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Química: Cinética química INSTITUTO FEDERAL DO ESPIRITO SANTO CAMPUS IBATIBA CELEBRAÇÃO DO APRENDIZADO - 02 NOME: DATA: / / Prof. Abiney Lemos Cardoso O medo faz parte da vida da gente. Algumas pessoas não sabem como enfrentá- lo, outras - acho que estou entre elas - aprendem a conviver com ele e o encaram não como uma coisa negativa, mas como um sentimento de autopreservação. Ayrton Senna 1º Questão – Quando se abana carvão em brasa, que está na churrasqueira, ele se torna mais incandescente. Por quê? 2º Questão – Experimentalmente foi determinado que, para a reação entre os gases hidrogênio e monóxido de nitrogênio, a lei de velocidade é v = k.[H2].[NO]2 A) Qual a ordem da reação, com relação ao H2? B) Qual a ordem da reação, com relação ao NO? C) Qual a ordem global da reação? D) O que vem a ser k na expressão matemática acima? 3º Questão – Analise o seguinte diagrama e responda às perguntas: a) Qual é a equação da reação química envolvida? b) Quantas e quais são as moléculas que colidem nessa reação elementar? c) Como se chama a situação representada por “N3O2”? d) A que corresponde o trecho marcado com a letra x? e) A que corresponde o trecho marcado com a letra y? f) A reação em questão é endotérmica ou exotérmica? 4º Questão – Considere a reação elementar: Br2 + 2NO 2NOBr. a) Qual é a equação de velocidade (lei cinética) para ela? b) O que acontecerá com a velocidade da reação se duplicarmos a concentração, em mol/L, de Br2? c) O que acontecerá com a velocidade da reação se duplicarmos a concentração, em mol/L, de NO? d) O que acontecerá com a velocidade da reação se duplicarmos as concentrações, em mol/L, de Br2 e NO? 5º Questão – Para a reação de decomposição do N2O5, verificou-se que v = k[N2O5]. O que acontece com a velocidade Química: Cinética química quando: A) duplicamos a concentração, em mol/L, de N2O5? B) triplicamos a concentração, em mol/L, de N2O5? 6º Questão – A aparelhagem ao lado permite realizar a reação entre uma solução de ácido clorídrico e um pedaço do metal zinco, coletando o gás produzido. Faça um gráfico (esboço) representando volume de gás hidrogênio em função do tempo, do início até o fim da reação. Represente (desenhando outra curva) como seria o gráfico se a reação fosse repetida utilizando-se pó de zinco (mantendo-se todas as demais condições constantes: quantidades dos reagentes, temperatura etc.). 2HCl(aq) + Zn(s) ZnCl2(aq) + H2(g) 7º Questão – Ao ser colocada sobre um ferimento recente, a água oxigenada toma contato com uma substância X presente no interior das células. Essa substância X acelera a reação química assim equacionada: 2H2O2(aq) 2 H2O(l) + O2(g) Nesse momento, a água oxigenada parece ferver. a) Explique o que vem a ser essa aparente fervura. b) Qual é o papel desempenhado pela substância X? 8º Questão – Analise o seguinte diagrama e responda às perguntas: A) Qual é a equação da reação química envolvida? B) Que curva corresponde à reação sem catálise? C) Que curva corresponde à reação catalisada? D) A que corresponde o trecho marcado com a letra x? E) A que corresponde o trecho marcado com a letra y? F) A presença do catalisador afeta a energia de ativação? G) A que corresponde o trecho marcado com a letra z? H) A reação em questão é endotérmica ou exotérmica? I) A presença do catalisador afeta o ∆H da reação? 9º Questão – A aparelhagem desenhada abaixo permite realizar a reação de decomposição da água oxigenada. A) Qual é o gás que será recolhido à direita? B) Equacione a reação. C) Faça um gráfico (esboço) representando volume de gás em função do tempo, desde o início até o fim da reação. Represente (desenhando outra curva) como seria o gráfico se a reação fosse repetida na presença de um catalisador (e mantendo-se todas as demais condições constantes: quantidades dos reagentes, temperatura etc.). Química: Cinética química 10º Questão – Numa das etapas da produção do ácido sulfúrico ocorre a reação equacionada a seguir: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) Ela é realizada atualmente (o método é chamado processo de contato) utilizando-se platina metálica sólida como catalisador. Responda: A) Por que é importante usar o catalisador? Explique como ele atua. B) Trata-se de uma catálise homogênea ou heterogênea? 11º Questão – (Fuvest-SP) O estudo cinético, em fase gasosa, da reação representada por: NO2 + CO CO2 + NO mostrou que a velocidade da reação não depende da concentração de CO, mas depende da concentração de NO2 elevada ao quadrado. Esse resultado permite afirmar que: (explique sua escolha) A) o CO atua como catalisador. B) o CO é desnecessário para a conversão de NO2 em NO. C) O NO2 atua como catalisador. D) a reação deve ocorrer em mais de uma etapa. E) a velocidade da reação dobra se a concentração inicial de NO2 for duplicada. 12º Questão – (IME-RJ) A reação: 3ClO- ClO-3 " 2Cl- pode ser representada pelo seguinte diagrama de energia potencial (EP) pela coordenada da reação Pede-se: A) propor um mecanismo para a reação, composto por reações elementares; B) a expressão da velocidade de reação global. Justifique a resposta 13º Questão – (Vunesp) A fonte energética primária do corpo humano vem da reação entre a glicose (C6H12O6) em solução e o oxigênio gasoso transportado pelo sangue. São gerados dióxido de carbono gasoso e água líquida como produtos. Na temperatura normal do corpo (36,5°C), a interrupção do fornecimento energético para certos órgãos não pode exceder 5 minutos. Em algumas cirurgias, para evitar lesões irreversíveis nesses órgãos, decorrentes da redução da oxigenação, o paciente tem sua temperatura corporal reduzida para 25°C, e só então a circulação sanguínea é interrompida. A) Formule a equação química balanceada que representa a reação entre a glicose e o oxigênio. B) Explique por que o abaixamento da temperatura do corpo do paciente impede a ocorrência de lesões durante a interrupção da circulação. 