Lista V - EQUILÍBRIO QUÍMICO

Prévia do material em texto

QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA – LISTA V - PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS GRILLO 
 
 
1 
 
Questão 01 – (ITA) Um cilindro de volume V contém as 
espécies A e B em equilíbrio químico representado pela 
seguinte equação: A(g) ⇄ 2 B(g) Inicialmente, os números de 
mols de A e de B são, respectivamente, iguais a nA1 e nB1. 
Realiza-se, então, uma expansão isotérmica do sistema até 
que o seu volume duplique (2V) de forma que os números de 
mols de A e de B passem a ser, respectivamente, nA2 e nB2. 
Demonstrando o seu raciocínio, apresente a expressão 
algébrica que relaciona o número final de mols de B (nB2) 
unicamente com nA1, nA2 e nB1. 
 
Questão 02 – (PETER ATKINS) Calcule a variação 
percentual da constante de equilíbrio Kx da reação H2CO(g) ⇄ 
CO(g) + H2(g), quando a pressão total passa de 1,0 bar para 2,0 
bar, a temperatura constante. 
 
Questão 03 – (IIT) Consider the termal decomposition of solid 
CaCO3 as: CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g). The equilibrium vapour 
pressure of CO2 at 700°C e 950°C are 22,6 e 1830 mm of Hg. 
Calculate ΔH° and ΔS° for the reaction. 
 
Questão 04 – (GRILLO) O pentacloreto de fósforo é obtido 
pela reação de tricloreto de fósforo e cloro segundo a seguinte 
equação: PCl3(g) + Cl2(g) ⇄ PCl5(g). Sabe-se, por outro lado, que 
o pentacloreto de fósforo tende a dissociar-se nas respectivas 
matérias-primas, sendo a extensão dessa reação medida pelo 
grau de dissociação (α), definido como: 
α = (quantidade de mol dissociada) / (quantidade inicial de 
mol) 
Pede-se: 
a) O grau de dissociação do PCl5, a temperatura de 
250
o
C e sob pressão de 1,0 atm, se a densidade da 
mistura gasosa no equilíbrio é de 2,695 g/L; 
b) A constante de equilíbrio (Kp) da reação de 
dissociação nessa temperatura; 
c) A pressão total do sistema gasoso a 250oC para um 
grau de dissociação de 30%; 
d) A produção máxima de PCl5, em gramas, quando, a 
250
o
C e sob 1,0 atm, o reator é alimentado com uma 
mistura de 1,0 mol de PCl3 e 1,0 mol de Cl2. 
 
Questão 05 – (IME) Que pode influir na constante de 
equilíbrio de uma reação química? 
 
Questão 06 – No interior de um recipiente, indeformável, 
temos uma mistura de SO2(g) e O2(g), exercendo uma pressão 
total de 1,5 atm, em quantidades estequiométricas para a 
reação de obtenção do SO3(g). Sabendo que, a uma dada 
temperatura, quando o equilíbrio é estabelecido 80% de SO2 se 
transformou, determine o valor de Kp. 
 
Questão 07 – (IME) Uma amostra de IBr de massa 8,28 
gramas é aquecida a 227
o
C em um recipiente de 0,25 litros 
decompondo- se parcialmente em iodo e bromo. Sabendo-se 
que ao atingir o equilíbrio, em fase gasosa, a pressão parcial do 
bromo é de 3,08 atmosferas, calcule o valor da constante de 
equilíbrio. 
 
 
 
Questão 08 - (ITA) Num recipiente de volume constante igual 
a 1,00 litro, inicialmente evacuado, foi introduzido 1,00 mol de 
pentacloreto de fósforo gasoso e puro. O recipiente foi mantido 
a 250
o
C e no equilíbrio final foi verificada a existência de 0,47 
mols de gás cloro. Qual das opções a seguir contém o valor 
aproximado da constante (Kc) do equilíbrio estabelecido dentro 
do cilindro e representado pela seguinte equação química: 
PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). 
a) 0,179 
b) 0,22 
c) 0,42 
d) 2,38 
e) 4,52 
 
Questão 09 – (IME) A constante de equilíbrio do processo: 
A(s) + 2B(g) ⇄ 2C(g). Tem um valor numérico igual a 0,64. Que 
concentração de "C" estará em equilíbrio com 0,1 mol/L de 
"A" e 0,5 mol/L de "B"? 
 
Questão 10 – (IME) O equilíbrio químico é estático? Por quê? 
 
Questão 11 – (IME) A reação de desidrogenação do etano a 
eteno, conduzida a 1060K, tem contante de equilíbrio Kp igual 
a 1,0. Sabendo-se que a pressão da mistura reacional no 
equilíbrio é igual a 1,0 atm, determine: 
a) a pressão parcial, em atmosferas, do eteno no 
equilíbrio; 
b) a fração de etano convertido a eteno. 
 
Questão 12 – (ITA) Dentro de um forno, mantido numa 
temperatura constante, temos um recipiente contendo 0,50 
moles de Ag(s), 0,20 moles de Ag2O(s) e oxigênio gasoso 
exercendo uma pressão de 0,20 atm. As três substâncias estão 
em equilíbrio químico. Caso a quantidade de Ag2O(s) dentro do 
recipiente, na mesma temperatura, fosse 0,40 moles, a pressão, 
em atmosferas, do oxigênio no equilíbrio seria: 
a) 0,10 
b) 0,20 
c) 0,40 
d) (0,20)1/2 
e) 0,80 
 
Questão 13 - (ITA) Qual das opções a seguir contém a afirmação 
correta a respeito de uma reação química representada pela 
equação: A(aq) + 2 B(aq) ⇄ C(aq) com Kc (25
°
C) = 1,0, ΔH > zero. 
a) O valor de Kc independe da temperatura; 
b) Mantendo-se a temperatura constante (25oC) Kc terá 
valor igual a 1,0 independentemente da concentração de 
A e/ou de B; 
c) Como o valor da constante de equilíbrio não é muito 
grande, a velocidade da reação nos dois sentidos não pode 
ser muito grande; 
d) Mantendo-se a temperatura constante (25°C) a adição de 
água ao sistema reagente não desloca o ponto de 
equilíbrio da reação; 
e) Mantendo-se a temperatura constante (25°C) o ponto de 
equilíbrio da reação não é deslocado pela duplicação da 
concentração de B. 
 
 2 
Questão 14 - A constante de equilíbrio Kp a 1000 K para o 
equilíbrio CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g) é igual a 4,02 x 10
-2
, para 
a pressão expressa em atmosferas. 0,500 gramas de carbonato 
de cálcio foram colocados em um recipiente fechado, com 5,00 
litros de capacidade, e a temperatura foi elevada até 1000 K. 
Determine a percentagem em massa de carbonato de cálcio que 
será decomposta. 
 
