3) Usando os símbolos e as estruturas de Lewis, faça um diagrama da formação do SiCl4 
a partir dos átomos de Si e Cl. 
4) (a) Construa a estrutura para O2 na qual cada átomo atinge um octeto de elétrons. (b) 
Explique porque é necessário formar uma ligação dupla na estrutura de Lewis. (c) A 
ligação em O2 é mais curta que a ligação simples O-O em compostos que contêm uma 
ligação simples O-O. Explique essa observação. 
5) Quais das seguintes ligações são polares: (a) P-O, (b) S-F, (c) Br- Br, (d) O-Cl. Qual é 
o átomo mais eletronegativo em cada ligação polar? 
6) Escreva a estrutura de Lewis para cada uma das moléculas abaixo, prevendo a 
geometria molecular (incluindo os ângulos de ligação) e os orbitais híbridos no átomo 
central. BF3; SeF4; F3SN (a ligação entre o S e o N é uma ligação tripla); SbF5; XeOF4; 
XeOF2; BrF3; KrF4; BrF5; BeF2; ClF3; SeO4
2–; KClO3; H2S; PH3; NH4 
+; C2H2; AsH5; 
ClH5; ClF2
-1
; SH4
-2
; [BeF4]
2-; SF6; [NCS]
- 
7) Defina os seguintes termos: hibridização; Combinação linear dos Orbitais 
Atômicos; Orbital Molecular; Orbital antiligante e ligante 
8) Veja qual é a hibridização de todos os átomos das seguintes moléculas: SOCl2; 
SO2Cl2; MeC≡N; HC≡CH; H2CCH2; CO2; [CO3]2-; [NO3]-; NH2; XeOF4; [SbCl6]-; [H3O]+; 
IF5; [AlCl6]
3-; SbPh5; [SO4]
2-
; O3; Me2SO; PCl3; [SbO4]
3 
9) Quais são as limitações da TLV. Explique! Quais são as diferenças entre a TLV e 
a TOM 
10) Como a TOM se aplica para moléculas diatômicas homonuclear e heteronuclear. 
Quais são as diferenças entre os diagramas de níveis dos composto diatômicos 
homonuclear do segundo período da tabela periódica 
11) Use o diagrama da TOM para determinar as ordens de ligação do B2 e Be2. Você 
esperaria que estes compostos existissem 
12) Assumindo que os orbitais de energia moleculares sejam similares aquelas do 
CO, deduza ordem de ligação NO, NO- e NO+ e prediga qual das seguintes reações são 
as mais favoráveis e dê seus motivos: 
𝑁𝑂 + 𝐶𝑁 → 𝑁𝑂+ + 𝐶𝑁 
𝑁𝑂 + 𝐶𝑁 → 𝑁𝑂− + 𝐶𝑁+ 
13) Como a eletronegatividade e a estrutura molecular é usada para predizer a 
polaridade da molécula 
14) Como as forças intermoleculares são usadas para explicar as propriedades físicas 
de compostos químicos 
15) Qual a principal diferença das seguintes forças intermoleculares. Ligação de 
Hidrogênio; Forças dipolo-dipolo; Foças de Dispersão de London; 
16) Prediga as forças intermoleculares dos seguintes compostos: N2; CO2; CCl4; H2O; 
HCl; ClF3; SO2; C2H4; HCOOH; BCl3; CH4; NH3; 
 
