Equilibrio Quimico

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PAGQuímica 2011/1 
Exercícios de Equilíbrio Químico 
 
1. Para o equilíbrio gasoso entre NO e O2 formando NO2 (2 NO (g) + O2 (g) 
 2 NO2 (g)), a constante de equilíbrio é Kc = 6,45 x 105. 
a) em que concentração de O2 as concentrações de NO2 e de NO são iguais? 
b) em que concentração de O2 a concentração de NO2 é 100 vezes maior do 
que a concentração de NO? 
 
2. Considere o seguinte equilíbrio: A (aq) B (aq), cujo Kc é 0,1. 
Se em um litro de solução adicionarmos 0,1 mol de A a 0,1 mol de B, quais vão 
ser as concentrações de A e B no equilíbrio? 
 
3. A constante de equilíbrio Kp para a reação: 
PCl3 (g) + Cl2 (g) PCl5 (g) 
é 0,0131 a 250º C. São colocados 1,50 mol de PCl5, 3,00 mols de PCl3 e 0,50 
mols de Cl2 num balão de 0,5 L a 250ºC. 
a) calcule Kc. 
b) o sistema está ou não está em equilíbrio? Justifique. 
c) caso não esteja, em que sentido está ocorrendo a reação? Justifique sua 
resposta. 
d) calcule a concentração das espécies quando o equilíbrio se estabelece. 
 
4. Mistura-se um mol de álcool etílico puro (C2H5OH) com um mol de ácido 
acético (CH3CO2H) em 1 L de um solvente adequado. Após atingido o 
equilíbrio, a mistura contém 2/3 de mol de éster (CH3CO2C2H5) além das outras 
substâncias. 
a) qual o valor da constante de equilíbrio Kc para a reação 
C2H5OH + CH3CO2H CH3CO2C2H5 + H2O 
b) quantos mols de éster são formados no equilíbrio quando 3 mols de álcool 
são misturados com 1 mol de ácido em 1 L do mesmo solvente? 
c) o que acontece com uma mistura em equilíbrio se forem adicionados mais 3 
L de solvente? 
 
5. A certa temperatura, uma mistura em equilíbrio NO2 + SO2 NO + SO3 
foi analisada e encontrou-se seus componentes nas seguintes concentrações 
(mol/L): [NO2] = 0,10, [SO2] = 0,30, [NO] = 2,00, [SO3] = 0,60. Se 0,50 mols de 
SO2 são introduzidos, na mesma temperatura, quais serão as concentrações 
de reagentes e produtos quando o novo equilíbrio for estabelecido? O volume 
do recipiente é de 1 L. 
 
6. NH4HS sólido a 25o C é colocado em um recipiente evacuado, onde se 
decompõe de acordo com a reação NH4HS (s) NH3 (g) + H2S (g) 
A pressão total dos gases, quando o equilíbrio é atingido, é de 0,658 atm. Qual 
a pressão parcial de cada espécie quando um novo equilíbrio é reestabelecido, 
após a adição de 0,300 atm de NH3? 
 
7. É dada a reação H+ (aq) + CN- (aq) HCN (aq), cuja constante de 
equilíbrio é Kc = 4,76 x 108. 
a) calcule ΔGo para esta reação a 298 K 
b) calcule ΔG para esta reação a 298 K quando a concentração de H+ for 1,5 x 
10-8, a de CN- for 5,4 x 10-5 mol/L e a de HCN for 3,2 x 10-3 
c) nas condições da alínea b, em que sentido a reação está se deslocando? 
d) calcule ΔG para esta reação a 298 K quando todas as concentrações forem 
unitárias 
e) nas condições da alínea d, em que sentido a reação está se deslocando? 
f) qual deve ser a relação entre a concentração de H+ e a de CN- para que ΔG 
da reação seja 18 kJ a 298 K, sabendo que a concentração de HCN é unitária? 
 
8. A síntese de 2 mols de HBr (g) a partir de hidrogênio gasoso e bromo líquido 
tem uma constante de equilíbrio Kp = 4,5 x 1015 a 25° C. Sabendo que a 
pressão de vapor de bromo líquido (pressão do vapor de bromo em equilíbrio 
com o líquido) é 0,28 atm, encontre o valor de Kp e ΔGo para a reação de 
síntese de 1 mol de HBr em fase gasosa na mesma temperatura. 
 
9. As energias livres padrão de formação do cis e trans 2-buteno são, 
respectivamente, - 67,15 e - 64,10 kJ/mol. Calcule as constantes de equilíbrio 
Kp e Kc para a reação de conversão cis 2-buteno trans 2-buteno 
 
10. A 817o C, Kp para a reação entre CO2 puro e excesso de grafite quente 
para formar CO é 10, de acordo com a reação CO2 (g) + C (s) 2 CO (g) 
a) qual é a pressão parcial dos gases no equilíbrio, na temperatura de 817o C e 
pressão total de 4 atm? 
b) se 1 atm de CO for injetada no sistema em equilíbrio, qual o deslocamento 
observado? Qual será a pressão parcial de cada gás no novo equilíbrio? 
c) após um aumento do volume do vaso de reação, a análise da mistura 
gasosa em equilíbrio mostra 6 % de CO2 em percentagem volumétrica. Qual a 
pressão total do sistema nesse equilíbrio? 
 
