Lista de Exercícios Cinética

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Universidade Federal Fluminense 
Instituto de Ciências Exatas – ICEx 
Departamento de Química 
 
 
Lista de Exercícios – Cinética Química 
Química Geral (Profª Julliane Yoneda) 
 
1- Dê as velocidades relativas de desaparecimento de reagentes e formação de produtos para cada uma das 
seguintes reações: 
a) 2O3(g) → 3O2(g) c) 2NO(g) + Br2(g) → 2 NOBr(g) 
b) 2HOF(g) → 2 HF(g) + O2(g) d) N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) 
 
2- Na reação 2O3(g) → 3O2(g), a velocidade de formação de O2 é 1,5x10-3 mol.L-1. s-1. Qual é a velocidade de 
decomposição do O3? 
 
3- Dados experimentais são listados para a reação A → 2 B: 
 
Tempo (s) 0,00 10,0 20,0 30,0 40,0 
[B] mol.L-1 0,00 0,326 0,572 0,750 0,890 
a) Prepare um gráfico com esses dados, calcule a taxa de variação de [B] para cada intervalo de 10 s de 0,0 a 40,0 s. 
A taxa de variação diminui de um intervalo de tempo para o próximo? Justifique. 
b) Como a taxa de variação de [A] está relacionada com a taxa derivação de [B] em cada intervalo? Calcule a taxa de 
variação de [A] no intervalo de 10,0 a 20,0 s. 
c) Qual é a velocidade instantânea quando [B] = 0,750 mol.L-1? 
 
4- A velocidade inicial de uma reação A + B → C foi medida para várias concentrações iniciais diferentes de A e B, e 
os resultados são como seguem: 
 
Experimento [A] (mol.L-1) [B] (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1. s-1) 
1 0,100 0,100 4,0 x 10-5 
2 0,100 0,200 4,0 x 10-5 
3 0,200 0,100 16,0 x 10-5 
 
Usando esses dados, determine: 
a) a lei da velocidade para a reação 
b) a magnitude da constante da reação 
c) a velocidade de reação quando [A] = 0,050 mol. L-1 e [B] = 0,100 mol. L-1. 
 
5- Os seguintes dados foram obtidos para a decomposição na fase gasosa de dióxido de nitrogênio a 300 °C, 
NO2(g) → NO(g) + ½ O2(g): 
 
Tempo (s) 0,0 50,0 100,0 200,0 300,0 
[NO2] mol.L
-1 0,01000 0,00787 0,00649 0,00481 0,00380 
 
A reação é de primeira ou segunda ordem em relação a NO2? 
 
6- A seguinte tabela mostra as constantes de velocidade para o rearranjo de isonitrila de metila a várias 
temperaturas: 
 
Temperatura (°C) 189,7 198,9 230,3 251,2 
k (s-1) 2,52 x 10-5 5,25 x 10-5 6,30 x 10-4 3,16 x 10-3 
 
a) A partir desses dados, calcule a energia de ativação para a reação. 
b) Qual é o valor da constante de velocidade a 430 K? 
 
7- Uma reação A + B → C obedece à seguinte lei de reação: velocidade = k[A]2[B]. 
a) Se [A] é dobrada, como variará a velocidade? A constante de velocidade variará? Justifique sua resposta. 
b) Qual são as ordens de reação para A e B? Qual a ordem de reação total? 
c) Qual a unidade da constante de velocidade? 
 
8- A decomposição de N2O5 em tetracloreto de carbono acontece como segue: 2N2O5 → 4N2 + O2. A lei de 
velocidade é de primeira ordem em N2O5. A 64 °C a constante de velocidade é 4,82 x 10-3 s-1. 
a) Escreva a lei de velocidade para a reação. 
b) Qual é a velocidade de reação quando [N2O5] = 0,0240 mol.L-1? 
c) O que acontece à velocidade quando a concentração de N2O5 é dobrada para 0,0480 mol.L-1? 
 
9- Considere a seguinte reação: 2NO(g) + 2H2(g) → N2(g) + 2H2O(g). 
a) A lei de velocidade para a reação é de primeira ordem em H2 e de segunda ordem em NO. Escreva a lei de 
velocidade. 
b) Se a constante de velocidade para a reação a 1.000K é de 6,0 x 104 mol-2 L2 s-1, qual é a velocidade de reação 
quando [NO]= 0,050 mol.L-1 e [H2]= 0,10 mol.L-1? 
c) Qual é a velocidade de reação a 1.000K quando a concentração de H2 é 0,010 mol.L-1? 
 