 
Lista de Exercícios – Cinética Química 
1) A velocidade de formação de oxigênio é 1.5X10-3 mol/L.s na reação. Qual é a 
velocidade de decomposição de ozônio. Qual é a velocidade da reação 
2) O pentóxido de dinitrogênio se decompõe por uma reação de primeira ordem. 
Qual é a velocidade inicial para a decomposição de sua decomposição qunado 
2,00 g de N2O5, estão confinados em um recipiente de 1,00Le aquecidos a 65 
oC. 
3) Uma amostrade 0,15g de H2 e uma amostra de 0,32g de I2 são confinados em um 
recipiente de reação de 500mLe aquecidos a 700 K, onde elas reagem por um 
processo de segunda ordem, com k-0,063L/mol.s. 
a) Qual é velocidade inicial de reação 
b) Por qual fator a velocidade de reação aumentará se a concentração de H2 
presente na mistura for dobrada 
4) Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação: 
𝐴(𝑔) + 2𝐵(𝑔) → 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜 
Experimento Concentração inicial, mol/L Velocidade inicial 
mol/L.s [A]0 [B]0 
1 0,60 0,30 12,6 
2 0,20 0,30 1,4 
3 0,60 0,10 4,2 
4 0,17 0,25 X 
(a)Qual é a ordem com respeito a cada reagente e a ordem global da reação? 
(b) Escreva a lei de velocidade para a reação. 
(c) dos dados, determine o valor da constante de velocidade. 
(d) Use os dados para predizer a velocidade de reação do experimento 4 
5) Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação: 
2𝐼𝐶𝑙(𝑔) + 𝐻2(𝑔) → 𝐼2(𝑔) + 2𝐻𝐶𝑙(𝑔) 
Experimento Concentração inicial, mol/L Velocidade inicial 
mol/L.s [ICl]0 [H2]0 
1 1.5 1.5 3,7x10-7 
2 3.0 1.5 7,4x10-7 
3 3,0 4,5 22x10-7 
4 4,7 2,7 X 
Escreva A lei de velocidade para a reação (b) dos dados, determine o valor da constante 
de velocidade. (c) Use os dados para predizer a velocidade de reação para o experimento 
4. 
6) A constante de velocidade da reação que ocorre na eletrosfera é 9,7 x 1010 L/mol.s 
a 800 oC. A energia de ativação da reação é 315 kJ/mol. Determine a constante de 
velocidade a 700 oC. 
7) Explique por que as afirmações seguintes sobre reações elementares estão erradas 
a. No equilíbrio, as constantes de velocidade das reações diretas e inversas 
são iguais. 
b. Para uma reação com uma constante de equilíbrio muito grande, a 
constante de velocidade da reação inversa é muito maior do que a 
constante de velocidade da reação direta. 
8) A presença de um catalisador fornece uma via de reação na qual a energia de 
ativação de uma certa reação é reduzida de 100kJ/mol para 50kJ/mol. Por qual fator a 
velocidade da reação aumenta a 400K, sendo todos os outros fatores iguais? 
9) Para a reação reversível e em uma etapa a constante de velocidade para a reação 
direta é 256L/mol.min e a constante de velocidade da reação inversa é 392 L/mol.min. A 
energia de ativação para a reação direta é 39,7 kJ/mol e para a inversa, 25,4kJ/mol. 
2𝐴(𝑔) → 𝐵 + 𝐶 
a) Qual é a constante de equilíbrio da reação? 
b) A reação é exotérmica ou endotérmica? 
c) Qual será o efeito de um aumento da temperatura nas constantes de velocidade e 
de equilíbrio? 
 
Lista de Exercícios – Equilíbrio Químico 
1) Para a equação: 
𝐶𝑂(𝑔) + 0,5𝑂2(𝑔) ←
→ 𝐶𝑂2(𝑔), ΔH = -283 kJ.mol
-1 
a) Quais são os meios susceptíveis de aumentar a produção de CO2? 
b) O que se deve fazer para aumentar o valor numérico de Kc? 
c) Qual será o efeito do aumento da temperatura? 
 
2) A foto a seguir (2005 by Pearson Education) mostra o resultado do aquecimento 
e do resfriamento de uma solução aquosa de íons Co2+, contendo ácido clorídrico. 
 
A equação para o equilíbrio existente nessa solução é: 
Co(H2O)6
2+(aq) + 4Cl-(aq) ⇆ CoCl42-(aq) + 6H2O(l). 
 
