6a. LISTA QG Equlibrio quimico

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6ª LISTA - EXERCÍCIOS DE PROVAS ANTIGAS – Equilíbrio químico 
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1a Questão 
 
Parte A 
Uma quantidade igual a 0,100 mol de carbonato de cálcio, CaCO3, e 0,100 mol de óxido 
de cálcio, CaO, foram adicionadas a um recipiente fechado de 10,0 L que, em seguida, foi 
aquecido a 385 K. O CaCO3, nessas condições, se decompõe em CaO e gás carbônico, 
CO2, conforme o equilíbrio indicado na equação abaixo. Sabendo que no equilíbrio a 
pressão parcial de CO2 foi de 0,220 atm, faça o que se pede. 
 
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 
 
a) Calcule o valor da constante de equilíbrio, Kc, da reação. 
 
Parte B 
O sistema em equilíbrio foi perturbado pela adição de mais 0,300 atm de CO2. 
b) Com base no princípio de Le Chatelier, explique para que lado se deslocará o equilíbrio 
após sofrer esta perturbação. 
c) Calcule a quantidade, em gramas, de CaCO3 no recipiente quando o equilíbrio for 
restabelecido. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
Dados: 
R = 0,0821 atm L mol-1 K-1 
M(CaCO3) = 100,09 g mol
-1 
 
Gabarito: 
a) 6,96 x 10-3 a 385K 
b) Sentido inverso – Qp > Kp 
c) 12,5 g 
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2a Questão 
 
O tetróxido de dinitrogênio, N2O4, é um gás incolor que pode se formar a partir da 
dimerização do NO2 (de coloração castanha), ou seja, cada duas moléculas de NO2 se 
juntam, formando uma molécula de N2O4, conforme representado na equação 1. 
 
2NO2(g) N2O4(g) eq. 1 
 
A tabela abaixo apresenta os resultados de 3 experimentos realizados a 100 ºC. Após um 
determinado tempo, a coloração do gás estabilizou dentro de cada recipiente e as 
concentrações de NO2 e de N2O4 foram medidas. 
 
Experimento Concentrações iniciais 
(mol L-1) 
Concentrações no equilíbrio 
(mol L-1) 
NO2 N2O4 NO2 N2O4 
1 0,000 0,100 0,120 0,040 
2 0,100 0,100 0,160 0,070 
3 0,100 0,000 0,071 0,014 
a) Responda em qual(is) experimento(s) a cor se intensifica com o tempo e em qual(is) 
experimento(s) a cor fica mais clara, explicando o porquê. 
b) Escreva a expressão para a constante de equilíbrio, Kc, e calcule o seu valor. 
c) Compare o valor de Kc calculado no item anterior com os apresentados para as 
equações 2 e 3 e explique o significado químico de cada um dos 3 valores de Kc para as 
respectivas reações. 
 
2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) Kc = 9,9 x 10
+25 eq. 2 
O2(g) + N2(g) 2NO(g) Kc = 4,0 x 10
-30 eq. 3 
 
d) Calcule o valor de Kp para a dimerização do NO2 (eq. 1) na temperatura do 
experimento. 
e) Um reator de 50,0 L tem 0,10 mol de NO2 e 0,90 mol de N2O4, a 100 °C. Quando a 
mistura tiver alcançado o equilíbrio, haverá mais ou menos NO2 no reator? Justifique sua 
resposta e mostre com cálculos. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
Gabarito: 
a) Exp. 1: A cor se intensifica, pois a reação se desloca no sentido inverso, favorecendo o 
reagente de coloração castanha. 
Exp. 2: A cor se intensifica, pois a reação se desloca no sentido inverso, favorecendo o 
reagente de coloração castanha. 
Exp. 3: A cor fica mais clara, pois a reação se desloca no sentido direto, favorecendo o 
produto de incolor. 
b) Kc = [N2O4]/[NO2]
2; Kc ~ 2,8 
c) Quanto maior for o valor de Kc, maior será a quantidade de produtos formados, ou seja, 
para Kc com valores elevados, os produtos são favorecidos. Quanto menor for o valor de 
Kc, menor será a quantidade de produtos, ou seja, para Kc com valores baixos, os 
reagentes são favorecidos. 
d) Kp = 9,0 x 10
-2 a 100 oC 
e) Qc = 4,5x10
3 e Kc = 2,8 
Como Qc é muito maior que Kc, a reação irá se processar no sentido de formação dos 
reagentes até atingir o equilibrio, e assim, formará mais NO2.
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3ª. Questão 
 
O cloreto de nitrosila, NOCl, pode ser obtido como representado na equação abaixo. 
 
