Exercícios Resolvidos Polígrafo QGT - Equilíbrio Químico

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UFRGS - INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÂNICA 
QUÍMICA GERAL TEÓRICA – QUI01004 
EXERCÍCIOS SOBRE EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
 Q U E S T I O N Á R I O 
 
1. Como é possível deduzir uma expressão geral para a constante de equilíbrio utilizando a lei da ação das 
massas para reações elementares? 
 
2. Como se sabe que uma reação química em sistema fechado atingiu o estado de equilíbrio? 
 
3. Quais as características do estado de equilíbrio? 
 
4. Que relação se pode estabelecer entre o valor de K e a viabilidade termodinâmica de uma reação? 
 
5. Qual a relação entre o valor da constante de equilíbrio e a escolha da equação química que representa o 
processo ? E quando há combinações de equilíbrios? 
 
6. Quais as formas usuais de representar a constante de equilíbrio 
 
7. Explique a diferença entre Q (quociente de reação) e K. 
 
 
 P R O B L E M A S 
 
1. Expresse a constante de equilíbrio para as equações abaixo: 
1.1. NH4NO2(s) N2(g) + 2 H2O(g) 1.3. 4 Fe(s) + 3 O2(g) 2 Fe2O3(s) 
 
1.2. FeO(s) + H2(g) Fe(s) + H2O(g) 
 
2. Explique em termos de Q, K e ΔG o que acontece com o equilíbrio NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) 
quando a) NH3 é adicionado; b) NH4HS é adicionado; c) gás inerte é adicionado a P e T constantes; d) 
H2S é retirado. 
 
3. A 2727 0C o Kc para a reação Cl2(g) 2 Cl(g) vale 0,37. No equilíbrio, em sistema fechado, a 
pressão de Cl2 é 0,86 atm. Qual a pressão parcial de Cl no recipiente? 
 
4. O valor de Kp a 3770C para a reação 3 H2(g) + N2(g) 2 NH3(g) é 1,2. Calcule Kc para a equação 
NH3(g) 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g). 
 
5. Um recipiente é carregado com 0,50 atm de N2O4 e 0,50 atm de NO2 a 250C. Após atingido o 
equilíbrio, representado pela equação N2O4(g) 2 NO2(g), a pressão parcial do N2O4 é 0,60 atm. 
Calcule Kp a 250C. 
 
6. Uma mistura de 0,100 mol de NO, 0,050 mol de H2 e 0,100 mol de H2O é colocada num recipiente 
fechado de 1,00 litro. Após certo tempo é estabelecido o equilíbrio: 
2 NO(g) + 2 H2(g) N2(g) + 2 H2O(g) 
 No equilíbrio a concentração de NO é 0,062 mol/L. Calcule Kc. 
 
7. A 12850C a constante de equilíbrio para a reação Br2(g) 2 Br(g) é Kc = 1,04.10-3. Um frasco de 
0,200 L, contendo uma mistura em equilíbrio dos gases, apresenta 0,245 g de bromo gasoso, Br2(g). Qual 
a massa de Br(g) presente? 
 
 
 
8. Uma amostra de 0,831g de SO3 é colocada num recipiente evacuado de 1,00 litro e aquecida a 1100 K. 
O anidrido sulfúrico sofre decomposição de acordo com a equação: 
2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g) 
 No equilíbrio a pressão total no recipiente é 1,300 atm. Calcule Kc e Kp para o processo a 1100 K. 
 
9. PCl5 puro é introduzido em uma câmara evacuada, atingindo o equilíbrio a 2500C e 2,00 atm, segundo 
a equação PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g). A mistura em equilíbrio contém 40,7% em volume de cloro. 
 
a1. Qual o valor de Kp a 2500C? 
a2. Quais as pressões parciais de PCl5 e PCl3 no equilíbrio? 
 
b) Se a mistura gasosa é expandida a 2500C até uma pressão de 0,200 atm, calcule: 
 b1. a pressão parcial de cloro no novo equilíbrio. 
b2. a % em volume de cloro no novo equilíbrio. 
b3. a % de pentacloreto de fósforo dissociado no novo equilíbrio. 
 
10. A 308 K o Kp para a reação N2O4(g) 2 NO2(g) é 0,249. Quais as pressões parciais dos dois 
gases no equilíbrio? Calcule o grau de dissociação de tetróxido de dinitrogênio a 308 K e pressão total de 
2,00 atm. 
 
11. Sabendo-se que a 250C e pressão total de 0,25 atm o brometo de nitrosila está 34% dissociado, calcule 
o valor de Kp a 250C para a reação representada pela equação: 
2 NOBr(g) 2 NO(g) + Br2(g) 
 
12. Uma mistura de H2 , I2 e HI em equilíbrio para a reação de formação de HI a 4580C contém 2,24.10-2 
mol/L de H2, 2,24.10-2 mol/L de I2 e 0,155 mol/L de HI num recipiente de 5,00 litros. Qual a condição 
final de equilíbrio quando este é restabelecido após a adição de 0,100 mol de HI? 
 
13. Um recipiente fechado contém 1,0 mol de BaCO3, 1,0 mol de BaO e 1,0 mol de CO2 em equilíbrio, 
segundo a equação BaCO3(s) BaO(s) + CO2(g). Se meio mol de CO2 for adicionado ao sistema, o 
que acontecerá com as quantidades das três substâncias presentes, supondo volume constante? 
 
