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LISTA DE EXERCÍCIOS NO 5 TEMA: CINÉTICA QUI 116 – FÍSICO-QUÍMICA II ENGENHARIA METALÚRGICA – TURMA 11 Professora: Priscila S. Curti 1) A velocidade da reação A + 2B → 3C + D é 1,0 mol.L-1.s-1. a) Dê as velocidades de formação e de consumo dos participantes do sistema reacional. R: -1,0 mol.L-1.s-1; -2,0 mol.L-1.s-1; 3,0 mol.L-1.s-1; 1,0 mol.L-1.s-1 b) A lei de velocidade para a reação acima é v = k[A][B]. Qual a unidade de k? R: L.mol-1.s-1 2) A velocidade de formação de C na reação 2A + B → 2C + 3D é de 1,0 mol.L-1.s-1. a) Dê a velocidade da reação e as velocidades de formação ou de consumo de A, B e D. R: v = 0,5 mol.L-1.s-1; -1,0 mol.L-1.s-1; -0,5 mol.L-1.s-1; 1,5 mol.L-1.s-1 b) A lei de velocidade para a reação acima é v = k[A]2[B]. Qual a unidade de k? Qual a ordem da reação com relação a cada um dos reagentes, e qual a ordem total da reação? R: L2.mol-2.s-1; 2,1,3. 3) A 518 oC, a velocidade de decomposição de uma amostra de acetaldeído gasoso, inicialmente na pressão de 363 Torr, é de 1,07 Torr.s-1, quando 5 % reagiram, e 0,76 Torr.s-1, quando 20% reagiram. Determine a ordem da reação. R: 2 4) Na mesma temperatura apresentada no exercício anterior, a meia-vida da decomposição da amostra de acetaldeído, inicialmente a 363 Torr, é de 410 s, e de 880 s quando a pressão inicial é de 169 Torr. Determine a ordem da reação. R: 2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 5) A constante de velocidade da decomposição do N2O5 na reação 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) é de 3,38 x 10 -5 s-1 a 25 oC. a) Qual o tempo de meia-vida da reação? b) Qual o tempo necessário para que ocorra 70 % de decomposição do N2O5? R: 342 min, 10 h 6) Uma reação de segunda ordem do tipo A + B → P foi conduzida em uma solução que apresentava a concentração inicial de A igual a 0,05 mol.L-1 e 0,08 mol.L-1 de B. Após a reação ocorrer durante 1 h, a concentração de A caiu para 0,020 mol.L-1 e a concentração de B caiu para 0,05 mol.L-1. Determine a constante de velocidade da reação. R: 4,1 x 10-3 L.mol-1s-1 7) A constante de velocidade da reação de segunda ordem: CH3COOC2H5(aq) + OH - (aq) → CH3CO2(aq) + CH3CH2OH(aq) é 0,11 L.mol-1.s-1. No instante inicial, um solução de acetato de etila com concentração igual a 0,1 mol.L-1 foi adicionada a uma solução de hidróxido de sódio com concentração igual a 0,05 mol.L-1. Qual a concentração do éster após: a) 10 s de reação; b) 10 min de reação. R: 0,095 mol.L-1; 0,051 mol.L-1 8) Considere a seguinte reação química: A + B + C → P Determine a ordem da reação com relação a A, B e C e escreva a lei de velocidade completa, incluindo o valor da constante de velocidade, a partir dos dados experimentais apresentados na Tabela. Qual a ordem global da reação? Experimento νo (mol.L -1.s-1) [A]o (mol.L -1) [B]o (mol.L -1) [C]o (mol.L -1) 1 6,76 x 10-6 0,550 0,200 1,15 2 9,82 x 10-7 0,210 0,200 1,15 3 1,68 x 10-6 0,210 0,333 1,15 4 9,84 x 10-7 0,210 0,200 1,77 R: 2; 1; 0; k = 1,12 x10-4 (mol.L-1)-1.s-1, 3 9) A constante de velocidade da decomposição, em fase gasosa, do N2O3 em NO2 e NO é 3,2 x 10 -4 s-1. Em uma reação na qual a concentração inicial de N2O3 é 2,00 mol.L -1, quanto tempo levará para esta concentração diminuir até 0,025 mol.L-1? R: 3,8 h 10) A reação A + B → P é de segunda ordem, com k = 3,50 x 10-4 L.mol-1.s-1. Calcule o tempo necessário para a concentração de A passar de 0,260 mol.L-1 para 0,011 mol.L-1. R: 69,5 h 11) A constante de velocidade da decomposição de certa substância é de 2,80 x 10-3 L.mol-1.s-1 a 30 oC e 1,38 x 10-2 L.mol-1.s-1 a 50 oC. Estime os parâmetros de Arrhenius da reação. R:65 kJ.mol-1, 444 x 106 L.mol-1.s-1 12) Na decomposição térmica de uma nitrila orgânica obtiveram-se os seguintes dados da variação da concentração com o tempo: t (103 s) 0 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 [nitrila] (mol.L-1) 1,10 0,86 0,67 0,52 0,41 0,32 0,25 Determine a ordem da reação e a constante de velocidade. R: 0,124 s-1 13) Para a reação A + B ↔ C + D, várias medidas da velocidade inicial foram NO2 + NO3realizadas usando somente A e B, e somente C e D. A partir dos dados abaixo, calcule a constante de equilíbrio para a reação. Experimento νo (mol.L -1.s-1) [A] (mol.L -1) [B] (mol.L-1) 1 1,081 x 10-5 0,660 1,23 2 6,577 x10-5 4,01 1,23 3 6,568 x10-5 4,01 2,25 Experimento νo (mol.L -1.s-1) [C] (mol.L -1) [D] (mol.L-1) 1 7,805 x 10-7 2,88 0,995 2 1,290 x 10-6 2,88 1,65 3 1,300 x 10-6 1,01 1,65 R:20,9 14) A velocidade de decomposição do dióxido de nitrogênio, NO2, foi medida a várias temperaturas, e os valores obtidos são os seguintes: T (oC) 319 330 354 378 383 k (mol.L-1.s-1) 0,522 0,755 1,700 4,020 5,030 Faça uma estimativa da energia de ativação da reação. R: 114 kJ.mol-1
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