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DSc. Jussara Aparecida de Oliveira Cotta. Professora da UEMG, João Monlevade – MG. E-mail: japcotta@hotmail.com DISCIPLINA DE FÍSICO-QUÍMICA I EQUILÍBRIO QUÍMICO Questão 1 - As constantes de equilíbrio para as seguintes reações foram medidas a 823K: CoO(s) + H2(g) ↔ Co(s) + H2O(g) K= 67 CoO(s) + CO(g) ↔ Co(s) + CO2(g) K= 490 A partir desses dados, calcule a constante de equilíbrio da reação: CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g), medidos a 823K Questão 2 - Um importante equilíbrio na química da poluição do ar é a reação: NO2(g) ↔ NO(g) + 1/2 O2(g), Kp= 6,6 x 10-7 em unidade de atmosfera a 25oC. Qual é o valor de Kp para 2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) Questão 3 - Nitrogênio e hidrogênio reagem formando amônia segundo a reação: 1/2N2+ 3/2H2 ↔ NH3 ∆H= -46 KJmol-1 Se uma mistura dos três gases estivesse em equilíbrio, qual seria o efeito sobre a quantidade de NH3 se ocorresse o seguinte: a) A mistura fosse comprimida. b) A temperatura fosse elevada. c) Se mais H2 fosse introduzido. Questão 4 - Arsênio, As4, pode ser extraído de seus minérios, primeiramente tratando o minério com oxigênio para formar As4O6 sólido, e em seguida reduzindo-se este óxido com carvão, como mostra a equação química: As4O6(s) + 6C(s) ↔As4(g) + 6CO(g) Prever a direção do deslocamento do equilíbrio em resposta a cada uma das modificações abaixo: a) Adição de monóxido de carbono b) Remoção de arsênio gasoso Questão 5 - (Atkins): Os dois poluentes do ar, SO2 e NO2, podem reagir na atmosfera como a reação SO2(g) + NO2(g) ↔ SO3(g) + NO(g). Diga qual é o efeito das seguintes alterações na quantidade de NO quando a reação entra em equilíbrio em um bulbo de aço inoxidável com entradas para a admissão de compostos químicos: a) a quantidade de NO2 aumenta; b) SO3 é removido por condensação; Questão 6 - A constante de equilíbrio Kp para a reação PCl5(g) + 92 kJ/mol ↔ PCl3(g) + Cl2(g) é 1,05 a 250oC. Misturou-se em um recipiente fechado, PCl5, PCl3 e Cl2 a pressões parciais de 0,177 atm, 0,223 atm e 0,111atm, respectivamente, a 250oC. a) Quando estes gases foram misturados em um recipiente fechado, a 250oC, haverá alguma reação? Que espécies terão suas pressões parciais aumentadas e quais terão suas pressões parciais diminuídas? b) Como será afetado o equilíbrio se o volume do recipiente for reduzido à metade? Justifique. c) Como será afetado o equilíbrio se a temperatura for subitamente elevada para 500oC? DSc. Jussara Aparecida de Oliveira Cotta. Professora da UEMG, João Monlevade – MG. E-mail: jussara.cotta@uemg.br Questão 7 - Em solução aquosa, íons cromato, CrO42-(aq), coexistem em equilíbrio com íons dicromato, Cr2O7 2 -(aq), de cor laranja, segundo a reação: 2 CrO42-(aq), + 2 H +(aq) ↔ Cr2O7 2-(aq) + H2O(l) Joãozinho queria intensificar a cor laranja do equilíbrio e pensou em três fatores que poderiam ajudá-lo: 1. aumentar a [H3O +] 2. adicionar OH – Escreva qual(ais) do(s) fator(es) pensados por Joãozinho intensificariam a cor laranja e justifique Questão 8 - No vinagre ocorre o seguinte equilíbrio: CH3COOH (aq) + H2O (l) H3O+ (aq) + CH3COO− (aq) Que efeito provoca nesse equilíbrio a adição de uma substância básica? Justifique a sua resposta. Questão 9 - Calcule a constante de equilíbrio, em termos de concentração, para a reação representada pela equação química 2SO2 + O2 ↔ 2SO3, sabendo que nas condições de temperatura e pressão em que se encontra o sistema existem as seguintes concentrações dos compostos presentes no equilíbrio: [SO3]= 0,1 mol/L; [O2]= 1,5 mol/L