10- Você determina que a lei de velocidade para uma reação A → B + C tem a forma, velocidade = k[A]x. Qual é o 
valor de x se 
a) a velocidade triplica quando [A] é triplicada; 
b) a velocidade aumenta oito vezes quando [A] é dobrada; 
c) não existe variação na velocidade quando [A] é triplicada? 
 
11- O íon iodeto reage com o íon hipoclorito (o ingrediente ativo de alvejantes clorados) da seguinte forma: 
OCl - + I - → OI - + Cl - 
Essa reação rápida fornece os seguintes dados de velocidade: 
 
[OCl-], mol.L-1 [I-], mol.L-1 Velocidade, mol.L-1.s-1 
1,5 x 10-3 1,5 x 10-3 1,36 x 10-4 
3,0 x 10-3 1,5 x 10-3 2,72 x 10-4 
1,5 x 10-3 3,0 x 10-3 2,72 x 10-4 
 
a) Escreva a lei de velocidade para essa reação. 
b) Calcule a constante de velocidade. 
c) Calcule a velocidade quando [OCl- ] = 1,0 x 10-3 mol.L-1 e [ I- ] = 5,0 x 10-4 mol.L-1. 
 
12- A reação 2ClO2 (aq) + 2OH – (aq) → ClO3- (aq) + ClO2 – (aq) + H2O(l) foi estudada com os seguintes resultados: 
 
Experimento [ClO2] (mol.L
-1) [OH-] (mol.L-1) Velocidade, mol.L-1.s-1 
1 0,060 0,030 0,02484 
2 0,020 0,030 0,00276 
3 0,020 0,090 0,00828 
 
a) Determine a lei de velocidade para a reação. 
b) Calcule a constante de velocidade. 
c) Calcule a velocidade quando [ClO2] = 0,010 mol.L-1 e [OH-] = 0,015 mol.L-1. 
 
13- Considere a reação na fase gasosa entre óxido nítrico e o bromo a 273 °C: 2NO(g) + Br2 (g) → 2NOBr(g). Os 
seguintes dados para a velocidade inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos: 
 
Experimento [NO] (mol.L-1) [Br2] (mol.L
-1) Velocidade inicial (mol.L-1.s-1) 
1 0,10 0,20 24 
2 0,25 0,20 150 
3 0,10 0,50 60 
4 0,35 0,50 735 
 
a) Determine a lei de velocidade. 
b) Calcule o valor médio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir dos quatro conjuntos de 
dados. 
c) Como a velocidade de aparecimento de NOBr relaciona-se com a velocidade de desaparecimento de Br2? 
d) Qual é a velocidade de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0,075 mol.L-1 e [Br2] = 0,25 mol.L-1. 
 
14- A decomposição na fase gasosa de SO2Cl2, SO2Cl2 (g) → SO2(g) + Cl2(g) é de primeira ordem com relação ao 
SO2Cl2. A 600K a meia-vida para esse processo é igual a 2,3 x 105 s. 
a) Qual é a constante de velocidade a essa temperatura? 
b) A 320 °C a constante de velocidade é 2,2 x 10-5 s-1. Qual é a meia-vida a essa temperatura? 
 
15- Como descrito no exercício anterior, a decomposição do cloreto de sulfurila (SO2Cl2) é um processo de primeira 
ordem. A constante de velocidade para a decomposição a 660 K é 4,5 x 10-2 s-1. 
a) Se começamos com uma pressão inicial de 375 torr, qual é a pressão dessa substância após 65 s? 
b) A qual tempo a pressão de SO2Cl2 (g) cairá para um décimo de seu valor inicial? 
 
16- Para o processo elementar, N2O5 (g) → NO2 (g) + NO3 (g), a energia de ativação (Ea) e ΔE total são 154 kJ/mol e 
136 kJ/mol, respectivamente. 
a) Esboce o perfil de energia para essa reação e rotule Ea e ΔE. 
b) Qual é a energia de ativação para a reação inversa? 
 