Questão 15 - Para a reação SO2(g) + Cl2(g) ⇄ SO2Cl2(g), a uma 
temperatura particular, kc = 55,5. Se 1,0 mol de SO2(g) e 1,0 
mol de Cl2(g) são colocados em um recipiente de 10,0 litros, 
qual será a concentração de SO2Cl2(g) ao se atingir o estado de 
equilíbrio? 
 
Questão 16 - (IME) Num recipiente fechado, mantido a 
temperatura constante de 700K, foram introduzidos 0,450 mol 
de dióxido de carbono e 0,450 mol de hidrogênio. Após certo 
tempo, estabeleceu-se o equilíbrio, aparecendo como espécies 
novas, monóxido de carbono e vapor d´água. Foram então, 
adicionados 0,500 mol de uma mistura equimolecular dos 
reagentes. Calcule a nova composição de equilíbrio, sabendo-
se que nestas condições Kc é 0,160. 
 
Questão 17 - (IME) Um mol de ácido acético é adicionado a 
um mol de álcool etílico. Estabelecido o equilíbrio, 50% do 
ácido é esterificado. Calcule o número de mols de éster quando 
um novo equilíbrio for alcançado, após a adição de 44 g de 
acetato de etila. 
 
Questão 18 - (ITA) As opções a seguir se referem a 
equilíbrios químicos que foram estabelecidos dentro de 
cilindros providos de êmbolo. Se o volume interno em cada 
cilindro for reduzido à metade, a temperatura permanecendo 
constante, em qual das opções a seguir o ponto de equilíbrio 
será alterado? 
a) H2(g) + l2(g) → 2HI(g) 
b) CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 
c) PbS(s) + O2(g) → Pb(s) + SO2(g) 
d) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 
e) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g) 
 
Questão 19 - (ITA) Em cinco copos marcados a, b, c, d e e 
existem concentrações iniciais das substâncias X, Y e XY, 
conforme as alternativas a seguir. Sabe-se que entre essas 
substâncias pode-se estabelecer o equilíbrio X(aq) + Y(aq) ⇄ 
XY(aq), com Kc = 4,0, onde Kc, é a respectiva constante de 
equilíbrio a 25
o
C. Em qual dos copos, todos a 25
o
C, podemos 
esperar que a concentração inicial de XY vá diminuir? 
 
X (mol/L) Y (mol/L) XY (mol/L) 
a) 1,0 1,0 1,0 
b) 4,0 4,0 10,0 
c) 4,0 4,0 1,0 
d) 2,0 1,0 4,0 
e) 1,0 0,50 4,0 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 20 - (OQRJ) A reação 2 A + 3 B ⇄ C + 2 D, onde 
todas as substâncias se encontram no estado gasoso, ocorre 
com perda de calor. Após certo tempo, o sistema entra em 
equilíbrio. Indique a alternativa que apresenta três maneiras de 
aumentar a produção de C e D. 
a) Utilizar um catalisador, aumentar a pressão e 
aumentar a concentração de A 
b) Reduzir a concentração de B, aumentara temperatura 
e reduzir a pressão 
c) Utilizar um catalisador, aumentar o volume e 
aumentar a temperatura 
d) Aumentar a concentração de C, reduzir o volume e 
aumentar a temperatura 
e) Aumentar a concentração de A, aumentar a pressão e 
reduzir a temperatura 
 
Questão 21 – Kp = 1,78 atm at 250°C for the decomposition 
reaction PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). Calculate the percentage of 
PCl5that dissociates if 0,0500 moles of PCl5 is placed in a 
closed vessel at 250°C and 2,00 atm pressure. 
 
Questão 22 – (IME) Um vaso fechado de volume V contém 
inicialmente dois mol do gás A. Após um determinado tempo, 
observa-se o equilíbrio químico: A(g) → 2 B(g) cuja constante 
de equilíbrio é onde pA e pB representam as pressões parciais 
dos componentes A e B. No equilíbrio, o número de mol de A 
é n1. Em seguida, aumenta-se a pressão do vaso admitindo-se 
dois mol de um gás inerte I. Após novo equilíbrio, o número de 
mol de A é n2. Quanto vale n2/n1 se, durante todo o processo, a 
temperatura fica constante e igual a T (em Kelvin)? 
a) 1 
b) 2 
c) 4 
d) 2{R.T / V.Kp} 
e) 4{R.T / V.Kp}² 
 
Questão 23 - Seja a mistura gasosa em equilíbrio: A(g) ⇄ B(g) + 
C(g) em que as massas molares de cada gás são: MA = 100 
g.mol
-1
, MB = 25 g.mol
-1
 e MC = 75 g.mol
-1
. O equilíbrio foi 
alcançado quando 1 mol de A(g) se decompôs em B(g) e C(g). 
Em 27°C e 1 atm, a densidade da mistura gasosa em equilíbrio 
é de 3,0 g.L
-1
. Determine o grau de dissociação de A(g) para que 
se atinja o equilíbrio. A constante universal dos gases é R = 
0,08206 atm.L.mol
-1
.K
-1
. 
 
Questão 24 – (PUC – ENGENHARIA) Em uma experiência, 
2,00 mol de NOCl são colocados em um balão de 1,00 L, a 25 
°C. Quando o equilíbrio foi alcançado, 33,0% do NOCl foi 
decomposto segundo a reação abaixo: 2 NOCl(g) ⇄ 2 NO(g) + 
Cl2(g). 
a) Calcule o valor de Kp para esta reação. 
b) Calcule o valor de G para a reação. O que é 
possível dizer a respeito da espontaneidade da reação? 
c) Determine a pressão total do sistema no equilíbrio. 
 
 3 
Questão 25 – (PETER ATKINS) Calcule a variação 
percentual da constante de equilíbrio da reação CH3OH(g) + 
NOCl(g) ⇄ HCl(g) + CH3NO2(g), quando a pressão passa de 1,0 
bar para 2,0 bar, a temperatura constante. 
 
Questão 26 – (IME) Foram colocados n1 mols de N2O4 num 
recipiente de volume constante a uma dada temperatura T. Ao 
se estabelecer o equilíbrio, segundo a equação: N2O4(g) ⇄ 2 
NO2(g), 20% do N2O4 estavam dissociados. A adição de mais n2 
mols de N2O4, a mesma temperatura, provocou uma variação 
na pressão total de equilíbrio de 2,14 atm, ficando o N2O4 
apenas 10% dissociado Determine o valor da constante de 
equilíbrio para esta reação, na temperatura T. 
 
Questão 27 – (ITA) Uma mistura gasosa é colocada para 
reagir dentro de um cilindro provido de um pistão móvel, sem 
atrito e sem massa, o qual é mantido a temperatura constante. 
As reações que ocorrem dentro do cilindro podem ser 
genericamente representadas pelas seguintes equações 
químicas: 
Reação I: A(g) + 2 B(g) ⇄ 3 C(g) 
Reação II: C(g) ⇄ C(l). 
O que ocorre com o valor das grandezas abaixo (Aumenta? 
Diminui? Não altera?), quando o volume do cilindro é 
duplicado? Justifique suas respostas. 
a) Quantidade, em mol, da espécie B; 
b) Quantidade, em mol, da espécie C líquida; 
c) Constante de equilíbrio da equação I; 
d) Razão [C]³/[B]². 
 