14º Questão – (UFPB) Um dos capítulos interessantes da química relaciona-se à cinética, que estuda a velocidade das reações e os fatores que a influenciam, como temperatura, pressão e natureza dos reagentes. Para fixar o assunto com seus alunos, um professor, utilizando comprimidos de Sonrisal, antiácido efervescente à base de NaHCO3 , realizou os seguintes experimentos: I. Em um copo com 100 mL de água fria dissolveu um comprimido. Num segundo copo com a mesma quantidade de água, porém morna, dissolveu outro comprimido. II. Utilizando mais uma vez dois comprimidos e copos com o mesmo volume de água, à mesma temperatura, comparou a velocidade da reação usando um comprimido inteiro e outro finamente triturado. Química: Cinética química A partir das informações observadas nos testes realizados, responda: A) No teste I, em que copo o comprimido se dissolveu mais rápido? Justifique. B) No teste II, em que caso a reação foi mais rápida? Por que isto acontece? 15º Questão – (Vunesp) O peróxido de hidrogênio, H2O2, comumente chamado de água oxigenada, pode reagir com íons I- em solução aquosa, segundo uma reação que se processa em duas etapas: (1ª etapa, lenta) H2O2 + I- H2O + IO- (2ª etapa, rápida) H2O2 + IO- H2O + O2 + I- A) Com base nessas etapas, pode-se afirmar que a reação é catalisada? Justifique sua resposta. B) Represente a equação química balanceada da reação global que ocorre entre peróxido de hidrogênio e íons I # em solução. 16º Questão – (UFMG) A queima de açúcar na atmosfera ocorre a uma temperatura superior a 500 °C. Nos organismos vi vos, essa reação ocorre a cerca de 37 °C. Sobre esses fatos são feitas as afirmativas A e B. Indique se são corretas ou incorretas, explicando os motivos da resposta. A) Nosorganismos vivos, a reação ocorre com menor energia de ativação. B) À temperatura de 500 °C, a reação é exotérmica, e a 37 °C, ela é endotérmica. 17º Questão – (Vunesp-SP) A hidrólise do brometo de metila pode ser representada pela equação abaixo e pelo gráfico a seguir: Com relação a essa reação, assinale a alternativa que contém a afirmação incorreta. (explique sua escolha) A) E3 é o abaixamento de energia de ativação devido ao catalisador. B) E5 é a variação de entalpia da reação, que é exotérmica. C) E1 é a energia de ativação sem catalisador, e E2 é a energia de ativação com catalisador. D) O íon I1– (aq) é catalisador da reação, que se processa com liberação de calor. E) E4 é a energia de ativação do catalisador, que é o I1– (aq). 18º Questão – Foi misturado 2 mols de gás hidrogênio com 3 mols de gás cloro num recipiente fechado. Suponha que do início da mistura até 15 s, a reação H2 + Cl2 → 2HCl ocorra conforme os dados da tabela. Química: Cinética química Tempo (s) Quantidade de matéria (em mols) de H2 existente Quantidade de matéria (em mols) de Cl2 existente Quantidade de matéria (em mols) de HCl existente 0 2,0 3,0 0 1 1,75 2,75 0,5 3 1,5 2,5 1,0 6 1,25 2,25 1,5 10 1,0 2,0 2,0 15 0,75 1,75 2,5 A) Calcule a velocidade em relação a cada participante e a velocidade média da reação no intervalo de 10 a 15s. B) Usando o espaço abaixo, construa o gráfico que mostra a variação da quantidade existente (em mol) de cada participante em função do tempo. Represente a quantidade em mol na ordenada e o tempo na abcissa. M ol s Tempo (s) 19º Questão – O conhecimento e o estudo da velocidade das reações, além de ser muito importante em termos industriais, também está relacionado ao nosso dia a dia, por exemplo, quando guardamos alimentos na geladeira para retardar sua decomposição ou usamos panela de pressão para aumentar a velocidade de cozimento dos alimentos. As reações químicas ocorrem com velocidades diferentes e estas podem ser alteradas. Em relação á cinética química responda os itens a seguir: A) O que é velocidade média de uma reação? B) Que condições são necessárias para que ocorra uma reação? C) O que afirma a teoria das colisões? Química: Cinética química D) O que é energia de ativação? 20º Questão – Os itens 1, 2, 3 e 4 abaixo se relacionam com a reação química: 1 Fe(s) + 2 H1+(aq) 1 Fe2+(aq) + 1 H2(g) Em cada um dos casos descritos nos itens de 1 a 4, as reações ocorrem em duas condições diferentes. Explique o que acontece com a taxa de desenvolvimento dessa reação nas duas condições expressas em cada item. 1. Uma lâmina de 10 g de ferro reage com: A) 200 mL de uma solução de HCl 1,0 mol/L; B) 200 mL de uma solução de H3CCOOH 1,0 mol/L. 2. Uma lâmina de 10 g de ferro reage com um determinado volume de solução de HCl 1,0 mol/L: A) na temperatura de 25 °C; B) na temperatura de 35 °C. 3. 1 200 mL de solução de HCl 1,0 mol/L reagem com: A) um prego de ferro de 10 g; B) 10 g de palha de aço. 4. Uma lâmina de 10 g de ferro reage com: A) 200 mL de uma solução de HCl 1,0 mol/L; B) 200 mL de uma solução de HCl 0,10 mol/L.
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