11. A 25o C, KC = 0,145 para a seguinte reação 2 BrCl (g) Br2 (g) + Cl2 (g) 
a) se a concentração inicial de cada substância é 0,040 mol/L, quais serão 
suas concentrações de equilíbrio? 
b) qual o percentual de dissociação do BrCl no equilíbrio? 
 
12. Uma mistura reacional que consiste de 0,9 mol de H2, 1,35 mol de I2 e 0,45 
mol de HI, foi preparada em um frasco de 3 L e aquecida a 500 K. Dado: Kc = 
0,0181, para a reação 2 HI (g) H2 (g) + I2 (g) 
a) qual a concentração de cada componente ao ser atingido o equilíbrio? 
b) qual a quantidade de HI que deve ser adicionada ao equilíbrio anterior para 
que o frasco contenha 0,3 mol de H2 ao ser restabelecido o equilíbrio. 
c) qual o grau de dissociação do HI na alínea a)? 
 
13. A 600º C, a constante de equilíbrio, Kc, é 7,0 x 10−2 para a reação a seguir: 
PH3BCl3 (s) PH3 (g) + BCl3 (g) 
a) um frasco de 2,5 L foi carregado com 8,66 g de PH3BCl3, 0,100 mol de PH3, 
0,100 mol de BCl3 e levado à temperatura de 600º C. Quais as concentrações 
no equilíbrio? 
b) em seguida, o equilíbrio anterior foi perturbado através da adição de mais 
0,50 mol de PH3. Quais as concentrações quando o novo equilíbrio é 
restabelecido? 
c) qual o valor de Kp para a reação acima representada? 
 
14. A 673 K, a constante de equilíbrio, Kc, é 0,215 para a reação a seguir 
NH4I (s) NH3 (g) + HI (g) 
Um frasco de 2,5 L foi carregado com 607 g de NH4I, 1,50 mol de NH3, 1,50 
mol de HI e levado à temperatura de 673 K. 
a) o sistema está ou não está em equilíbrio? Caso não esteja, em que sentido 
está ocorrendo a reação? Justifique sua resposta. 
b) calcule a concentração das espécies quando o equilíbrio se estabelece. 
c) calcule o grau de dissociação do NH4I no equilíbrio quando 607 g de NH4I 
forem colocados no frasco evacuado de 2,5 L, a 673 K. 
 
15. Escolha entre as soluções aquosas a seguir, NaOH, HCl ou FeCl3, a que 
você usaria para melhor dissolver um precipitado de Fe(OH)3. Explique a sua 
escolha. 
 
16. a) Considere o seguinte sistema em equilíbrio, a uma dada temperatura: 
H2O (l) H2O (g) Explique, justificando, o que acontece com o sistema, se 
for adicionada a ele uma certa quantidade de água líquida em que o átomo de 
hidrogênio foi substituído por seu isótopo deutério. 
b) O hidróxido de zinco é um composto que não é muito solúvel em água. Ao 
se solubilizar, libera íons Zn2+ e OH- em solução. Em que composto esse 
hidróxido deve ser mais solúvel: ácido nítrico ou hidróxido de amônio? 
Justifique. 
 
17. A reação de fotossíntese é 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) C6H12O6 (s) + 6 O2 
(g) e ΔHº = + 2802 kJ/mol. Supondo que a reação esteja em equilíbrio, diga, 
justificando, qual será o efeito de cada uma das seguintes perturbações no 
sentido do equilíbrio: 
a) a pressão parcial de O2 é aumentada. 
b) o sistema é comprimido 
c) a temperatura é diminuída 
d) um pouco de C6H12O6 é removida 
 
18. Considere a reação: SnO2(s) + 2 H2 (g) Sn(s) + 2 H2O(g), cujo ΔH é + 
97,1 kJ. Admita que o sistema está em equilíbrio. O que ocorrerá à 
concentração de H2 no recipiente se: 
a) for adicionado H2O 
b) for adicionado SnO2 
c) for adicionado He 
d) for aumentado o volume do recipiente 
e) a temperatura for elevada 
 
19. Usando o Princípio de Le Châtelier, faça uma previsão da consequência 
que a mudança dada na 1a. coluna da tabela a seguir tem sobre a quantidade 
na 2a. coluna, para o seguinte sistema em equilíbrio: 
2 HCl (g) + I2 (s) 2 HI (g) + Cl2 (g) ΔHo = + 120 kJ/mol 
 Resposta 
a) diminuição de volume Kc 
b) aumento de volume quantidade de Cl2 
c) aumento de temperatura Kc 
d) adição de HI quantidade de Cl2 
e) adição de I2 quantidade de HI 
f) remoção de Cl2 quantidade de HI 
g) compressão quantidadede HCl 
h) redução da temperatura quantidade de HI 
i) adição de Cl2 quantidade de I2 
j) adição de Cl2 quantidade de Cl2 
l) adição de N2 a volume constante quantidade de Cl2 
m) adição de catalisador quantidade de HCl 
 