Questão 28 – (IME) A constante de equilíbrio, Kc, para a 
reação H2(g) + CO2(g) ⇄ H2O(g) + CO(g), é 1,60 a 986°C. Calcule 
a concentração final de cada componente do sistema, em 
equilíbrio, quando se misturam 1,00 mol de H2(g), 2,00 mol de 
CO2(g), 3,00 mol de H2O(g) e 4,0 mol de CO(g) em um balão de 
10 litros, naquela temperatura. 
 
Questão 29 – (Olimpíada Brasileira de Química) A redução 
de magnetita por hidrogênio, em alto-forno, é um dos 
principais processos de obtenção de ferro. Esta reação ocorre 
segundo a equação (não balanceada) abaixo: Fe3O4(s) + H2(g) ⇄ 
Fe(s) + H2O(g). Se esta reação é efetivada a 200°C, sob pressão 
total de 1,50 atmosferas e com Kp = 5,30 x 10
-6
, a pressão 
parcial de hidrogênio é de: 
a) 0,80 atm 
b) 1,00 atm 
c) 1,26 atm 
d) 1,43 atm 
e) 1,62 atm 
 
Questão 30 – (ITA) Quantidades iguais de H2(g) e I2(g) foram 
colocadas em um frasco, com todo o sistema à temperatura T, 
resultando na pressão total de 1 bar. Verificou-se que houve a 
produção de HI(g), cuja pressão parcial foi de 22,8 kPa. 
Assinale a alternativa que apresenta o valor que mais se 
aproxima do valor CORRETO da constante de equilíbrio desta 
reação. 
a) 0,295 
b) 0,350 
c) 0,490 
d) 0,590 
e) 0,700 
 
Questão 31 – A um frasco se adiciona certa quantidade de 
pentacloreto de fósforo (PCl5), que se decompõe por 
aquecimento até atingir o equilíbrio: PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). 
A 250°C, Kp = 2,025. Calcule a densidade da mistura gasosa 
após o equilíbrio, considerando que a pressão da mistura no 
estado de equilíbrio é 1 atm. 
 
Questão 32 – (ITA) Para o sistema SO2(g) + NO2(g)  NO (g) + 
SO3(g) são conhecidas as seguintes concentrações iniciais de 
equilíbrio: 0,400 mol.L
-1
 de SO2, 0,200 mol.L
-1
 de NO2 e 0,800 
mol.L
-1
 de NO. Calcule kp sabendo-se que a adição de 0,600 
mol.L
-1
 de NO2 ao sistema, mantida constante a temperatura, 
acarreta uma variação de 0,175 mol.L
-1
 na concentração de 
equilíbrio de NO. 
 
Questão 33 – Demonstre que para o equilíbrio N2O4(g) ⇄ 2 
NO2(g), a constante Kp é dada por Kp = {4.α² / (1 - α²)} x pT. 
 
Questão 34 - (IME) Em um recipiente fechado, que se 
encontrava completamente vazio, sob vácuo, foi colocada uma 
amostra de 10,0 g de PCl5. Em seguida a amostra foi aquecida 
a 500K, ocorrendo a decomposição do PCl5, conforme a 
reação: PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). Sabendo que, no equilíbrio, a 
pressão medida no recipiente foi de 1,551 atm e que todos os 
gases envolvidos são de comportamento ideal, calcule a 
constante de equilíbrio da reação de decomposição do PCl5. 
 
Questão 35 – (IME) A constante de equilíbrio do processo: 
A(s) + 2B(g) ⇄ 2C(g). Tem um valor numérico igual a 0,64. Que 
concentração de "C" estará em equilíbrio com 0,1 mol.L
-1 
de 
"A" e 0,5 mol.L
-1
 de "B"? 
 
Questão 36 – (IME) O equilíbrio químico é estático? Por quê? 
 
Questão 37 – (IME) A reação de desidrogenação do etano a 
eteno, conduzida a 1060K, tem constante de equilíbrio Kp 
igual a 1,0. Sabendo-se que a pressão da mistura reacional no 
equilíbrio é igual a 1,0 atm, determine: 
c) a pressão parcial, em atmosferas, do eteno no 
equilíbrio; 
d) a fração de etano convertido a eteno. 
 
Questão 38 - (ITA) Considere as seguintes reações químicas e 
respectivas constantes de equilíbrio: 
N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO(g) K1 
2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) K2 
NO2(g) ⇄ ½ N2(g) + O2(g) K3 
Então, K3 é igual a: 
a) 1 / (K1.K2) 
b) 1 / (2.K1.K2) 
c) 1 / (4.K1.K2) 
d) [1 / (K1.K2)]
1/2
 
e) [1 / (K1.K2)]
2
 
 
 
 4 
Questão 39 - (IME) 1,00 kg de carbonato de cálcio, na 
temperatura de 298 K, é introduzido em um forno que opera a 
101 kPa. O forno é então aquecido até a temperatura Tc na qual 
ocorrerá a calcinação do carbonato de cálcio. Sabendo-se que o 
módulo da variação da energia livre de Gibbs da reação de 
calcinação à temperatura Tc é igual a 10,7 kJ/mol, determine a 
temperatura de calcinação Tc e a quantidade de calor necessária 
à completa calcinação do carbonato. Despreze os efeitos de 
mistura e considere que, para o sistema reacional, aplicam-se 
as seguintes equações: 
 
 
Questão 40 - (IME) A reação dada pela equação abaixo: 
CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) ⇄ CH3COOC2H5(aq) + H2O(l) tem 
constante de equilíbrio (Kc) igual a 4,00 a temperatura de 
100
o
C. Calcule as concentrações de equilíbrio em mol por litro 
de cada componente, partindo da condição inicial de 120,0 
gramas de ácido acético e de 92,0 gramas de etanol, a um 
volume V do sistema. 
 
Questão 41 - (IME) Na reação N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO(g)= 43000 
cal. Dizer o efeito sobre o seu equilíbrio, por: 
a) aumento de temperatura à pressão constante 
b) diminuição de pressão à temperatura constante 
c) aumento de concentração de O2 
d) diminuição de concentração de N2 
e) aumento de concentração de NO 
f) presença de um catalisador 
 
Questão 42 - (IME) Um mol de ácido acético é adicionado a 
um mol de álcool etílico. Estabelecido o equilíbrio, 50% do 
ácido é esterificado. Calcule o número de mols de éster quando 
um novo equilíbrio for alcançado, após a adição de 44 g de 
acetato de etila. 
 
