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4ª Lista de Exercícios de Química Geral II – Cinética e Teoria das Colisões Instituto de Química – UFRJ Departamento de Química Geral e Inorgânica Química Geral II - IQG120 Professora Fernanda Arruda 1) Quais os 4 fatores que controlam a velocidade das reações químicas? 2) Defina e explique o significado dos termos: a) velocidade da reação b) lei de velocidade c) constante de velocidade d) ordem de reação global e de uma substância e) energia de ativação f) estado de transição g) complexo ativado h) catalisador 3) Como a teoria das colisões explica que a velocidade de uma reação aumenta quando se aumenta a concentração de um reagente? 4) Para a reação, 2NO + Br2 → 2NOBr, pode-se sugerir o mecanismo: NO + Br2 → 2NOBr2 NOBr2 + NO → 2NOBr a) Qual a lei de velocidade se a primeira reação for a etapa lenta? b) Qual a lei de velocidade se a segunda etapa for a etapa lenta? c) Por que não se aceita um mecanismo de uma única etapa 2NO + Br2 → 2NOBr? 5) Para a reação NO2(g) + CO(g) → CO2(g) + NO(g) propõe-se o mecanismo: NO2(g) + NO2(g) → NO3(g) + NO(g) (lenta) NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) (rápida) Explique porque a reação é de ordem zero em relação ao CO. 4ª Lista de Exercícios de Química Geral II – Cinética e Teoria das Colisões 6) Para a reação NO2(g) + O3(g) → NO3(g) + O2(g) temos: [NO2]0/M [O3]0/M ν0/M s-1 5,0x10-5 1,0x10-5 0,022 5,0x10-5 2,0x10-5 0,044 2,5x10-5 2,0x10-5 0,022 Qual a lei de velocidade? Calcule a constante de velocidade. R: V = [NO2]0.[O3]1 7) Para a reação 2 NO (g) + Cl2 (g) → 2 NOCl(g), tem-se: Experimento [NO]0/M [Cl2]0/M ν0/M s-1 1 0,250 0,250 1,43 2 0,500 0,250 5,72 3 0,250 0,500 2,86 4 0,500 0,500 11,4 Qual a lei de velocidade quando se compara: a) Experimentos 1 e 2; R: V= [NO]2.[Cl2]0 b) Experimentos 1 e 3; R: V = [NO]0.[Cl2]1 c) Experimentos 1 e 4. V = [NO]2.[Cl2]1 8) A velocidade da reação entre CO e NO2: CO (g) + NO2 (g) → CO2 (g) + NO (g), foi estudada a 540 K, começando com várias concentrações de CO e NO2 e, assim, foram coletados dados, descritos na Tabela a seguir. Determine a equação de velocidade. Experimento [NO]0/M [Cl2]0/M ν0/M s-1 1 5,1 0,35 3,4 2 5,1 0,70 6,8 3 5,1 0,175 1,7 4 10,2 0,35 6,8 5 15,3 0,35 10,2 R: V = [CO].[NO2] 9) Explique porque o aumento da temperatura aumenta a velocidade de uma reação. 4ª Lista de Exercícios de Química Geral II – Cinética e Teoria das Colisões 10) Qual o efeito de um catalisador sobre: a) o calor da reação b) o estado de transição 11) Para a reação CHI3(g) + HI(g) → CH4(g) + I2(g) a constante de velocidade a 200 ºC é 1,32x10-2M-1s-1 e a 275 ºC é 1,64 M-1s-1. Qual a energia de ativação? 12) Faça o gráfico para as distribuição de Maxwell [(1/N)(dn/dE) X E] em duas temperaturas diferentes. Com base neste gráfico, explique porque uma reação aumenta a sua velocidade com o aumento da temperatura. 13) Como pode-se saber que nem todas as colisões entre as moléculas de reagentes conduzem a um processo químico? O que determina se uma colisão particular é efetiva? 14) Por que é necessário determinar experimentalmente a lei de velocidade para uma reação? Por que não se pode usar os coeficientes da equação global balanceada para deduzir a lei de velocidades? 15) As duas etapas elementares seguintes constituem o mecanismo proposto para a reação de conversão do ozônio, O3, no O2: O3(g) O2(g) + O(g) O3(g) + O(g) 2 O2(g) De a molecularidade de cada etapa do mecanismo. Escreva a equação da reação global. Identifique os intermediários (se houver).
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