2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl(g) KP = 59,26 (240 
oC) 
 
Um recipiente fechado a 240 C contém certa quantidade de NOCl puro. Quando o 
equilíbrio é atingido, a pressão parcial de NOCl é 0,645 atm e a pressão total da mistura é 
1,000 atm. 
a) Calcule a concentração, em mol L-1, de cada espécie, no equilíbrio. 
b) Ocorrendo a compressão do sistema, em que sentido o equilíbrio é deslocado? 
Justifique. 
c) Aumentando o volume, em que sentido o equilíbrio é deslocado? Justifique. 
d) Sabendo que esta reação é endotérmica no sentido inverso, ao aumentar a 
temperatura, o que acontece com o equilíbrio? 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
Gabarito: 
a) [NOCl] = 0,0153 mol L-1; [NO] = 0,00562 mol L-1; [Cl2] = 0,00281 mol L
-1 
b) Compressão: diminui o volume, aumentando a pressão. O sistema tende a aliviar esta 
pressão, deslocando a reação para o sentido de menor número de moléculas gasosas. 
Sentido Direto. 
c) Aumento de volume: diminui a pressão. O sistema tende a aumentar esta pressão, 
deslocando a reação para o sentido de maior número de moléculas gasosas. Sentido 
Indireto. 
d) Se é endotérmica no sentido inverso, no sentido direto é exotérmica. Logo, um 
aumento da temperatura desloca a reação no sentido inverso. 
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4a Questão 
 
Em um estudo de produção de combustíveis sintéticos foram adicionados 0,100 mol de 
monóxido de carbono, CO, e 0,100 mol de vapor de água em um container de 20,0 L a 
900 oC, formando dióxido de carbono, CO2, e gás hidrogênio, H2, conforme equação 
abaixo. 
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 
 
No equilíbrio, a concentração de CO foi de 2,24 x 10-3 mol L-1. Calcule: 
a) Kc a esta temperatura. 
b) A pressão total no frasco em equilíbrio. 
c) A concentração de CO, em mol L-1, em um novo equilíbrio estabelecido após a adição 
de 0,200 mol de CO. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
Gabarito: 
a) 1,52 a 900 oC 
b) 0,963 atm 
c) 0,0110 mol L-1 
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5a. Questão 
 
Parte A. Considere a decomposição do iodeto de hidrogênio, HI, como mostrado abaixo: 
 
2HI (g)  H2(g) + I2(g) eq. 1 
 
a) Quando o HI é aquecido a 773 K em um recipiente de 1,00 L, ele se decompõe, 
conforme representado na eq. 1. Após uma análise química constatou-se a presença das 
seguintes concentrações no equilíbrio: [H2] = 0,420 mol L
1, [I2] = 0,420 mol L
-1, e [HI] = 
3,52 mol L-1. Calcule o Kc desta reação. 
b) Quais serão as novas concentrações no equilíbrio, se 1,00 mol de HI for introduzido no 
recipiente da reação do item a? 
 
Parte B. Considere agora a reação abaixo no sentido da formação do HI: 
 
H2(g) + I2(g) 2HI(g) eq. 2 
 
Sabendo que o valor da constante de equilíbrio, Kc, da eq. 2 é 85 a 553 K, faça o que se 
pede. 
a) Calcule a composição da mistura da reação no equilíbrio sabendo que 5,0 g de HI 
foram aquecidos, a 553 K, em um recipiente de 2,00 L. 
b) Explique em que situação Kp será igual a Kc. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
Dados: 
M(HI) = 127,9 g mol-1 
 
Gabarito: 
Parte A: 
a) 0,0142 
b) [H2]eq = [I2]eq = 0,516 mol L
-1; [HI]eq = 4,33 mol L
-1 
 
Parte B: 
a) [H2]eq = [I2]eq = 0,0017 mol L
-1; [HI]eq = 0,016 mol L
-1 
b) Kp = Kc quando n = 0. 
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6a. Questão 
 
Em temperaturas próximas de 800 oC o vapor d’água reage com o coque, C, uma forma 
de carbono obtida a partir do carvão, para formar os gases monóxido de carbono, CO, e 
hidrogênio, H2, conforme a equação abaixo: 
 
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) Kp = 14,1 a 800 
oC 
 
A mistura de gasesresultante é um importante combustível industrial chamado gás 
d’água. 
 
a) Calcule as pressões parciais de H2O, CO e H2 na mistura em equilíbrio, a 800 
oC, 
quando a pressão inicial de H2O for 8,81 atm. 
b) Calcule a pressão total no recipiente quando a mistura está em equilíbrio. 
c) Explique o que ocorre com o valor de Kp quando a quantidade de C é aumentada. 
Considere que não houve alteração significativa do volume da mistura de gases. 
d) Calcule o valor de Kc para a reação. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
Dados: 
R = 0,0821 atm L mol-1 K-1 
T (K ) = T (°C) + 273,15 
 
Gabarito: 
a) PH2 = PCO = 6,24 atm; PH2O = 2,67 atm 
b) Ptotal = 14,94 atm 
c) O valor de Kp não se altera. As concentrações de quaisquer reagentes e produtos 
sólidos são omitidos na expressão da constante de equilíbrio. 
d) 0,160 
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7a. Questão 
 
O trifluoreto de cloro, ClF3, é um gás altamente tóxico, que pode ser usado, por exemplo, 
para converter óxido de níquel, NiO, em fluoreto de níquel, NiF2, segundo a equação 
abaixo: 
 