Questão 45 - (Olimpíada Brasileira de Química) A 1800 K, 
oxigênio dissocia “levemente” em seus átomos O2(g) ⇄ 2 O (g), 
Kp = 1,7 x10
-8
. Se você toma 1,0 mol de O2(g) em um recipiente 
de 10 litros e aquece a 1800 K, o número de átomos de 
oxigênio que estarão presentes no frasco, será da ordem de: 
a) 10
17
 
b) 10
19
 
c) 10
21
 
d) 10
23
 
e) 10
25 
 
Questão 46 - (Olimpíada de Química - RGS) Um recipiente 
fechado contém o sistema gasoso, representado pela equação: 
2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g). 
a) Calcular o valor da constante de equilíbrio, em termos 
de concentrações (Kc), com a sua respectiva unidade, 
considerando que 4 mol/L de SO2 reagem com 2 
mol/L de O2, obtendo-se, no equilíbrio, 2 mol/L de 
SO3. 
b) Calcular o valor da constante de equilíbrio, em termos 
de pressões parciais (Kp), com a sua respectiva 
unidade, considerando o recipiente sob pressão de 3 
atm, cuja composição no equilíbrio é de 0,8 mol de 
SO2, 0,4 mol de O2 e 0,8 mol de SO3. 
 
Questão 47 – (Concurso para docente - IFRJ) Num 
recipiente de 20 litros, inseriu-se 1,0 mol de bicarbonato de 
sódio. Após algum tempo, estabeleceu-se o equilíbrio 
apresentado a seguir. Ao longo de todo o processo, a 
temperatura permaneceu constante, 25°C. 
2 NaHCO3(s) ⇄ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g) 
Substância ΔH°298 (kJ.mol
-1
) S°298 (J.mol
-1..
K
-1
) 
NaHCO3(s) -947 102 
Na2CO3(s) -1133 136 
H2O(g) -242 189 
CO2(g) -393 213 
Admitindo que todos os gases envolvidos apresentam 
comportamento de gás ideal, determine o seguinte: 
a) A variação da energia livre de Gibbs e a constante de 
equilíbrio para o sistema na temperatura em questão; 
b) Quantidade de matéria de todos os componentes no 
equilíbrio. 
 
Questão 48 - (ITA) Dentro de um recipiente fechado, de 
volume V, se estabelece o seguinte equilíbrio: N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 
2NH3(g); KC. As quantidades (mol) de N2, H2 e NH3 no 
equilíbrio são, respectivamente, nN2, nH2 e nNH3. Assinale a 
opção que contém a expressão que representa corretamente a 
constante KC para o equilíbrio equacionado acima: 
a) n²NH3 / (n³H2 . nN2 ) 
b) (nNH3 .V)/ (nH2 . nN2 ) 
c) (n²NH3.V²) / (n³H2 .nN2 ) 
d) (n³H2. nN2) / n²NH3 .V² 
e) (4.n²NH3. V²) / (27.n³H2.nN2 ) 
 
Questão 49 - (ITA) Sabendo que a dissociação de N2O4(g) em 
NO2(g) é endotérmica, preveja como a constante de equilíbrio 
(Kc) deve variar com a temperatura, explicando o tipo de 
raciocínio utilizado para esta previsão. 
 
Questão 50 – (IME) A equação a seguir é representativa da 
reação de formação da amônia: 1/2 N2(g) + 3/2 H2(g) ⇄ NH3(g). 
Deduza uma expressão para a constante de equilíbrio, Kp, desta 
reação, em função da pressão total da mistura reacional, PT, e 
da pressão parcial da amônia, PNH3, considerando que os 
reagentes estão em quantidades estequiométricas. 
 
Questão 51 – (PUC – ENGENHARIA) Considere a reação 
abaixo ocorrendo em um reator de 1,0 L. 
NH4Cl(s) ⇄ NH3(g) + HCl(g). 
a) Calcule o G da reação a 25°C no momento em que as 
quantidades de NH4Cl(s), NH3(g) e HCl(g) forem 
respectivamente 0,3 mol, 0,2 mol e 0,2 mol. Nessas 
condições, em que direção a reação será espontânea? 
Justifique. 
b) Calcule a constante de equilíbrio (Kp) da reação a 25°C. 
c) Calcule o H° da reação sabendo que a constante de 
equilíbrio (Kp) a 227°C é 1,8 x 10
-4
. Considere que o H 
não varia com a temperatura. 
 
 5 
Dados: G°f [NH3(g)] = -16,7 kJ mol
-1
; G°f [HCl(g)] = -95,3 kJ 
mol
-1
; G°f [NH4Cl(s)] = -203,9 kJ mol
-1
. 
 
Questão 52 – (IME) Foram colocados n1 mols de N2O4 num 
recipiente de volume constante a uma dada temperatura T. Ao 
se estabelecer o equilíbrio, segundo a equação: N2O4(g) ⇄ 2 
NO2(g), 20% do N2O4 estavam dissociados. A adição de mais n2 
mols de N2O4, a mesma temperatura, provocou uma variação 
na pressão total de equilíbrio de 2,14 atm, ficando o N2O4 
apenas 10% dissociado Determine o valor da constante de 
equilíbrio para esta reação, na temperatura T. 
 
Questão 53 – (IME) Considere a equação de dissociação do 
composto A, que ocorre a uma determinada temperatura: 2𝐴(𝑔) 
⇌ 2𝐵(𝑔) + 𝐶(𝑔). Desenvolva a expressão para o cálculo da 
pressão total dos gases, que se comportam idealmente, em 
função do grau de dissociação () nas condições de equilíbrio. 
 
Questão 54 – (ITA) Carbamato de amônio sólido 
(NH2COONH4) decompõe-se em amônia e dióxido de carbono, 
ambos gasosos. Considere que uma amostra de carbamato de 
amônio sólido esteja em equilíbrio químico com CO2(g) e 
NH3(g) na temperatura de 50
°
C, em recipiente fechado e volume 
constante. Assinale a opção correta que apresenta a constante 
de equilíbrio em função da pressão total P, no interior do 
sistema. 
a) 3P 
b) 2P² 
c) P³ 
d) 2/9 P² 
e) 4/27P³ 
 
Questão 55 – For the reversible reaction represented by N2(g) + 
3H2(g) ⇄ 2 NH3(g), at 500
°
C, the value of Kp = 1,44 x 10
-5
, when 
partial pressure is measured in atmospheres. The corresponding 
value of Kc, with concentration in mole.litre 
‒1
, is: 
-5
2
1,44 x 10
a) 
(0,082 x 500)
 
-5
2
1,44 x 10
b) 
(8,31 x x 773)
 
-5
2
1,44 x 10
c) 
(0,082 x x 773)
 
-5
2
1,44 x 10
d) 
(0,082 x x 773)
 
-5
2
1,44 x 10
e) 
(8,31 x x 500)
 
 
Questão 56 – (IME) Num recipiente fechado, mantido a 
temperatura constante de 700 K, foram introduzidos 0,450 mol 
de dióxido de carbono e 0,450 mol de hidrogênio. Após certo 
tempo, estabeleceu-se o equilíbrio, aparecendo como espécies 
novas monóxido de carbono e vapor d’água. Foram então 
adicionados 0,500 mol de uma mistura equimolecular de dos 
reagentes. Calcule a nova composição de equilíbrio, sabendo-
se que nessas condições Kc = 0,160. 
 
