Lista 05 Cinética Química (1) RESPONDIDA

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QUÍMICA APLICADA A ENGENHARIA
 Núcleo de Engenharias
 Prof Dr. : Milton Ferreira
Estudo Dirigido VII
Sugestão de estudo: 
Livro: Química Geral - Fundamentos,
 Autor: Daltamir Justino Maia
Editor Pearson.
CINÉTICA QUÍMICA
1. O NO2 proveniente dos escapamentos dos veículos automotores é também responsável pela destruição da camada de ozônio. As reações que podem ocorrer no ar poluído pelo NO2, com o ozônio, estão representadas pelas equações químicas I e II, e pela equação química global III.
I - NO2(g) + O3(g) → NO3(g) + O2(g) (etapa lenta)
II - NO3(g) + NO2(g) → N2O5(g) (etapa rápida)
III - 2NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g) (equação química global)
Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre cinética química, pode-se afirmar:
a) A expressão de velocidade para a equação química global III é representada por V = k[NO2][O3].
b) A adição de catalisador às etapas I e II não altera a velocidade da reação III.
c) Duplicando-se a concentração molar de NO2(g) a velocidade da reação quadruplica.
d) A velocidade das reações químicas exotérmicas aumentam com a elevação da temperatura.
e) A equação química III representa uma reação elementar.
c) Duplicando-se a concentração molar de NO2(g) a velocidade da reação quadruplica. - Falso, a velocidade da reação dobraria também, uma vez que o NO2 está elevado a primeira potência.
d) A velocidade das reações químicas exotérmicas aumentam com a elevação da temperatura. - Falso, isso ocorre para reações endotérmicas. 
e) A equação química III representa uma reação elementar. - Falso, a reação ocorre em mais de uma etapa.
   Portanto, a correta é a alternativa A.
2. A água oxigenada é empregada, freqüentemente, como agente microbicida de ação oxidante local. A liberação do oxigênio, que ocorre durante a sua decomposição, é acelerada por uma enzima presente no sangue. Na limpeza de um ferimento, esse microbicida liberou, ao se decompor, 1,6 g de oxigênio por segundo. Nessas condições, a velocidade de decomposição da água oxigenada, em mol/min, é igual a:
a) 6,0
b) 5,4
c) 3,4
d) 1,7
1,6 gramas---------------1 segundo
x-----------------------------60 segundos
x=96 gramas por minutos
1 mol elemento-------------16 gramas
x---------------------------------96 gramas
x= 6 mol
3. Em geral, reação química não ocorre toda vez que acontece uma colisão entre espécies potencialmente reativas. A reação ocorre quando as espécies reativas possuem um mínimo de energia no momento da colisão. É uma barreira que as espécies que colidem devem suplantar para produzir os produtos. Esse mínimo de energia denomina-se energia de
a) reação.
b) ativação.
c) dissociação.
d) ionização.
e) combustão.
Letra b
É a chamada energia de ativação, a energia mínima que os reagentes devem ter para que as colisões sejam realmente efetivas.
4. A água atua com maior intensidade (maior rapidez de reação) sobre o ferro quando ela
a) está quente e o ferro, em barras, está à temperatura ambiente.
b) é vapor e o ferro, em limalha, está aquecido.
c) está fria e o ferro, em barras, está frio.
d) é sólida e o ferro, em limalha, está aquecido.
e) é vapor e o ferro, em limalha, está à temperatura ambiente.
 (B) É vapor e o ferro em limalha está aquecido. 
5. Um prego de ferro foi colocado em uma solução aquosa ácida e aconteceu a reação representada pela equação:
Fe(s) + 2H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g)
Para tornar essa reação mais rápida, pode-se repetir o experimento fazendo o seguinte:
I. aquecer a solução de ácido
II. usar solução de ácido mais diluída
III. triturar o prego
A rapidez SOMENTE é aumentada quando se realiza
a) I
b) II
c) III
d) I e II
e) I e III
Letra E. 
Ao aquecer a solução ácida, aumenta-se a velocidade das partículas (no caso, íons), fazendo com que ocorram mais colisões e com maior velocidade, sendo mais fácil de ocorrer colisões efetivas. 
Ao triturar-se o prego, aumenta-se a área de contato.
6. Muitas das reações químicas que ocorrem no nosso organismo, nas indústrias químicas e na atmosfera são afetadas por certos catalisadores. Por exemplo, no homem, as enzimas são os catalisadores das reações bioquímicas. A função destes nas reações químicas é:
a) diminuir a energia de ativação da reação.
b) tornar espontânea uma reação não espontânea.
c) deslocar o equilíbrio da reação.
d) diminuir a entalpia total de uma reação.
Os catalisadores visam diminuir a energia de ativação das reações químicas. letra A
7. Em vários processos industriais é de grande importância o controle da velocidade das reações químicas envolvidas. Em relação à cinética das reações químicas, podemos afirmar que:
(01) o aumento da concentração dos reagentes diminui a velocidade das reações.
(02) a velocidade de uma reação independe da superfície de contato.
(04) em geral, o aumento da temperatura leva a um aumento da velocidade das reações químicas.
