Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Universidade Federal Fluminense Instituto de Ciências Exatas – ICEx Departamento de Química Lista de Exercícios – Cinética Química Química Geral (Profª Julliane Yoneda) 1- Dê as velocidades relativas de desaparecimento de reagentes e formação de produtos para cada uma das seguintes reações: a) 2O3(g) → 3O2(g) c) 2NO(g) + Br2(g) → 2 NOBr(g) b) 2HOF(g) → 2 HF(g) + O2(g) d) N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) 2- Na reação 2O3(g) → 3O2(g), a velocidade de formação de O2 é 1,5x10-3 mol.L-1. s-1. Qual é a velocidade de decomposição do O3? 3- Dados experimentais são listados para a reação A → 2 B: Tempo (s) 0,00 10,0 20,0 30,0 40,0 [B] mol.L-1 0,00 0,326 0,572 0,750 0,890 a) Prepare um gráfico com esses dados, calcule a taxa de variação de [B] para cada intervalo de 10 s de 0,0 a 40,0 s. A taxa de variação diminui de um intervalo de tempo para o próximo? Justifique. b) Como a taxa de variação de [A] está relacionada com a taxa de variação de [B] em cada intervalo? Calcule a taxa de variação de [A] no intervalo de 10,0 a 20,0 s. c) Qual é a velocidade instantânea quando [B] = 0,750 mol.L-1? 4- A velocidade inicial de uma reação A + B → C foi medida para várias concentrações iniciais diferentes de A e B, e os resultados são como seguem: Experimento [A] (mol.L-1) [B] (mol.L-1) Velocidade Inicial (mol.L-1. s-1) 1 0,100 0,100 4,0 x 10-5 2 0,100 0,200 4,0 x 10-5 3 0,200 0,100 16,0 x 10-5 Usando esses dados, determine: a) a lei da velocidade para a reação b) a magnitude da constante da reação c) a velocidade de reação quando [A] = 0,050 mol. L-1 e [B] = 0,100 mol. L-1. 5- Os seguintes dados foram obtidos para a decomposição na fase gasosa de dióxido de nitrogênio a 300 °C, NO2(g) → NO(g) + ½ O2(g): Tempo (s) 0,0 50,0 100,0 200,0 300,0 [NO2] mol.L -1 0,01000 0,00787 0,00649 0,00481 0,00380 A reação é de primeira ou segunda ordem em relação a NO2? 6- A seguinte tabela mostra as constantes de velocidade para o rearranjo de isonitrila de metila a várias temperaturas: Temperatura (°C) 189,7 198,9 230,3 251,2 k (s-1) 2,52 x 10-5 5,25 x 10-5 6,30 x 10-4 3,16 x 10-3 a) A partir desses dados, calcule a energia de ativação para a reação. b) Qual é o valor da constante de velocidade a 430 K? 7- Uma reação A + B → C obedece à seguinte lei de reação: velocidade = k[A]2[B]. a) Se [A] é dobrada, como variará a velocidade? A constante de velocidade variará? Justifique sua resposta. b) Qual são as ordens de reação para A e B? Qual a ordem de reação total? c) Qual a unidade da constante de velocidade? 8- A decomposição de N2O5 em tetracloreto de carbono acontece como segue: 2N2O5 → 4N2 + O2. A lei de velocidade é de primeira ordem em N2O5. A 64 °C a constante de velocidade é 4,82 x 10-3 s-1. a) Escreva a lei de velocidade para a reação. b) Qual é a velocidade de reação quando [N2O5] = 0,0240 mol.L-1? c) O que acontece à velocidade quando a concentração de N2O5 é dobrada para 0,0480 mol.L-1? 9- O íon iodeto reage com o íon hipoclorito (o ingrediente ativo de alvejantes clorados) da seguinte forma: OCl - + I - → OI - + Cl - Essa reação rápida fornece os seguintes dados de velocidade: [OCl-], mol.L-1 [I-], mol.L-1 Velocidade, mol.L-1.s-1 1,5 x 10-3 1,5 x 10-3 1,36 x 10-4 3,0 x 10-3 1,5 x 10-3 2,72 x 10-4 1,5 x 10-3 3,0 x 10-3 2,72 x 10-4 a) Escreva a lei de velocidade para essa reação. b) Calcule a constante de velocidade. c) Calcule a velocidade quando [OCl- ] = 1,0 x 10-3 mol.L-1 e [ I- ] = 5,0 x 10-4 mol.L-1. 10- A reação 2ClO2 (aq) + 2OH – (aq) → ClO3- (aq) + ClO2 – (aq) + H2O(l) foi estudada com os seguintes resultados: Experimento [ClO2] (mol.L -1) [OH-] (mol.L-1) Velocidade, mol.L-1.s-1 1 0,060 0,030 0,02484 2 0,020 0,030 0,00276 3 0,020 0,090 0,00828 a) Determine a lei de velocidade para a reação. b) Calcule a constante de velocidade. c) Calcule a velocidade quando [ClO2] = 0,010 mol.L-1 e [OH-] = 0,015 mol.L-1. 