 
 
 
Questão 57 – (ITA) Em um balão fechado e sob temperatura 
de 27
°
C, N2O4(g) está em equilíbrio com NO2(g). A pressão total 
exercida pelos gases dentro do balão é igual a 1,0 atm, nestas 
condições, N2O4(g) encontra-se 20% dissociado. 
a) Determine o valor da constante de equilíbrio para a 
reação de dissociação do N2O4(g). Mostre os cálculos 
realizados. 
b) Para a temperatura de 27°C e pressão total dos gases 
dentro do balão igual a 0,10 atm, determine o grau de 
dissociação do N2O4(g). Mostre os cálculos realizados. 
 
Questão 58 – (ITA) Um recipiente fechado, mantido a volume 
e temperatura constantes, contém a espécie química X no 
estado gasoso a pressão inicial Po. Esta espécie decompõe-se 
em Y e Z de acordo com de acordo com a seguinte equação 
química: X(g) → 2 Y(g) + ½ Z(g). Admita que X, Y e Z tenham 
comportamento de gases ideais. Assinale a opção que 
apresenta a expressão CORRETA da pressão (P) no interior do 
recipiente em função do andamento da reação, em termos da 
fração α de moléculas de X que reagiram. 
a) P = [1+(1/2).α].Po 
b) P = [1+(2/2).α].Po 
c) P = [1+(3/2).α].Po 
d) P = [1+(4/2).α].Po 
e) P = [1+(5/2).α].Po 
 
Questão 59 – (IME) Tomou-se uma amostra de 130 g de zinco 
metálico para reagir com uma solução aquosa diluída de ácido 
clorídrico em quantidade estequiométrica. Dessa reação, 
observou-se a formação de gás, que foi aquecido a 227
°
C e 
transportado para um balão fechado de 50 litros. Esse balão 
continha, inicialmente, iodo em fase gasosa a 227
°
C e 3,28 
atm. Após o equilíbrio, verificou-se que a constante de 
equilíbrio Kc a 227
°
C é igual a 160. Considerando que a 
temperatura permaneceu constante durante o processo, 
determinea pressão final total no balão. 
 
Questão 60 – (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro) 
Em um recipiente fechado de 5,00 litros foram introduzidos 
1,00 mol de gás nitrogênio e mesma quantidade de gás 
hidrogênio. A reação para formação de amônia, de acordo com 
o processo Haber, entra em equilíbrio na temperatura de 17°C. 
No equilíbrio é encontrado 0,400 mol de gás hidrogênio. Qual 
o valor de Kp para esse processo? 
a) 1,28 x 10-2 
b) 1,38 x 10-1 
c) 3,91 
d) 7,24 
e) 78,1 
 
Questão 61 – (IME) Dada a reação química abaixo que ocorre 
na ausência de catalisadores, H2O(g) + C(s) + 31,40 kcal ⇄ CO(g) 
+ H2(g) pode-se afirmar: 
a) O denominador da expressão da constante de 
equilíbrio é [H2O] x [C]; 
b) Se for adicionado mais monóxido de carbono ao meio 
reacional, o equilíbrio se desloca para a direita; 
c) O aumento da temperatura da reação favorece a 
formação dos produtos; 
d) Se fossem adicionados catalisadores, o equilíbrio iria 
se deslocar tendo em vista uma maior formação de 
produtos; 
e) O valor da constante de equilíbrio é independente da 
temperatura. 
 
 
 6 
Questão 62 – (IME) Dois experimentos foram realizados a 
volume constante e à temperatura T. No primeiro, destinado a 
estudar a formação do gás fosgênio, as pressões parciais 
encontradas no equilíbrio foram 0,130 atm para o cloro, 0,120 
atm para o monóxido de carbono e 0,312 atm para o fosgênio. 
No segundo, estudou-se a dissociação de n mols de fosgênio de 
acordo com a reação: COCl2(g) → CO(g) + Cl2(g), sendo a 
pressão total P, no equilíbrio a 1 atm. Calcule o grau de 
dissociação  do fosgênio após o equilíbrio ser alcançado. 
 
Questão 63 – (IME) Considere a reação: AB2(g) + A(s) ⇄ 2 
AB(g). Atingido o equilíbrio nas CNTP, a fase gasosa apresenta 
fração molar de AB2 igual a 0,1. Em que pressão, à mesma 
temperatura, a fração molar de AB na fase gasosa, no 
equilíbrio, seria igual a 0,8? 
 
Questão 64 – (ITA) Sabe-se que BaO sólido é capaz de retirar 
parcialmente oxigênio gasoso de um ambiente, por reação 
química, e que a parcela retirada é tanto maior, quanto maior a 
pressão de oxigênio. Num recipiente existe BaO sólido de 
volume desprezível, e oxigênio ocupando o volume de 500 
litros a 20°C e pressão de 400 mmHg. Reduzindo o volume 
para 200 litros, pelo deslocamento conveniente do êmbolo, 
mantendo a temperatura constante, deve-se esperar que a 
pressão: 
a) Aumente para 1000 mmHg 
b) Permaneça a mesma, isto é, 400 mmHg 
c) Aumente, mas não chegue a 1000 mmHg 
d) Aumente mas para mais de 1000 mmHg 
e) Nenhuma das respostas acima 
 
Questão 65 – (ITA) Duplicando a pressão suportada pela 
mistura gasosa em equilíbrio representada pela seguinte 
equação: H2 ⇄ 2H observa-se que o volume final é menor do 
que a metade do volume inicial; a temperatura é mantida 
constante. A lei PV = constante não é obedecida, neste caso, 
porque: 
a) Com o aumento da pressão forma-se mais hidrogênio 
atômico, a partir de H2 
b) Essa lei não se aplica para gases de moléculas 
monoatômicas 
c) Embora a massa da mistura não varie, o número de 
mol diminui 
d) A reação da dissociação é endotérmica 
e) A constante de equilíbrio é muito pequena 
 
Questão 66 – (ITA) O princípio de Le Chatelier pode ser 
enunciada assim: “se um sistema em equilíbrio é sujeito a uma 
perturbação, ocorre um deslocamento do equilíbrio, que tende 
a minimizar a perturbação imposta”. Assim, podemos esperar 
um deslocamento para a direita, na(s) seguinte(s) reação(ões), 
se a mistura dos gases é comprimida: 
II) H2 + I2 ⇄ 2 HI 
III) N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3 
IV) CO + NO2 ⇄ CO2 + NO 
V) N2O4 ⇄ 2 NO2 
a) II 
b) II e IV 
c) I e III 
d) IV 
e) Todas 
 
