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Faculdade de Tecnologia de Campinas - Tecnologia em Processos Químicos Disciplina: Físico-química Lista 05 - Cinética 1) Complete as afirmações seguintes, relativas à produção de amônia pelo processo Haber, para o qual a reação global é N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g). a) A velocidade de decomposição de N2 é ______________vezes a velocidade de decomposição de H2. R. um terço b) A velocidade de formação de NH3 é ____________vezes a velocidade de decomposição de H2. R. dois terços c) A velocidade de formação de NH3 é _____________vezes a velocidade de decomposição de N2. R. duas 2) a) A velocidade de formação de íons dicromato é 0,14 mol/L.s na reação 2 CrO4 2- (aq) + 2 H + (aq) → Cr2O7 2- (aq) + H2O(l). Qual é a velocidade de reação dos íons cromiato? b) Qual é a velocidade da reação? R. a) 0,28 (mol CrO4 2- )/L.s b) 0,14 mol/L.s 3) Uma amostra de 0,15 g de H2 e uma amostra de 0,32 g de I2 são confinadas em um recipiente de reação de 500 mL e aquecidas a 700 K, onde elas reagem por um processo de segunda ordem (primeira ordem em cada reagentes), com k = 0,063 L/mol.s. a) Qual é a velocidade inicial de reação? b) Por qual fator a velocidade de reação aumentará se a concentração de H2 presente na mistura for dobrada? R. a) 2,4.10 -5 mol/L.s b) fator de 2 4) Na reação CH3Br(aq) + OH - (aq) → CH3OH(aq) + Br - (aq), quando apenas a concentração de OH - foi dobrada, a velocidade dobrou; quando a concentração de CH3Br foi aumentada por um fator de 1,2, a velocidade aumentou de 1,2. Escreva a lei de velocidade para a reação. R. velocidade = k[CH3Br][OH - ] 5) Os seguintes dados foram obtidos para a reação A + B + C → produtos: Concentração inicial mmol/L Experimento [A]0 [B]0 [C]0 Velocidade inicial (mmol/L.s) 1 1,25 1,25 1,25 8,7 2 2,50 1,25 1,25 17,4 3 1,25 3,02 1,25 50,8 4 1,25 3,02 3,75 457 5 3,01 1,00 1,15 ? a) Escreva a lei de velocidade para a reação. b) Qual é a ordem da reação? c) Dos dados, determine o valor da constante de velocidade. d) Use os dados para predizer a velocidade de reação para o experimento 5. R. a) velocidade = k [A][B] 2 [C] 2 , b) a ordem total é 5, c) 2,85.10 12 L 4 /mol 4 .s, d) 1,13.10 -2 mol/L.s 6) O pentóxido de dinitrogênio, N2O5, se decompõe por uma cinética de primeira ordem com uma constante de velocidade de 3,7.10 -5 s -1 a 298 K. a) Qual é a meia-vida (em horas) para a decomposição de N2O5 a 298 K? b) Se [N2O5]0 = 2,33.10 -2 mol/L, qual será a concentração de N2O5 após 2 h? c) Quanto tempo (em minutos) passará até que a concentração de N2O5 decresça de 2,33.10 -2 mol/L para 1,76.10 -2 mol/L? R. a) 5,2 h, b) 1,79.10 -2 mol/L, c) 1,26.10 2 min 7) O cloreto de sulfurila, SO2Cl2, se decompõe por uma cinética de primeira ordem e k = 2,81.10 -3 min -1 a uma certa temperatura. a) Determine a meia-vida para a reação. b) Determine o tempo necessário para a concentração de uma amostra de SO2Cl2 decrescer a 10% de sua concentração inicial. c) Se uma amostra de 14,0 g de SO2Cl2 for selada em um recipiente de reação de 2,500 L e aquecida à temperatura especificada, que massa restará após 1,5 h? R. a) 247 min, b) 819 min, c) 10,9 g 8) O mecanismo seguinte foi proposto para a reação entre o óxido nítrico e o bromo: Passo 1: NO + Br2 → NOBr2 (lenta) Passo 2: NOBr2 + NO → 2 NOBr (rápida) Escreva a lei de velocidade sugerida por esse mecanismo. 9) Para a reação reversível e em uma etapa 2A → B + C, a constante de velocidade para a reação direta é 256 L/mol.min e a constante de velocidade para a reação inversa é 392 L/mol.min. A energia de ativação para a reação direta é 39,7 kJ/mol e para a inversa, 25,4 kJ/mol. 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? R. a) 0,676, b) endotérmica.