12EXERCÍCIOS EQUILÍBRIO QUÍMICO

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UFRGS - INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA INORGÂNICA 
QUÍMICA GERAL TEÓRICA – QUI01004 
EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
 
 
QUESTIONÁRIO 
 
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. 
 
 
 
EXERCÍCIOS 
 
1. Expresse a constante de equilíbrio para as equações abaixo: 
a) NH4NO2 (s) N2 (g) + 2 H2O (g) 
b) FeO (s) + H2 (g) Fe (s) + H2O (g) 
c) 4 Fe (s) + 3 O2 (g) 2 Fe2O3 (s) 
 
2. Explique em termos de Q, K e DG 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 ºC 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 377 ºC 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 25 
ºC. Após atingido o equilíbrio, representado pela equação N2O4 (g) 2 NO2 (g), 
a pressão parcial do N2O4 é 0,60 atm. Calcule Kp a 25 ºC. 
 
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) 
Neste equilíbrio, a concentração de NO é 0,062 mol/L. Calcule Kc. 
 
7. A 1285 ºC a constante de equilíbrio para a reação Br2 (g) 2 Br (g) é Kc = 
1,04 x 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 0,831 g 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 250 ºC e 2,00 atm, segundo a equação PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g). A mistura 
em equilíbrio contém 40,7% em volume de cloro. 
a) Quais as pressões parciais de PCl5 e PCl3 no equilíbrio? 
b) Qual o valor de Kp a 250 ºC? 
c) Se a mistura gasosa é expandida a 250 ºC até uma pressão de 0,200 atm, 
calcule: 
c1) a pressão parcial de cloro no novo equilíbrio 
c2) a % em volume de cloro no novo equilíbrio 
c3) 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 25 ºC e pressão total de 0,25 atm o brometo de nitrosila 
está 34% dissociado, calcule o valor de Kp a 25 ºC 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 x 10-2 mol/L de H2, 2,24 x 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, quais serão as quantidades das três 
substâncias presentes, supondo volume constante? 
 
 
14. A 21,8 ºC a constante de equilíbrio Kc da reação representada pela 
equação 
NH4HS (s) NH3 (g) + H2S (g) 
apresenta o valor 1,2 x 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 21,8 
ºC. 
 
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 25 ºC, 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 x 
10-3. Supondo que o gás do escapamento (pressão total = 1,0 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 de 0,26. Preveja o comportamento das seguintes misturas, na 
mesma temperatura: 
PNO (atm) PCl2 (atm) PNOCl (atm) 
a) 0,15 0,31 0,11 
b) 0,12 0,10 0,050 
c) 0,15 0,20 0,0050 
 
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 x 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 25 ºC 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 400 ºC, 
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. a) Kc = [N2][H2O]2; b) Kc = [H2O]/[H2], c) Kc = 1/[O2]3 
2. a) Q > K, DG > 0, R ¬ P; b) Q = K; sem deslocamento, c) Q < K, DG < 0; 
R ® P; d) Q < K, DG < 0, R ® P 
3. 8,9 atm 
4. 0,017 
5. 0,15 
6. 6,5 x 102 
7. 0,0451 g 
8. Kc = 4,44 x 10-2 
9. a) PPCl5 = 0,372 atm, PPCl3 = PCl2 = 0,814 atm; b) Kp = 1,78; c1) 0,097 atm; 
c2) 48,67%; c3) 94,8% 
10. 17,4 % 
11. 1 x 10-2 
12. [H2] = [I2] = 0,02464 mol/L, [HI] = 0,1705 mol/L 
13. BaCO3 = 1,5 mol, BaO = 0,5 mol, CO2 = 1 mol 
14. [H2S] = [NH3] = 0,0110 mol/L 
15. Kp = 2,37 x 10-4, P adicional = 0,136 atm 
16. Eq. 1: [NO2] = 0,228 mol/L, [N2O4] = 0,386 mol/l; Eq. 2: [NO2] = 0,152 
mol/L, [N2O4] = 0,174 mol/l 
17. a) Q = 8,3 x 10-6, Q < K: não equilíbrio; b) reação sentido R® P 
18. a) Q = 1,73 > K: R ¬ P; b) Q = 1,74 > K: R ¬ P; c) Q = 0,00556 < K: R® 
P 
19. a) Q = 0,096 > K não equilíbrio;b) R ¬ P 
20. a) Q = 4,3 x 10-3 > K não equilíbrio; b) pressão de I2 aumenta 
21. o grau de avanço aumenta 
0,370 mol