17- Com base nas energias de ativação e nas variações de energia, e supondo que todos os fatores de colisão são 
os mesmos, qual das seguintes reações seria a mais lenta? 
a) Ea = 45 kJ/mol; ΔE= -25 kJ/mol; b) Ea = 35 kJ/mol; ΔE= -10 kJ/mol; c) Ea = 55 kJ/mol; ΔE= 10 kJ/mol. 
 
18- A dependência de temperatura da constante de velocidade para a reação: CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g), está 
tabelada como segue: 
Temperatura (K) 600 650 700 750 800 
k (mol-1.L.s-1) 0,028 0,22 1,3 6,0 23,0 
Calcule Ea e A. 
 
19- Qual é molecularidade de cada um dos seguintes processos elementares? Escreva a lei de velocidade para cada 
um. 
a) Cl2(g) → 2Cl(g) c) NO(g) + Cl2(g) → NOCl2(g) 
b) OCl-(g) + H2O(g) → HOCl(g) + OH-(g) 
 
20- Qual é molecularidade de cada um dos seguintes processos elementares? Escreva a lei de velocidade para cada 
um. 
 
 
21- Com base no seguinte perfil de reação, quantos intermediários são formados na reação A → C? Quantos estados 
de transição existem? Qual etapa é a mais rápida? A reação A → C é exotérmica ou endotérmica? 
Energia
Caminho da reação
A
C
B
 
 
22- A reação 2NO(g) + Cl2(g)→ 2NOCl(g) obedece à lei de velocidade, velocidade = k [NO]2 [Cl2]. O seguinte 
mecanismo foi proposto para essa reação: 
NO(g) + Cl2(g)→ NOCl2(g)NOCl2(g) + NO(g)→ 2NOCl(g) 
 
a) Qual seria a lei de velocidade se a primeira etapa fosse a etapa determinante da velocidade? 
b) Com base na lei de velocidade observada, o que você pode concluir sobre as velocidades relativas das duas 
etapas? 
 
23- A oxidação de SO2 e SO3 é catalisada por NO2. A reação procede como a seguir: 
NO2(g) + SO2(g)→ NO(g) + SO3(g) 
2NO(g) + O2(g)→ 2NO2(g) 
 
a) Mostre que as duas reações podem ser somadas para fornecer a oxidação total de SO2 por O2 para dar SO3. 
b) Por que consideramos o NO2 um catalisador, e não um intermediário nessa reação? 
 
 
Respostas: 
 
1) a) -1/2 d[O3]/dt = 1/3 d[O2]/dt 2) 1.10
-3 mol. L-1. s-1 3) a) Sim. b) 0,0123 mol. L-1. s-1 c) 0,0163 mol. L-1. s-1 
4) a) v = k [A]² b) 4.10-3 mol-1. L. s-1 c) 1.10-5 mol. L-1. s-1 5) 2ª ordem 6) a) 157,9 kJ/mol b) 1,2.10-6 s-1 
7) a) A velocidade é 4 x maior. K não varia. b) 2ª ordem, 1ª ordem e 3ª ordem, respectivamente. c) L².s-1.mol-2 
8) a) v = 4,82.10-3 [N2O5] b) 1,16.10
-4 mol. L-1. s-1 c) Dobra 
9) a) v = k [NO]² [H2] b) 15 mol. L
-1. s-1 c)1,5 mol. L-1. s-1 
10) a) 1 b) 3 c) 0 11) a) v = k [OCl-] [I-] b) 60,4 L.mol-1.s-1 c) 3,02.10-5 mol. L-1.s-1 
12) a) v = k [ClO2]²[OH
-] b) 230 M-2.s-1 c) 3,45.10-4 mol. L-1. s-1 
13) a) v = k [NO]²[Br2] b) 1,2.10
4 L².mol-2.s-1 c) –d[Br2]/dt = ½ d[NOBr]/dt d) 8,4 mol. L
-1. s-1 
14) a) 3,01.10-6 s-1 b) 3,15.104 s 15) a) 20,12 torr b) 51,2 s 16) b) 18 kJ/mol 17) c 
18) a) 1,34.102 kJ/mol e 1,2.1010 19) a) unimolecular b) bimolecular c) bimolecular 
20) a) bimolecular b) unimolecular c) unimolecular 21) Um, dois, B → C, exotérmica 
22) a) v = k [NO] [Cl2] b) Que a segunda etapa deve ser a mais lenta. 23) b) Porque participa do mecanismo sem ser 
consumido.