 
Questão 67 – (ITA) Entre as reações abaixo, seguida das 
respectivas constantes de equilíbrio, assinale aquela que uma 
vez atingido o equilíbrio, a partir das quantidades 
estequiométricas dos reagentes, pode ser considerada a mais 
completa no sentido da esquerda para a direita: 
a) CH3COOH(aq) ⇄ H
+
(aq) + CH3COO
-
(aq); Kc = 1,8 x 10
-5
 
b) CdS(s) ⇄ Cd
+2
(aq) + S
-
(aq); Kc = 7,1 x 10
-28
 
c) H+(aq) + HS
-
(aq) ⇄ H2S(aq); Kc = 1,0 x 10
7
 
d) 2 HI(g) ⇄ H2(g) + I2(g); Kc = 9,0 
e) CO2(s) + H2(g) ⇄ CO(s) + H2O(g); Kc = 67 
 
Questão 68 – (IME) A constante de equilíbrio Kc, para a 
reação H2(g) + CO2(g) ⇄ H2O(g) + CO(g) é de 1,60 a 986°C. 
Calcule a concentração final de cada componente do sistema, 
em equilíbrio, quando se misturam 1 mol de H2(g), 2 mol de 
CO2(g), 3 mol de H2O(g) e 4 mol de CO(g) em um balão de 10 
litros, naquela temperatura. 
 
Questão 69 – (IME – Modificada) Em um recipiente de dois 
litros, que se encontrava completamente vazio, sob vácuo, foi 
colocada uma amostra de 10,0 g de PCl5. Em seguida, a 
amostra foi aquecida a 500 K, ocorrendo a decomposição do 
PCl5, conforme a equação química: PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). 
Sabendo que, no equilíbrio, a pressão medida no recipiente foi 
de 1,551 atmosferas e que toados os gases envolvidos são de 
comportamento ideal, calcule aa constante de equilíbrio na 
reação de decomposição do PCl5. 
 
Questão 70 – Um mol de vapor d´água e um mol de monóxido 
de carbono são postos para reagir, em uma temperatura 
constante. Atingido o equilíbrio, constata-se a presença de 1,4g 
de H2. Determine a constante de equilíbrio. 
 
Questão 71 – A um recipiente fechado contendo CO2 a 0,4 atm 
e 1000 K, foi adicionado grafite. Calcular o valor da constante 
de equilíbrio, para a pressão total no sistema de 0,75 atm, 
sabendo que ocorreu formação de monóxido de carbono. 
 
Questão 72 – Um mol de H2 e um mol de I2 são misturados, a 
500°C, as substâncias reagem até chegarem ao equilíbrio, onde 
constata-se a presença de 0,20 mol de H2 residual. Qual o valor 
da constante de equilíbrio. 
 
Questão 73 – Um mol de HI gasoso, a determinada 
temperatura, está 20% dissociado em I2 e H2. Qual o valor da 
constante de equilíbrio? 
 
Questão 74 – A um recipiente fechado, mantido a temperatura 
constante, foi introduzido CO e água em quantidades tais que 
suas pressões parciais eram iguais e valiam 0,856 atm cada 
uma. Após certo tempo, estabeleceu-se o equilíbrio com 
pressão parcial de CO igual a 0,580 atm. Qual o valor da 
constante de equilíbrio? 
 
Questão 75 – Na esterificação de um mol de ácido acético com 
um mol de álcool etílico, a 25°C, o equilíbrio é estabelecido 
com Kc iguala 4,0. Quais os números de mol de cada composto 
no equilíbrio? 
 
Questão 76 – Na esterificação de um mol de ácido acético com 
um mol de álcool etílico, a 25°C, verifica-se que o equilíbrio é 
estabelecido quando estão presentes 2/3 mol de éster e 2/3 mol 
de água. Calcular a constante de equilíbrio. 
 
 
 7 
Questão 77 – Aqueceram-se dois mol de PCl5, num recipiente 
fechado, com capacidade de dois litros. Atingido o equilíbrio, o 
PCl5 estava 40% dissociado em PCl3 e Cl2. Calcular a 
constante de equilíbrio. 
 
Questão 78 – Se um mol de H2 e um mol de I2 em um 
recipiente de um litro entram em equilíbrio a 457°C, pergunta-
se qual a concentração de cada substância no equilíbrio? 
Informação do problema: Kc = 48,9. 
 
Questão 79 – (IME) 1,0 mol de ácido acético é adicionado a 
uma solução de 1,0 mol de álcool etílico e 36 g de água. 
Aguarda-se que o meio formado atinja o equilíbrio à 
temperatura T(eq), quando se verifica que a sua composição 
contém 0,5 mol de éster e o restante de ácido acético, etanol e 
H2O. Calcule quantos mols de éster poderiam ser formados no 
equilíbrio, à mesma temperatura T(eq), se 2,0 mol de etanol puro 
fossem misturados a 1,0 mol de ácido acético num recipiente 
seco. 
 
Questão 80 – (ITA) Considere uma reação genérica A  B ⇄ 
2C e os dados cinéticos para a reação direta (D) e inversa (I): 
 
a) Desenhe o gráfico de energia potencial versus 
coordenada da reação direta. 
b) Determine o valor numérico da constante de equilíbrio 
da reação. 
c) Qual sentido da reação é endotérmico?QUESTÕES ADICIONAIS 
 
Questão 01 Determine a pressão total do sistema 
decorrente da decomposição do pentacloreto 
(PCl5) a 225°C, sabendo que a conversão em 
PCl3(g) e Cl2(g) é igual a 40%, e KP igual a 1,90. 
PCl5(g)  PCl3(g) + Cl2(g) 
 
Questão 02 Considere a seguinte reação de 
produção de metanol apresentada a seguir: 
CO(g) + 2 H2(g) ⇄ CH4O(g) 
Para este sistema, as constantes de equilíbrio são 
iguais 1,50 x 10-3 (K1) e 3,2 x 10-4 (K2) a 
230°C e 330°C, respectivamente. A partir desta 
informação, defina se a síntese de produção de 
metanol é endotérmica ou exotérmica. 
 
Questão 03 Considere a reação de decomposição 
do pentacloreto de fósforo, representada pela 
equação química balanceada a seguir: 
PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). 
Para que esta reação ocorra é necessário que uma 
quantidade de calor de 40 kJ seja suprida ao 
sistema reacional para cada mol de PCl5 que se 
decompõe. A partir deste processo e de seus 
conhecimentos sobre equilíbrio químico e sobre o 
princípio de Le Chatelier, explique o efeito dos 
seguintes fatores apresentados no que tange o 
deslocamento do equilíbrio considerado. 
a) Elevação da pressão total do sistema. 
b) Redução da temperatura do sistema. 
 
Questão 04 A 1000 K, a constante Kp para a 
decomposição do carbonato de cálcio é igual a 
4,0 x 10-2. 
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g). 
Uma certa massa de carbonato de cálcio é 
colocada em um recipiente de 5,0 L a 1000 K 
até que a reação atinja o equilíbrio. Determine a 
massa em gramas de óxido de cálcio produzido 
na condição de equilíbrio atingida. 
 