(08) um catalisador tem como função diminuir a energia de ativação e, conseqüentemente, aumentar a velocidade da reação.
(16) as enzimas são proteínas que atuam como catalisadores biológicos.
(32) para que uma reação se processe rapidamente, é necessário que as moléculas de reagentes não colidam entre si.
(64) a concentração de apenas um reagente não influencia a velocidade de uma reação química.
 01 - errada, o aumento dos reagentes, aumenta a velocidade para tender ao equilibrio com a formacao dos produtos. 
02 errada, quanto maior a superficie de contato, maior sera a reacao envolvida 
04 correta, em geral com o aumento da temperatura, ocorre maior agitamento das moleculas e por si maior rendimento da reacao. 
08 correta, o catalisador diminui a energia de ativacao, e assim a reacao rapidamente ocorrerá. 
16 correta, as enzinas sao sim catalisadores biologicos 
32 errada,,,a colisao das moleculas, faz o processo ocorrer rapidamente 
64 errada,,a concentracao de qq reagente influencia sim a reacao. 
8. O trióxido de enxofre SO3, matéria-prima para fabricação do ácido sulfúrico H2SO4, é preparado através da oxidação de enxofre, em presença de catalisador, conforme a reação abaixo:
SO2(g) + ½ O2(g) SO3(g) 
Considerando a reação simples e elementar, marque a opção correta:
a) a reação é de primeira ordem em relação ao SO2.
b) aumentando à temperatura, diminui a velocidade de formação do SO3.
c) a reação é de terceira ordem em relação aos reagentes.
d) aumentando a temperatura, diminui a energia cinética média das moléculas.
e) a velocidade de desaparecimento do SO2 é a metade da velocidade de desaparecimento do O2.
Letra (A)
9. O ácido oxálico, H2C2O4, reage com o íon permanganato (MnO4–) formando CO2 e H2O conforme a equação abaixo.
2 MnO4(aq) + 5 H2C2O4(aq) + 6 H+(aq) 2 Mn2+(aq) + 10 CO2(g) + 8 H2O
Sabendo que a lei cinética da reação é v = k [MnO4–] . [H2C2O4], são apresentadas as afirmações abaixo.
I. A ordem em relação a cada reagente é igual a 1 e a ordem global da reação é igual a 2.
II. A velocidade inicial da reação triplica quando a concentração inicial do íon permanganato é triplicada.
III. Quando a concentração inicial do ácido oxálico é duplicada, a velocidade da reação quadruplica.
IV. O íon permanganato sofre oxidação, sendo, por esta razão, o agente redutor, enquanto o ácido oxálico é o agente oxidante.
Estão corretas apenas as afirmativas
a) Apenas I e II.
b) Apenas I e III.
c) Apenas I, II e IV.
d) Apenas II, III e IV.
e) I, II, III e IV.
 I - Verdadeira. A ordem da reação em relação a cada reagente é dada como expoente na concentração do reagente na equação. Como em nenhum dos reagentes aparece um expoente, ele é =1. A ordem da reação é a soma da ordem em relação a cada reagente, e portanto, 1+1 = 2. 
II - Verdadeira. Como a reação é de ordem 1 em relação ao permanganato, ao triplicar a concentração do permanganato, só estamos inserindo o termo "x3" na equação de velocidade, e, portanto, triplicamos a velocidade. 
III - Falsa. A ordem de reação em relação ao ácido oxálico também é 1,então, ao duplicar sua concentração, só estaremos duplicando a velocidade. 
IV - Falsa. O manganês passa do estado +7 para o estado +2, e portanto, ele reduz, não oxida. 
Então, a resposta é a letra A.
10. Considere a equação genérica representada por: 
2A + B 1/2 C + D + 2E.
É correto afirmar que a velocidade de formação de:
a) E é igual à velocidade de desaparecimento de B.
b) D é igual à velocidade de desaparecimento de A.
c) C é igual à velocidade de desaparecimento de B.
d) C é igual à velocidade de desaparecimento de A.
e) D é igual à velocidade de desaparecimento de B.
a) Errada, pois a velocidade de formacao de E eh igual ao dobro da velocidade de desaparecimento de B 
b) Errada, pois a velocidade de formacao de D eh igual a metade da velocidade de desaparecimento de A 
c) Errada, pois a velocidade de formacao de C eh igual a metade da velocidade de desaparecimento de B 
d) Errada, pois a velocidade de formacao de C eh igual a um quarto da velocidade de desaparecimento de A 
e) Correta 
11. Considerando que a reação:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(I) ocorra numa única etapa, pode-se afirmar que:
a) A soma das velocidades de consumo do CH4(g) e O2(g) é igual à velocidade de formação da água.
b) A velocidade de consumo do O2(g) é a metade da velocidade de formação do CO2(g).
c) A velocidade de consumo do CH4(g) é igual à velocidade de formação do CO2(g).
d) A velocidade da reação é dada por V = K[CH4(g)] ⋅ [O2(g)].
e) A reação é de primeira ordem.