20. Use o princípio de Le Châtelier 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: 
2 Pb(NO3)2 (s) 2 PbO (s) + 4 NO2 (g) + O2 (g) ΔH = − 266,1 kJ.mol−1 
Cada mudança é aplicada separadamente ao sistema. Expresse a 
consequência como +, - ou =. 
Mudança Quantidade Consequência 
a) diminuição do volume Kp 
b) aumento de volume quantidade de NO2 
c) aumento da temperatura Kc 
d) adição de O2 quantidade de NO2 
e) adição de PbO quantidade de O2 
f) remoção de NO2 quantidade de PbO 
g) diminuição da temperatura quantidade de Pb(NO3)2 
h) adição de Pb(NO3)2 quantidade de O2 
i) adição de gás inerte, a P e T 
constantes 
quantidade de NO2 
j) adição de um catalisador Kp 
 
21. Para o sistema em equiíbrio: 
C2H5OH (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (g) ΔHo = -1233,71 kJ/mol 
a) escreva a expressão da constante de equilíbrio. 
b) use o Princípio de Le Châtelier para prever a consequência que a mudança 
dada na 1a. coluna da Tabela a seguir tem sobre a quantidade na 2a. coluna 
(cada mudança é aplicada separadamente ao sistema). 
Mudança Quantidade Resposta 
a) diminuição de volume Kp 
b) aumento de volume quantidade de O2 
c) aumento de temperatura Kp 
d) adição de H2O quantidade de C2H5OH 
e) adição de C2H5OH quantidade de CO2 
f) remoção de O2 quantidade de C2H5OH 
g) compressão quantidade de O2 
h) redução da temperatura quantidade de CO2 
i) adição de CO2 quantidade de O2 
j) adição de H2O quantidade de H2O 
k) adição de N2 a P e T constantes quantidade de O2 
l) adição de catalisador quantidade de CO2 
 
22. Explique porque cada uma das seguintes afirmações é falsa: 
a) um processo não espontâneo endotérmico com ΔS positivo pode se tornar 
espontâneo em baixas temperaturas. 
b) o trabalho de compressão de um gás consumido em uma reação química é 
uma função de estado. 
c) quando uma reação química reversível atinge o equilíbrio, as concentrações 
de todos os reagentes e produtos são iguais entre si. 
d) uma reação exotérmica que produz mais mols de gás do que os que são 
consumidos, possui energia livre padrão de reação positiva. 
e) um sistema reacional reversível entra em equilíbrio químico quando sua 
velocidade atinge um mínimo e sua energia livre um máximo 
 
23. Abaixo são feitas algumas afirmações. Atribua às mesmas o conceito 
verdadeiro (V) ou falso (F). No caso da afirmação ser falsa, reescreva-a 
corretamente. 
a) como ΔU é o calor trocado a pressão constante, um processo realizado com 
variação de pressão não tem ΔU associado a ele. 
b) a diferença entre Cp e Cv é de 0,082 atmL/molK, portanto é desprezível. 
c) um sistema atinge o equilíbrio químico quando tanto a reação direta quanto a 
reação inversa têm velocidade nula. 
d) a adição de um reagente a um sistema em equilíbrio leva a um novo estado 
de equilíbrio onde a concentração desse reagente é menor que a sua 
concentração no equilíbrio inicial. 
e) para um gás, sendo a pressão proporcional à temperatura, o aumento da 
pressão em uma reação exotérmica desloca o equilíbrio no sentido da 
formação de reagentes. 
f) a evaporação da água aumenta a entropia do sistema. 
g) a 1ª lei da termodinâmica diz que, o que quer que aconteça em um sistema, 
a respectiva energia interna (ΔU) não varia. 
h) na reação N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) realizada a pressão constante, o 
exterior executa trabalho sobre o sistema. 
i) um sistema em equilíbrio é caracterizado por uma única relação de 
concentrações que conduz ao valor de sua constante de equilíbrio. 
j) como Energia Interna é função de estado e ΔU = q + w, então trabalho (w) e 
calor (q) também são funções de estado. 
k) um processo nem sempre será espontâneo quando a transformação for 
acompanhada por um aumento de entropia do sistema. 
l) quando se fornece 1000 J a um sistema, o aumento da desordem é maior se 
o sistema está a 150o C do que quando o mesmo está a 50o C. 
m) costuma-se dizer que uma reação praticamente não ocorre quando ΔGo >>> 
0 e, consequentemente Keq <<< 1. Nessas condições, a mistura em equilíbrio 
é composta quase somente por reagentes. 
n) no equilíbrio químico os reagentes não são mais transformados em 
produtos.