 
 8 
Questão 05 Considere que a pressão de 
dissociação do carbonato de cálcio a 500°C seja 
igual a 0,11 torr. Calcule a temperatura mínima 
na qual o sólido se dissocia completamente em 
uma atmosfera contendo 0,03% (bases molares) 
de dióxido de carbono, considerando que a 
pressão total seja igual a 759 torr. Sabe-se ainda 
que para cada mol de CaCO3 decomposto, 41,34 
kcal são liberadas. 
 
Questão 06 Considere a reação endotérmica da 
dissociação do tetróxido de nitrogênio, 
representada pela equação química abaixo. 
N2O4(g)  2 NO2(g). 
a) Colocando em um reator de dez L a 227°C, 
N2O4 em uma concentração igual a 1,60 x 10-1 
mol.L-1, observa-se que após o equilíbrio 
estabelecido a concentração de NO2 é igual a 
1,40 x 10-1 mol.L-1. Calcule o valor da constante 
de equilíbrio da referida reação (K). 
b) Discuta possíveis efeitos de uma 
elevação/redução da temperatura reacional no 
que tange concentração de NO2 no equilíbrio. 
 
Questão 07 Considere que você deseja produzir 
grafeno (C(s)) em um reator aberto que opera a 
900°C e 0,0054 atm. O reator é alimentado 
com uma corrente contendo CH4 e H2, sendo a 
pressão parcial de CH4 igual a 0,0027 atm. 
CH4(g) ⇄ C(s) + 2H2(g) 
(H(900oC)=89,9kJ.mol-1;S(900oC)=109,1 
J.mol-1.K-1) 
a) Defina se nas condições propostas a reação é 
ou não viável de um ponto de vista 
 termodinâmico. 
b) Admitindo-se que reagentes e produtos 
permanecem tempo suficiente dentro do reator 
para que o equilíbrio seja atingido, determine a 
massa em gramas de grafeno produzido, para 
cada mol de mistura (CH4 + H2) alimentados. 
 
Questão 08 Considere a reação de decomposição 
plena de 1,0 mol de C2Cl4 em um recipiente 
fechado de volume constante e igual a 25 L, a 
573 K. A reação em questão pode ser 
representada pela seguinte equação balanceada: 
C2Cl4 ⇄ 2C + 2Cl2(g) 
Sabe-se que o valor de KP na temperatura de 
interesse é igual a 1,7, e que a entalpia molar 
padrão do processo (ΔHo) pode ser considerada 
constante e igual a 10 kJ/mol 
a) Calcule o valor de Go. 
b) Calcule o valor de KC nas condições dadas. 
c) Calcule a constante de equilíbrio a 600 K, e 
discuta o resultado encontrado à luz do princípio 
de Le Chatelier. 
 
Questão 09 O metanol, composto orgânico 
classificado como um álcool é muito utilizado 
como combustível em carros com alta velocidade. 
A reação de formação do metanol pode ser 
representada pela seguinte equação balanceada. 
C(s) + ½ O2(g) + 2H2(g)  CH3OH(g) 
(ΔGo(25oC) = -166,27 kJ.mol-1) 
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio 
para esta reação, em função das pressões 
parciais. 
b) Determine o valor de Kp para a reação acima 
a 25oC. 
c) Determine o valor de Kc na mesma 
temperatura. 
 
Questão 10 Considere uma mistura gasosa em 
equilíbrio: X(g)  Y(g) + Z(g) em que as massas 
molares de cada gás são: MX = 100 g.mol-1, MY = 
25 g.mol-1 e MZ = 75 g.mol-1. O equilíbrio foi 
alcançado a 27oC, quando 1 mol de X(g) se 
decompôs em Y(g) e Z(g). Em uma temperatura 
igual a 27°C e 1 atm, a densidade da mistura 
gasosa em equilíbrio é igual a 3,0 g.L-1. Calcule o 
grau de dissociação de X(g) para que se atinja o 
equilíbrio. 
 
 
 9 
Questão 11 Considere a seguinte reação de 
decomposição do óxido de alumínio, que ocorre 
em um sistema fechado, a 25C. 
Al2O3(s)  2 Al(s) + 3/2 O2(g) 
Sabe-se ainda que para a referida reação a 
entalpia molar padrão () e a energia de Gibbs 
molar padrão (G) são respectivamente iguais a 
90,83 kJ.mol-1 e 58,54 kJ.mol-1, na referida 
temperatura. 
a) Determine pressão do O2(g) em equilíbrio com 
Al2O3(s) a 25C. 
b) Proponha ao menos dois caminhos, que 
permitam a elevação da quantidade de oxigênio 
produzido. 
 
Questão 12 Em um recipiente fechado com 
capacidade igual a dois L, que se encontrava 
completamente vazio, sob vácuo, foi colocada 
inicialmente uma amostra de 10,0 g de 
pentacloreto de vanádio gasoso. Logo em seguida, 
esta amostra foi aquecida a 1250 K, ocorrendo a 
decomposição de parte das moléculas de VCl5, 
conforme a seguinte equação química balanceada. 
VCl5(g) ⇄ VCl3(g) + Cl2(g) 
(ΔHo(25oC) = + 262,7 kJ.mol-1) 
Sabe-se que, no equilíbrio, a pressão medida no 
recipiente apresentou um valor igual a 3,51 atm. 
Considerando a mistura de gases ideal, calcule a 
constante de equilíbrio do processo a 1300 K. 
 
Questão 13 Considere a reação de decomposição 
do tetróxido de dinitrogênio, com variação da 
energia livre de Gibbs padrão (ΔGo) igual a 5,8 
kJ.mol-1 a 25°C. A partir desta informação 
determine o grau de dissociação no equilíbrio, 
sabendo que a pressão total é igual a 10 atm. 
N2O4(g)  2 NO2(g) 
 
 
 
 
Questão 14 Um aluno do curso de engenharia 
química estudou em seu projeto de iniciação 
científica a redução do óxido de cobre pelo 
hidrogênio a 1 atm e 300oC. 
CuO(s) + H2(g) ⇄ Cu(s) + H2O(g) 
Sabe-se que H e S da reação em questão 
apresentam valores respectivamente iguais a -
90,4 kJ/mol e 38,3 J/mol.K. 
a) Determine a energia livre de Gibbs padrão 
molar do processo (∆G°). 
b) Determine a constante de equilíbrio nas 
condições dadas e comente sobre a viabilidade da 
reação. 
c) Calcule as frações molares de H2 e H2O no 
equilíbrio assumindo que a fase gasosa se 
comporta como ideal. 
 