a) Errada, a soma das velocidades de consumo do CH4(g) e O2(g) eh igual uma vez e meia a velocidade de formacao da agua 
b) Errada, velocidade de consumo do O2(g) é o dobro da velocidade de formação do CO2(g) 
c) Correta 
d) Errada, a velocidade da reação é dada por V = K[CH4].[O2]² 
e) Errada, a reacao eh de terceira ordem 
 resposta: Letra C 
12. No interior das células do organismo humano, existe uma substância denominada catalase, que atua como catalisador na decomposição da água oxigenada. Com base nessa equação e nos conhecimentos sobre cinética química, é correto afirmar:
a) A catalase é consumida durante a reação.
b) A catalase acelera a decomposição da água oxigenada, aumentando a energia de ativação da reação.
c) A catalase possibilita a diminuição de energia de ativação da etapa determinante da velocidade de reação.
d) O aumento da concentração de água oxigenada diminui a velocidade da reação.
e) O aumento da temperatura favorece a decomposição da água oxigenada.
 a) Errada, a catalase é consumida e depois produzida em outra etapa da reação 
b) Errada, catalase acelera a decomposição da água oxigenada, diminuindo a energia de ativação da reação 
c) Errada, a catalase possibilita a diminuição de energia de ativação da etapa determinante da velocidade e na etapa que nao determina de reação 
d) Errada, aumento da concentração de água oxigenada aumenta a velocidade da reação 
e) Correta, com o aumento de temperatura, ha um maior grau de agitacao das moleculas, desta maneira aumentando o numero de colisoes efetivas, assim aumentando a velocidade da reacao 
resposta: Letra E 
13. A formação do dióxido de carbono (CO2) pode ser representada pela equação:
C(s) + O2(g) CO2(g)
Se a velocidade de formação do CO2 for de 4 mol/minuto, o consumo de oxigênio, em mol/minuto, será:
a) 8. 
b) 16. 
c) 2. 
d) 12. 
e) 4.
Pela equação conseguimos ver que cada mol de CO2 formado consome 1 mol de O2. Ou seja, a relação estequiométrica entre eles é de 1 pra 1 (1:1).
Por regra de 3, é fácil ver que para formar 4 mols de CO2 em um minuto é consumido 4 mols de O2 nesse msm tempo.
O2 ---- CO2
  1 ------ 1
  X ----- 4
x = 4 mols/min
14. Uma certa reação química é representada pela equação:
2 A(g) + 2 B(g) C(g)
em que A, B e C significam as espécies químicas que são colocadas para reagir. Verificou-se experimentalmente numa certa temperatura que a velocidade desta reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie A, mas não depende das concentrações das espécies B e C. Indique a opção que contém, respectivamente, a expressão correta da velocidade e o valor correto da ordem da reação:
a) v = k [A]2 [B]2 e 4. 
b) v = k [A]2 [B]2 e 3. 
c) v = k [A]2 [B]2 e 2. 
d) v = k [A]2 e 4. 
e) v = k [A]2 e 2.
Alternativa E
v = k [A]2. [B]0
1= 1. 1 .1
4= 1. 2². 1
V=K[A]²
Essa reação é de segunda ordem (ou a ordem é igual a 2).
15. Foram obtidos os seguintes dados experimentais para a reação X + Y Z:
	[x] (mol / L)
	[y] (mol / L)
	v (mol / L . s)
	0,15
	0,15
	9
	0,15
	0,30
	18
	0,30
	0,15
	36
Qual a expressão da lei de velocidade da reação? A) V=K[X]²[Y]
Qual o valor da constante de velocidade dessa reação? 
V=K[X]²[Y]
9=K.(0,15)²(0,15)
k=2,72 L/ mol
16. Considere os dados experimentais abaixo relativos a uma determinada reação química, obtidos a mesma temperatura,
	
	[A] inicial M
	Velocidade inicial, M. min-1
	1ª experiência
	1,20
	4,68 x 103
	2ª experiência
	3,60
	4,21 x 104
Podemos afirmar que o valor numérico da constante de velocidade da reação é:
3,25 x 10-2
3,25 x 102
0,325 x 10-3
3,78 x 10-2
3,90 x 10-2
Trata-se de uma questão de lei de velocidade:
v = k.[A]^n
Para saber o valor de k e o valor da ordem (n), devemos fazer:
Experiência 1: 4,25.10^(-4) = k.(1)^n
Logo, k = 4,25.10^(-4) ---> A unidade eu deixo com para vc analisar.
Experiência 2: 1,7.10^(-3) = k.(2)^n
Divida a experiência I com II:
(4,25.10^(-4))/(1,7.10^(-3)) = (1/2)^n
(Resolvendo ...)
n = 2
Vale lembrar que a unidade de k depende do expoente de n, já que as unidades irão ser elevadas a 2.
Observando os itens vemos que a D é a correta.
17. Com base no Gráfico da variação da concentração de reagentes e produtos da reação 2N2O5(g) → 4NO2(g) + 1O2(g), Calcule a velocidade média entre 200 e 400 segundos e a velocidade instantânea no tempo de 300 segundos.