e [SO2]= 1,0 mol/L. Questão 10 - Os óxidos de nitrogênio desempenham um papel chave na formação de "smog fotoquímico". A queima de combustíveis a alta temperatura é a principal fonte de óxidos de nitrogênio. Quantidades detectáveis de óxido nítrico são produzidas pela reação em equilíbrio: N2(g) + O2(g) ↔ 2NO(g) Com uma Keq é igual a 5 a uma determinada temperatura. Supondo o sistema em equilíbrio e que nessa temperatura as pressões parciais de NO e N2 sejam de 0,1atm e 0,2atm, respectivamente. Portanto, a pressão parcial de O2 no equilíbrio é igual a: a) 0,02 b) 0,01 c) 0,1 d) 0,4 e) 4 Questão11 - Assinale abaixo qual alternativa é incorreta acerca de um equilíbrio químico: a) A velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa. b) Ambas as reações (direta e inversa) ocorrem simultaneamente (trata-se de um equilíbrio dinâmico). c) As características macroscópicas do sistema (desde que fechado) não mais se alteram. d) Os sistemas se deslocam espontaneamente para o estado de equilíbrio. e) Obrigatoriamente, as concentrações de todas as substâncias participantes do equilíbrio devem ser iguais. Questão 12 - Considere o equilíbrio representado pela equação 2 HI (g) ↔ H2 (g) + I2 (g). Suponha que no início só havia HI e sua concentração era de 4 mol/L a uma dada temperatura. Se, após atingido o equilíbrio químico, a concentação de I2 existente no sistema for de 1 mol/L, a constante de equilíbrio será: a) 3 b) 0,25 c) 0,11 d) 0,5 e) 0,33 Questão 13 - Sabendo-se que Kp = Kc (RT)∆n, podemos afirmar que Kp = Kc, para: a) CO2(g) + H2(g) ↔ CO(g) + H2O(g) b) H2(g) + ½ O2(g) ↔ H2O(l) c) N2(g) + 3 H2(g) ↔ 2 NH3(g) DSc. Jussara Aparecida de Oliveira Cotta. Professora da UEMG, João Monlevade – MG. E-mail: jussara.cotta@uemg.br d) NO(g) + ½ O2(g) ↔ NO2(g) e) 4 FeS(s) + 7 O2(g) ↔ 2 Fe2O3(s) + 4 SO2(g) Questão 14 - No sistema, 2 NO2(g) ↔ N2O4(g), a relação Kc/Kp é: a)RT. b)(RT)-1. c)(RT)2. d)(RT)-2. e)(RT)³. Questão 15 - Considere o seguinte equilíbrio químico: 2 H2(g) + CO(g)↔ CH3OH(g) Sabendo que Kc vale 300 mol-2 . L2, a 425ºC, determine o valor de Kp a essa mesma temperatura: (Dado: R = 0,082 atm . L . K-1 . mol-1). a) 9,8 . 105 b) 2,5 . 10-1 c) 9,2 . 10-2 d) 3,64 . 105 e) 9,8 . 10-5 Questão 16 - Em um recipiente de 4,0 L, são colocados 20,85g de PCl5(g). Aquecido a 127ºC, verifica-se que é estabelecido o seguinte equilíbrio químico: 1 PCl5(g) ↔ 1 PCl3(g) + 1 Cl2(g) A pressão atingida pelo sistema é de 1,23 atm. Considerando o comportamento do sistema como o de um gás ideal, determine o valor de Kc nesse equilíbrio à mesma temperatura: (Dados: R = 0,082 atm . L . K-1 . mol-1; Massas molares (g/mol): P = 31, Cl = 35,5). a) 4,6 . 10-2 b) 2,3 . 10-2 c) 1,25 . 102 d) 5,7 . 10-2 e) 1,25 . 10-2 Questão 17 - Calcule a energia de Gibbs padrão e a constante de reação CH4(g) + 3 Cl2(g) ↔ CHCl3(s) + 3HCl(g),(a) 25o C e (b) a 50o C. Admita que a entalpia da reação seja independente da temperature. Questão 18 - A entalpia-padrão de certa reação é aproximadamente constante e igual a + 125 kJ.mol-1 entre 800 K e 1500 K. A energia de Gibbs padrão da reação é + 22 kJ.mol-1 a 1120 K. estime a temperatura em que a constante de equilíbrio fica maior do que 1. Questão 19 - A solubilidade do BaSO4(s), em água a 25oC, foi determinada por meio de medidas de condutividade elétrica como sendo igual a 1,05x10-5M. Calcule o valor do seu Kps a partir deste resultado. Questão 20 - A solubilidade do AgCl é 1,3x10-5 mol L-1 (0,0019 g/L). Se uma amostra de AgCl sólida for colocada em 1,00 L de solução de NaCl 0,55 mol L-1, quantas gramas de AgCl se dissolveram?