14. A 21,80C a constante de equilíbrio Kc da reação representada pela equação 
NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g) apresenta o valor 1,2.10-4. Calcule as concentrações de equilíbrio de 
amônia e sulfeto de hidrogênio se uma amostra do sólido é colocada num frasco fechado e se permite que 
haja decomposição até o estabelecimento do equilíbrio a 21,80C. 
 
15. Carbamato de amônio, NH4CO2NH2(s), decompõe-se por aquecimento segundo a equação 
NH4CO2NH2(s) 2 NH3(g) + CO2(g). Colocando-se uma certa quantidade do sólido num frasco 
rígido a 250C, constata-se que a pressão total de equilíbrio é 0,117 atm. Qual o valor de Kp para a 
equação dada? Qual deve ser a pressão adicional de CO2 para que, no novo equilíbrio, a pressão de NH3 
reduza-se à metade do valor original? 
 
16. A uma certa temperatura Kc = 7,5 para a reação representada pela equação: 2 NO2(g) N2O4(g) 
Se 2,0 mols de NO2 são colocados num frasco de 2,00 litros para reagir, quais serão as concentrações de 
equilíbrio de NO2 e N2O4? Quais serão as novas concentrações de equilíbrio se o volume do frasco for 
dobrado? 
 
17. A 1200 K, temperatura aproximada dos gases de exaustão dos automóveis, a constante Kp para a 
reação 2 CO2(g 2 CO(g) + O2(g) é 1,0.10-3. Supondo que o gás do escapamento (pressão total 
= l,0 atm) contém percentagens volumétricas de CO, CO2 e O2 respectivamente iguais a 0,20%, 12% e 
 
 
3,0%, pergunta-se: a) o sistema está em equilíbrio? b) Se não estiver, como irá se comportar o sistema até 
atingir o estado de equilíbrio? 
 
18. A 700 K a constante de equilíbrio Kp para a reação 2 NO(g) + Cl2(g) 2 NOCl(g) apresenta o 
valor 0,26. Preveja o comportamento das seguintes misturas, na mesma temperatura: 
 
 PNO P(Cl2) PNOCl 
a) 0,15 atm 0,31 atm 0,11 atm 
b) 0,12 atm 0,10 atm 0,050 atm 
c) 0,15 atm 0,20 atm 0,0050 atm 
 
19. Uma mistura gasosa contém 0,30 mol/L de SO2, 0,16 mol/L de Cl2 e 0,50 mol/L de cloreto de 
sulfurila, SO2Cl2. Se Kc = 0,011 para o equilíbrio representado pela equação: 
SO2Cl2(g) SO2(g) + Cl2(g), 
Pergunta-se: a) o sistema está em equilíbrio? b) se não estiver, em que sentido deve evoluir a reação até 
atingir o equilíbrio? 
 
20. A 1000 K o Kp para a reação I2(g) 2 I(g) é 3,1.10-3. Observa-se que, num recipiente selado a 
1000 K, a pressão de I2 é 0,21 atm e a de I(g) é 0,030 atm. a) O sistema está em equilíbrio? b) se não 
estiver, a pressão parcial de I2 aumenta ou diminui à medida que se aproxima o estado de equilíbrio? 
 
21. Em sistema fechado a 250C a reação TiCl4(g) Ti(s) + 2 Cl2(g) é endotérmica. O que acontece 
com o grau de avanço do ponto de equilíbrio quando a temperatura é aumentada? 
 
22. 1,50 mol de POCl3 é colocado num recipiente de 0,500 litro a 4000C, estabelecendo-se o equilíbrio 
segundo a equação POCl3(g) POCl(g) + Cl2(g) com Kc = 0,248. Calcule o número de mols de 
POCl que deve ser adicionado ao sistema de maneira a produzir uma concentração de equilíbrio de Cl2 
igual a 0,500 mol/L. 
 
RESPOSTAS 
1.1 Kc = [N2] [H2O] 1.2 Kc = [H2O] / [N2] 1.3 Kc = 1 / [O2]3 13. BaCO3 = 1,5 mol BaO = 0,5 mol 
2. a) Q > K; ΔG > 0; R ← P CO2 = 1 mol 
 b) Q = K; sem deslocamento 14. [H2S] = [NH3] = 0,0110 mol/L 
 c) Q < K; ΔG < 0; R → P 15. KP = 2,37.10-4 P adicional = 0,136 atm 
 d) Q < K; ΔG < 0; R → P 16. Eq. 1: [NO2] = 0,228 mol/L 
3. 8,9 atm [N2O4] = 0,386 mol/l 
4. 0,017 Eq. 2: [NO2] = 0,152 mol/L 
5. 0,15 [N2O4] = 0,174 mol/l 
6. 6,5.10217. a) Q = 8,3.10-6 Q<K não equilíbrio 
7. 0,0451 g b) reação sentido R→ P 
8. Kc = 4,44.10-2 18. a) Q = 1,73 > K R ← P 
9. a) PPCl5 = 0,372 atm PPCl3 = PCl2 = 0,814 atm b) Q = 1,74 > K R ← P 
10. 17,4 % c) Q = 0,00556 < K R→ P 
11. 1.10-2 19. a) Q = 0,096 > K não equil. b) R ← P 
12. [H2] = [I2] = 0,02464 mol/L [HI] = 0,1705 mol/L 20. a) Q = 4,3.10-3 > K não equil. 
 b) pressão de I2 aumenta 
 21. grau de avanço aumenta 
 22. 0,370 mol