11- Considere a reação na fase gasosa entre óxido nítrico e o bromo a 273 °C: 2NO(g) + Br2 (g) → 2NOBr(g). Os seguintes dados para a velocidade inicial de aparecimento de NOBr foram obtidos: Experimento [NO] (mol.L-1) [Br2] (mol.L -1) Velocidade inicial (mol.L-1.s-1) 1 0,10 0,20 24 2 0,25 0,20 150 3 0,10 0,50 60 4 0,35 0,50 735 a) Determine a lei de velocidade. b) Calcule o valor médio da constante de velocidade para o aparecimento de NOBr a partir dos quatro conjuntos de dados. c) Como a velocidade de aparecimento de NOBr relaciona-se com a velocidade de desaparecimento de Br2? d) Qual é a velocidade de desaparecimento de Br2 quando [NO] = 0,075 mol.L-1 e [Br2] = 0,25 mol.L-1. 12- A decomposição do cloreto de sulfurila (SO2Cl2) é um processo de primeira ordem. A constante de velocidade para a decomposição a 660 K é 4,5 x 10-2 s-1. a) Se começamos com uma pressão inicial de 375 torr, qual é a pressão dessa substância após 65 s? b) A qual tempo a pressão de SO2Cl2 (g) cairá para um décimo de seu valor inicial? 13- Para o processo elementar, N2O5 (g) → NO2 (g) + NO3 (g), a energia de ativação (Ea) e ΔE total são 154 kJ/mol e 136 kJ/mol, respectivamente. a) Esboce o perfil de energia para essa reação e rotule Ea e ΔE. b) Qual é a energia de ativação para a reação inversa? 14- Com base nas energias de ativação e nas variações de energia, e supondo que todos os fatores de colisão são os mesmos, qual das seguintes reações seria a mais lenta? a) Ea = 45 kJ/mol; ΔE= -25 kJ/mol; b) Ea = 35 kJ/mol; ΔE= -10 kJ/mol; c) Ea = 55 kJ/mol; ΔE= 10 kJ/mol. 15- A dependência da constante de velocidade com a temperatura para a reação: CO(g) + NO2(g) → CO2(g) + NO(g), está tabelada como segue: Temperatura (K) 600 650 700 750 800 k (mol-1.L.s-1) 0,028 0,22 1,3 6,0 23,0 Calcule Ea e A. 16- Se Ea= 30 kcal/mol, determine o efeito de uma elevação de 10°C na temperatura sobre a constante de velocidade à temperatura ambiente. 17- Qual é molecularidade de cada um dos seguintes processos elementares? Escreva a lei de velocidade para cada um. 18- Com base no seguinte perfil de reação, quantos intermediários são formados na reação A → C? Quantos estados de transição existem? Qual etapa é a mais rápida? A reação A → C é exotérmica ou endotérmica? Energia Caminho da reação A C B 19- A reação 2NO(g) + Cl2(g)→ 2NOCl(g) obedece à lei de velocidade, velocidade = k [NO]2 [Cl2]. O seguinte mecanismo foi proposto para essa reação: NO(g) + Cl2(g)→ NOCl2(g) NOCl2(g) + NO(g)→ 2NOCl(g) a) Qual seria a lei de velocidade se a primeira etapa fosse a etapa determinante da velocidade? b) Com base na lei de velocidade observada, o que você pode concluir sobre as velocidades relativas das duas etapas? 20- A oxidação de SO2 a SO3 é catalisada por NO2. A reação procede como a seguir: NO2(g) + SO2(g)→ NO(g) + SO3(g) 2NO(g) + O2(g)→ 2NO2(g) a) Mostre que as duas reações podem ser somadas para fornecer a oxidação total de SO2 por O2 para dar SO3. b) Por que consideramos o NO2 um catalisador, e não um intermediário nessa reação? Respostas: 1) a) -1/2 d[O3]/dt = 1/3 d[O2]/dt 2) 1.10 -3 mol. L-1. s-1 3) a) Sim. b) 0,0123 mol. L-1. s-1 c) 0,0163 mol. L-1. s-1 4) a) v = k [A]² b) 4.10-3 mol-1. L. s-1 c) 1.10-5 mol. L-1. s-1 5) 2ª ordem 6) a) 157,9 kJ/mol b) 1,2.10-6 s-1 7) a) A velocidade é 4 x maior. K não varia. b) 2ª ordem, 1ª ordem e 3ª ordem, respectivamente. c) L².s-1.mol-2 8) a) v = 4,82.10-3 [N2O5] b) 1,16.10 -4 mol. L-1. s-1 c) Dobra 9) a) v = k [OCl-] [I-] b) 60,4 L.mol-1.s-1 c) 3,02.10-5 mol. L-1.s-1 10) a) v = k [ClO2]²[OH -] b) 230 M-2.s-1 c) 3,45.10-4 mol. L-1. s-1 11) a) v = k [NO]²[Br2] b) 1,2.10 4 L².mol-2.s-1 c) –d[Br2]/dt = ½ d[NOBr]/dt d) 8,4 mol. L -1. s-1 12) a) 20,12 torr b) 51,2 s 13) b) 18 kJ/mol 14) c 15) a) 1,34.102 kJ/mol e 1,2.1010 16) A reação se torna 5 vezes maisrápida 17) a) bimolecular b) unimolecular c) unimolecular 18) Um, dois, B → C, exotérmica 19) a) v = k [NO] [Cl2] b) Que a segunda etapa deve ser a mais lenta. 20) b) Porque participa do mecanismo sem ser consumido.
Compartilhar