6NiO(s) + 4ClF3(g) 6NiF2(s) + 2Cl2(g) + 3O2(g) 
 
a) Calcule a massa, em gramas, de NiO necessária para reagir com o gás ClF3, a 25 ºC, 
em um frasco de 1,50 L, considerando que a pressão parcial inicial do ClF3 é de 350 Torr 
e que a conversão é de 80,0 %, quando o equilíbrio foi atingido. 
b) Nas condições descritas no item (a), calcule as pressões parciais, em atm, de todos os 
gases presentes na mistura em equilíbrio. 
c) Calcule o valor da constante de equilíbrio, Kp, para essa reação a 25 
oC. 
d) Explique as principais diferenças entre gases reais e ideais. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
Dados: 
M(NiO) = 74,7 g mol-1 
1 atm = 760 Torr 
 
Gabarito: 
a) 2,53 g 
b) PCl2 = 0,184 atm; PO2 = 0,276 atm; PClF3 = 0,092 atm 
c) 9,9 a 25 ºC 
d) As moléculas de um gás ideal supostamente não ocupam espaços e não se atraem. 
Entretanto, as moléculas reais têm volumes finitos e se atraem. 
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8a. Questão 
 
No processo Solvay, o carbonato de sódio, Na2CO3, é obtido pela decomposição do 
bicarbonato de sódio, NaHCO3, conforme a equação abaixo: 
 
2NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) Kp = 0,23 a 100 
oC 
 
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio, Kp, para a reação do processo Solvay. 
b) Calcule a pressão total, em atm, no equilíbrio quando uma amostra de NaHCO3 for 
parcialmente decomposta em um recipiente fechado a 100 oC. Desconsidere o volume 
ocupado pelos componentes sólidos da reação. 
c) Esboce um gráfico que relacione as pressões parciais dos componentes da reação, em 
função do tempo. 
 
Considere que os gases se comportam idealmente. 
 
 
Gabarito: 
a) 
 .PPK
OHCOp
22

 
b) Ptotal = 0,96 atm 
c) 
 
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9a. Questão 
 
O gás hidrogênio, H2, reage com o dióxido de carbono, CO2, como representado na equação 
abaixo: 
 
H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g) 
 
Em um experimento realizado em laboratório, utilizando um sistema fechado a 2000 K, 
foram encontradas, no equilíbrio, as seguintes concentrações: 0,200 mol L-1 de H2, 0,300 
mol L-1 de CO2, 0,550 mol L
-1 de CO e 0,550 mol L-1 H2O. 
 
Calcule: 
a) O valor de Kc e Kp. 
b) O valor de Kc quando o sistema em equilíbrio acima, for resfriado, sabendo que 30,0 % 
do CO foi convertido a CO2. Justifique a influência da temperatura no Kc. 
 
c) Em outro experimento, 0,500 mol de H2 reagiram com 0,500 mol de CO2 num reator de 
30,00 L, a 2000 K. Calcule a pressão total do sistema no equilíbrio, em atm, nessa 
temperatura. 
 
Considere o comportamento ideal dos gases. 
 
 
Gabarito: 
a) Kc = Kp = 5,04 
b) 0,873 
c) 5,47 atm 
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10a. Questão 
 
O gás amônia, NH3, comumente utilizado em câmaras frigoríficas, é um gás incolor, tóxico 
e corrosivo na presença de umidade, podendo ser altamente perigoso em caso de 
vazamento. A obtenção deste gás foi realizada em um recipiente fechado de 3,5 L, 
conforme representado na equação abaixo: 
 
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Kp = 3,6 x 10
-2 a 500 K 
 
a) Calcule a fração em mol de NH3, no equilíbrio, sabendo que as pressões parciais de N2 
e H2, nesta situação, são 2,0 e 3,0 atm, respectivamente. 
 
b) Esta reação, no equilíbrio, foi perturbada pela adição de 0,10 mol de N2 e 0,15 mol de 
NH3, simultaneamente, a 500 K. Calcule as pressões parciais de todos os componentes 
da mistura no novo equilíbrio, sabendo que houve uma variação de 20 % da quantidade 
inicial de H2. 
 
c) Calcule o valor de Kc a 500 K. 
 
d) Explique o que acontece com o sistema em equilíbrio representado na equação acima, 
nas seguintes situações: 
d1) quando a pressão interna do recipiente for diminuída; 
d2) quando houver uma diminuição da temperatura do sistema, sabendo que esta 
reação é exotérmica. 
 
Considere o comportamento ideal dos gases. 
 
Gabarito: 
a) 0,22 
b) 3,4 atm; 3,6 atm; 2,8 atm 
c) 61 
d) 
d1) Diminuição da Pressão: o sistema desloca para o sentido de restabelecer a 
pressão, logo, para o lado de maior quantidade de moléculas gasosas, SENTIDO 
INVERSO. 
d2) Diminuição da Temperatura: como a reação é exotérmica, o sistema desloca no 
sentido de produzir mais calor, logo, SENTIDO DIRETO. 
 
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) + calor