O íon Co(H2O)6
2+ é rosa, enquanto o íon CoCl4
2- é azul. A transformação do Co(H2O)6
2- 
em CoCl4
2- é exotérmica ou endotérmica? 
3) Considere uma reação em fase gasosa em que um composto incolor C produz um 
composto azul B: 2 C ⇆ B. Após atingir o equilíbrio, o tamanho do frasco é reduzido pela 
metade. 
a) Que mudança de coloração (se houver) será observada imediatamente após a 
redução do frasco à metade? 
b) Que mudança de coloração (se houver) será observada quando o equilíbrio for 
restabelecido no frasco? 
4) Decida se cada uma das afirmações a seguir é verdadeira ou falsa. Se for falsa, 
corrija-a para que se torne verdadeira. Dê sua justificativa! 
a) A magnitude da constante de equilíbrio sempre é independente da temperatura. 
 b) Quando duas equações químicas são acrescentadas a uma determinada equação 
global, a constante de equilíbrio para a equação global é o produto das constantes de 
equilíbrio das equações somadas. 
 c) A constante de equilíbrio para uma reação tem o mesmo valor que K para a 
reação reversa. 
 d) Somente a concentração de CO2 aparece na expressão da constante de 
equilíbrio para a reação CaCO3(s) ⇆ CaCO2(g). 
 e) Para a reação CaCO3(s) ⇆ CaO(s) + CO2(g), o valor de K é numericamente o 
mesmo, não importando se a quantidade de CO2 é expressa em mols/litros ou em pressão 
do gás. 
5) Ao aquecer um carbonato de metal, ocorre sua decomposição. Considerando a 
reação 
BaCO3(s) ⇆ BaO(s) + CO2(g) 
Preveja o efeito, em equilíbrio, de cada alteração apresentada a seguir. 
a) Adicionando BaCO3 b)Adicionando CO2 c) Adicionando BaO d) 
Aumentando a temperatura e) Aumentar o volume do frasco contendo a reação 
6) Use o princípio de Le Chatelier para prever a consequência que a mudança dada 
na primeira coluna da tabela a seguir tem sobre a quantidade na segunda coluna para o 
seguinte sistema em equilíbrio: 
 5 CO(g) + I2O5(s) ⇆ I2(g) + 5 CO2(g), ∆H° = -1.175 kJ 
 Considere que cada mudança seja aplicada separadamente ao sistema. 
 
7) Uma mistura de reação que consiste de 0,20 mol de H2 e 0,20 mol de I2 foi 
preparada em um frasco de 25,0 L e aquecida. No equilíbrio, 5,0% do. Qual é a constante 
de equilíbrio, Kc, para a reação H2(g) + I2(g) ⇆ 2 HI(g), sabendo que 5% do gás nitrogênio 
reagiu? 
8) Introduziu-se em um recipiente de 250 mL 200 Torr de monóxido de Carbono e 
vapor de água. Ao atingir o equilíbrio, à 700 °C, a pressão parcial de CO2 era 88 Torr. 
Calcule o valor de K para o equilíbrio CO(g) + H2O(g) ⇆ CO2(g) + H2(g). 
9) Um balão de reação de 500 mL, em 700 K, contém 1,20 x 10-3 M de SO2(g), 5,0 
x 10-4 M de O2(g) e 1,0 x 10
-4 M de SO3(g). Sabe-se que nesta temperatura Kc = 1,7 x 10
6 
para a reação 
(Não balanceada) SO2(g) + O2(g) ⇆ SO3(g). 
Diga se a reação se encontra em equilíbrio ou se ela tende a formar mais reagentes ou 
produtos. 
 
