Lista Equilíbrio Químico (1)

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Universidade Federal de Santa Maria
Centro de Ciências Naturais e Exatas - Departamento de Física
FSC 1028 – Físico-Química A-EQ - Engenharia Química
Profa Maria Alice Santanna
3a Lista de Exercícios 
Equilíbrio Químico
(referência: Capítulo “Equilíbrio Químico”, P. Atkins, Físico-química, Vol. 1, 6ª ou 7ª edições)
A constante de equilíbrio, a 400 K, da isomerização do cis-2-buteno a trans-2-buteno é K = 2,07. Calcular a energia de Gibbs padrão da reação. 
Resposta: -2,42 kJ/mol.
A energia de Gibbs padrão da reação de isomerização do cis-2- penteno a trans-2-penteno, a 400 K, é - 3,67 kJ/mol. Calcular a constante de equilíbrio da isomerização. 
Resposta: 3,01
A energia de Gibbs padrão da reação de decomposição H2O(g) = H2(g) + (1/2)O2 (g) é +118,08 kJ por mol de água, a 2300 K. (a) Qual é a constante de equilíbrio da reação a 2300K e 1,00 bar? (b) Qual é o grau de dissociação (() da H2O, a 2300 K e 1,00 bar? Sugestão: para simplificar o cálculo, utilize a aproximação de que ( é muito menor do que um e, posteriormente, teste a validade dessa aproximação. 
Resposta: (a) 2,08 x 10 –3; (b) 2 %
A 2257 K e 1,00 atm de pressão, a água está 1,77% dissociada no equilíbrio da reação 
2H2O(g) = 2H2(g) + O2 (g)
Calcular: (a) a constante de equilíbrio, (b) a energia de Gibbs padrão de reação e (c) a energia de Gibbs de reação na temperatura mencionada. 
Resposta: (a) 2,85 x 10-6 ; (b) +240 kJ/mol (c) zero.
Verifica-se que, na reação em fase gasosa 2A + B = 3C + 2D, quando se fazem reagir até o equilíbrio 1,00 mol de A, 2,00 mol de B e 1,00 de D, a mistura reacional tem 0,90 mol de C, a 25 (C e 1,00 bar. Calcular: (a) as frações molares de cada espécie no equilíbrio, (b) a constante de equilíbrio (em termos de frações molares) e (c) a energia livre padrão de reação. 
Resposta: (a) 0,087 (A); 0,370 (B); 0,196 (C); 0,348 (D); (b) 0,33; (c) +2,8 kJ/mol.
A energia de Gibbs padrão de formação do NH3(g) é – 16,5 kJ/mol a 298 K. (a) Qual a energia de Gibbs da reação quando as pressões parciais do N2, do H2 e do NH3 (tratados como gases perfeitos) são, respectivamente, 3,0 bar, 1,0 bar e 4,0 bar? (b) Neste caso, qual o sentido do avanço espontâneo da reação? 
Resposta: (a) -14,38 kJ/mol; (b) Sentido da formação dos produtos.
O tetróxido de dinitrogênio está 18,46% dissociado a 25º C e 1,00 bar no equilíbrio: N2O4(g) = 2 NO2(g). Calcule: (a) K a 25oC, (b) a energia de Gibbs padrão de reação, (c) K a 100oC, sabendo que a entalpia padrão de reação é +57,2kJ.mol-1 no intervalo de temperatura considerado. Sugestão: utilize a equação de Vant’Hoff. 
Resposta: (a) 0,1411 (b) +4,855 kJ/mol, (c) 14,546.