Questão 15 Considere a reação de oxidação do N2 
pelo oxigênio, representada pela seguinte equação 
química balanceada: 
N2(g) + O2(g) ⇄ 2 NO(g), ΔH° = + 55 kcal. 
Nos itens abaixo, comente sobre o efeito esperado 
das respectivas perturbações, no que tange o 
deslocamento do equilíbrio químico em questão. 
a) Aumento de temperatura à pressão constante. 
b) Diminuição de pressão à temperatura 
constante. 
c) Aumento de concentração de O2 à 
temperatura constante. 
d) Aumento de concentração de NO à 
temperatura constante. 
 
 
 10 
Questão 16 A síntese de amônia abaixo, é 
considerada por muitas pessoas como a maior 
descoberta do século XX, e é conduzida em 
âmbito industrial mediante a hidrogenação do 
N2, de acordo com a equação abaixo. 
N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g) (∆H°(25oC) = - 91,9 
kJ; ∆G°(25oC) = - 32,8 kJ) 
a) Considerando que a reação é conduzida a 
25oC, determine a variação de entropia padrão 
molar do processo. 
b) Determine a constante de equilíbrio do 
processo, caso o mesmo fosserealizado a 50oC. 
c) Considerando que você dispõe de dois reatores 
para produzido NH3, sendo o primeiro fechado e 
o segundo aberto. Assumindo-se que a pressão 
inicial no reator fechado é igual à pressão total 
no reator aberto, em sua opinião, qual dos 
reatores seria o mais recomendado para a 
execução do processo? Justifique. 
 
Questão 17 Considere as reações químicas 
apresentadas a seguir, cujas constantes de 
equilíbrio foram determinadas a 400oC. 
Fe2O3(s) + 3 CO(g)  2 Fe(s) + 3 CO2(g) 
K1 = 2,6.102 
C(s) + CO2(g)  2CO(g) 
K2 =7,6.10-5 
a) Construa equações que permitam 
determinar KP pra ambos os processos. 
b) Discuta possíveis efeitos do aumento da 
temperatura na reação de redução do Fe2O3, 
sabendo que a 400oC, a entalpia molar padrão 
(ΔHo) é igual a -36,2 kJ/mol. 
c) Discuta possíveis efeitos da diminuição do 
volume do reator sobre o equilíbrio, para a reação 
de decomposição do CO2, considerando que a 
temperatura permanece constante. 
d) Determine a pressão parcial de CO no 
equilíbrio para a reação de redução do Fe2O3 pelo 
grafite, considerando que a mesma será realizada 
a 400oC. 
Fe2O3(s) + 3C(s) ⇄ 2 Fe(s) + 3 CO(g) 
Questão 18 Seja a reação de decomposição do 
N2O4, representada pela equação abaixo. 
N2O4(g)  2 NO2(g) (S°(25oC) = + 175,83 J.K-
1.mol-1; G°(25oC) = + 4,73 kJ.mol-1) 
a) Calcule a variação de entalpia padrão, (H°), 
em kJ.mol-1 da reação a 25°C, e diga se o 
processo é exotérmico ou endotérmico. 
b) Determine KP. 
c) Calcule a variação da energia livre, G, da 
reação, a 25°C, no momento em que estão 
presentes 0,20 mol de N2O4 e 0,80 mol de NO2 
em um recipiente fechado de um litro, e 
determine em que sentido o processo pode ser 
considerado espontâneo. 
 
Questão 19 O equilíbrio de Bourdouix, 
representado pela equação química abaixo, 
apresenta considerável relevância para a indústria 
metalúrgica. 
C(s) + CO2(g) ⇄ 2CO(g) 
a) Com base nas reações de formação do CO e 
CO2, determine a constante de equilíbrio para 
a reação de Bourdaix a 250oC. 
C(s) + O2(g) ⇄ CO2(g) 
(H°(400oC) = - 393,668 kJ.mol-1; S°(400oC) 
= + 2,49 kJ.mol-1) 
C(s) + 1/2O2 (g) ⇄ CO(g) 
(H°(400oC) = - 110,036 kJ.mol-1; S°(400oC) 
= + 90,79 kJ.mol-1) 
b) Assumindo que a fase gasosa é ideal, determine 
as pressões parciais de O2, CO e CO2 no 
equilíbrio a 250oC e 1 atm. 
c) Finalmente, discuta se nas condições dadas a 
redução da hematita (Fe2O3) gerando 
 magnetita (Fe3O4) seria possível, sabendo que a 
constante de equilíbrio da referida a reação 
a 400oC apresenta um valor igual a 9,347.105. 
3 Fe2O3(s) + CO(g) ⇄ 2 Fe3O4(s) + CO2(g) 
 
 
 11 
Questão 20 Considere a reação de decomposição 
térmica de um óxido genérico (X2O), 
representada pela equação química balanceada a 
seguir: 
X2O(s)  2 X(s) + ½ O2(g) 
(H = + 35,0 kJ.mol-1; S = 0,088 kJ.mol-1.K-
1) 
a) Com base no valor de G, proponha uma 
temperatura mínima para a realização do 
processo. 
b) Determine a pressão de oxigênio no equilíbrio, 
na temperatura proposta. 
c) Finalmente, discuta possíveis efeitos 
relacionados à elevação da temperatura e da 
pressão total sobre o valor determinado no item 
(b). 
 
Questão 21 Considere que você deseja reduzir 
uma amostra de NiO em uma atmosfera 
contendo CO a 450oC. 
NiO(s) + CO(g) ⇄ Ni(s) + CO2(g) 
(H(400oC) = -46,2 kJ.mol-1) 
Para tal, você dispõe de um forno com entrada 
para gases, e decide por injetar uma mistura 
contendo CO e CO2, sendo a razão entre as 
pressões parciais de CO e CO2 igual a 1.10-5. 
Sabe-se que a reação de redução do NiO 
apresenta uma constante de equilíbrio a 400oC 
igual a 4,34.103. 
a) Calcule a razão entre as pressões parciais de 
CO e CO2 associada ao equilíbrio em questão 
a 450oC. 
b) Em sua opinião, a redução pretendida é 
termodinamicamente viável nas condições 
 impostas? Justifique. 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 22 Considere a reação de Shift, muito 
empregada em âmbito industrial para a produção 
de misturas de CO e H2 (gás de síntese). 
Considere que a reação é conduzida em um 
reator aberto (pressão constante) a 580°C, 
alimentado com uma corrente gasosa, onde as 
pressões parciais de CO2, H2, CO e H2O, são 
respectivamente iguais a 0,4 atm, 0,4 atm, 0,1 
atm, 0,1 atm. 
CO2(g) + H2(g) ⇄ CO(g) + H2O(g) (H(580oC)=36,4 
kJ.mol-1; S(580oC)=33,7 J.mol-1.K-1) 
a) Defina se nas condições propostas a reação é 
ou não viável de um ponto de vista 
 termodinâmico. 
b) Admitindo-se que reagentes e produtos 
permanecem tempo suficiente dentro do reator 
para que o equilíbrio seja atingido, determine a 
composição do gás de síntese gerado.