Lista de Exercícios – Termoquímica 
 
(1) Considerando a desordem nos reagentes e produtos, determine se ∆𝑆 é positivo 
ou negativo para cada um dos seguintes processos: 
(a) 𝐻2𝑂(𝑙) → 𝐻2𝑂(𝑔) 
(b) 𝐴𝑔(𝑎𝑞)
+ + 𝐶𝑙(𝑎𝑞)
− → 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑆) 
(c) 4𝐹𝑒(𝑆) + 3𝑂2(𝑔.) → 2𝐹𝑒2𝑂2 (𝑆) 
(2) O elemento mercúrio, é um líquido prateado à temperatura ambiente. O ponto de 
congelamento normal do mercúrio é -38,9 ℃, a respectiva entalpia molar de fusão 
é ∆𝐻𝑓𝑢𝑠 = 
2,29 𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
. Qual é a variação de entropia do sistema quando 50,0g de Hg(l) 
se congela no ponto de fusão normal? 
(3) Considere a fusão reversível de 1mol de gelo em um banho grande, isotérmico, 
contendo água a 0 ℃ e 1 atm de pressão. A ∆𝐻𝑓𝑢𝑠 = 
6,01 𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
. .Calcule a variação 
de entropia no sistema e na vizinhança, bem como a variação total na entropia do 
universo para esse sistema. 
(4) Calcule ∆𝑆𝑜 para a síntese de amônia a partir de N2(g) e H2(g) a 298 K. 
𝑁2(𝑔) + 3𝐻2(𝑔) → 2𝑁𝐻3(𝑔) 
(5) Suponha que 1,00 mL de moléculas de um gás ideal, em 292 K e 3,00 atm, sofra 
uma expansão de 8,00 L a 20,00 L e atinja a pressão final por dois caminhos 
diferentes. Determine o trabalho realizado, o calor transferido e a troca de energia 
interna para os dois caminhos. 
(a) O caminho A é a expansão isotérmica reversível 
(b) O caminho B tem duas partes. Na etapa 1, o gás é esfriado em volume 
constante até que a pressão atinja 1,20 atm. Na etapa 2, ele é aquecido e se 
expande contra uma pressão constante igual a 1,20 atm até o volume atinja 
20,00 L e T = 292 K. 
(6) Calcule a temperatura final e a variaçãode energia interna quando 500 J de energia 
são transferidos, na forma de calor, para 0,900 mol O2, em 298 K e 1,00 atm. 
(a) Em volume constante 
(b) Em pressão constante. 
 
(7) Um calorímetro, em volume, constante, mostrou que a perda de calor que 
acompanha a combustão de 1,000 mol de moléculas de glicose na reação é 2,559 
kJem 298 K. Qual é a energia interna? Qual é a variação de entalpia da mesma? 
(8) Examinemos a síntese do propano, C3H8, um gás usado como combustível em 
fogões de acampamentos (equação da reação descrita abaixo). No entanto, é difícil 
medir a variação da entalpia dessa reação. As entalpias de reações de combustão, 
porém são mais fáceis de medir. Assim, como podemos obter o valor de entalpia 
padrão para a reação em questão? 
3𝐶(𝑔𝑟) + 4𝐻2(𝑔) → 𝐶3𝐻8 (𝑔) 
(9) A temperatura de uma amostra de gás de nitrogênio de volume 20,0 L em 5,00 
kPa aumenta de 20 ℃ até 400 ℃ em volume constante. Qual é a variação de 
entropia do nitrogênio? A capacidade calorífica molar do nitrogênio, em volume 
constante, 𝐶𝑣,𝑚 =
20,81 𝐽
𝐾.𝑚𝑜𝑙
. 𝐼𝑚𝑎𝑔𝑖𝑛𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑜 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑟𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 é 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙. 
(10) Calcule ∆𝑆𝑣𝑖𝑧, ∆𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡, ∆𝑆𝑢𝑛𝑖𝑣 para (a) a expansão isotérmica reversível e 
(b) a expansão livre isotérmica irreversível de 1,00 mol de moléculas de um gás 
ideal de 8,00 L até 20,00 L, em 292 K. Explique as diferenças encontradas nos 
dois caminhos. 
(11) Estime a temperatura em que é termodinamicamente possível para o 
carbono reduzir óxido de ferro (III), em condições padrão, pela reação 
endotérmica: 
2𝐹𝑒2𝑂3(𝑠) + 3𝐶(𝑔) → 4𝐹𝑒(𝑠) + 3𝐶𝑂2 (𝑔) 
(12) Calcule a energia livre padrão das reações: 
(a) Energia livre padrão de formação de HI(g) em 25 ℃ usando sua entropia 
padrão e sua entalpia padrão de formação 
(b) 4𝑁𝐻3(𝑔) + 5𝑂2(𝑔) → 4𝑁𝑂(𝑔) + 6𝐻2𝑂(𝑔)

Outros materiais