LISTA4a_-_Gases_e_equilíbrio

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LISTA QUÍMICA GERAL 4a – GASES E EQUILÍBRIO
Profa Fatima Ventura Pereira Meirelles
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1 - Considere a reação abaixo em um reator de 10 L, onde as pressões parciais iniciais dos gases PCl3 e Cl2 são 0,73 e 0,49 atm respectivamente. 
PCl3(g) + Cl2(g) → PCl5(g)
a) Calcule o rendimento da reação quando 0,08 mol de PCl5 é formado numa temperatura de 25 °C.
b) Qual a pressão total no reator quando o rendimento da reação aumenta para 75% devido um aumento na temperatura para 200 °C?
2 - Um cilindro provido de um êmbolo móvel contém 1,0 mol de um gás A e 1,0 mol de um gás B nas CNTP. 
Explique o que ocorre à pressão parcial do gás A quando:
a) a temperatura é mantida constante e o volume é reduzido à metade
b) o volume é mantido constante e a temperatura varia para 140 K
c) a quantidade do gás B é dobrada quando o volume e a temperatura não se alteram.
d) a quantidade do gás A é dobrada quando o volume e a temperatura não se alteram. 
3 - Parte A 
Considere a decomposição do iodeto de hidrogênio como mostrada na reação I 
2HI (g) (( H2(g) + I2(g) 	 (Reação I)
a) Quando o iodeto de hidrogênio (HI) é aquecido a 773 K em um recipiente de 1,00 L, ele se decompõe conforme a reação acima. Após uma análise química constatou-se a presença das seguintes concentrações no equilíbrio: H2 = 0,42 mol L1, I2 = 0,42 mol L-1, e HI = 3,52 mol L-1. Calcule o Kc desta reação. 
b) Quais serão as novas concentrações no equilíbrio, se 1 mol de HI(g) for introduzido no recipiente da reação do item a?
Parte B 
Considere agora a reação abaixo no sentido da formação do iodeto de hidrogênio (Reação II)
H2(g) + I2(g) ( 2HI(g) 	 (Reação II)
Sabendo que o valor da constante de equilíbrio (Kc) da reação II é igual a 85 a 553 K:
a) Calcule a composição da mistura da reação no equilíbrio sabendo que 5,0 g de HI(g) foram aquecidos, a 553 K, em um recipiente de 2,00 L.
b) Explique porque não é possível, nesta temperatura, que na mistura no equilíbrio os componentes da reação tenham pressões parciais iguais.
Parte C 
Usando os dados das partes A e B, mostre através de cálculos se a reação I, nas condições-padrão é endotérmica ou exotérmica. Justifique sua resposta.
4 – (P1040408) Na tabela abaixo são apresentados os valores de fração molar (() dos principais constituintes do ar expirado por um indivíduo e do ar atmosférico seco, a 37°C e 1,0 atm.
	Constituinte gasoso
	Fração molar (()
	
	ar expirado
	ar atmosférico seco
	N2
	0,7420
	0,7808
	O2
	0,1520
	0,2095
	Ar
	0,0090
	0,0093
	CO2
	0,0380
	0,0004
	H2O
	0,0590
	0,0
a) Calcule o valor da densidade do ar expirado. 
b) Calcule a razão entre a pressão parcial do CO2 no ar expirado e no ar atmosférico seco.
c) Em altas pressões os gases deixam de se comportar idealmente. Explique.
5 - (P4280608) Considere um sistema com dois balões conectados, conforme a figura abaixo
Quando a válvula é aberta, a 533 K, hidrogênio, H2, reage com oxigênio, O2, conforme a equação:
2H2(g) + O2(g) ( 2H2O(g) 
Considerando que o rendimento da reação é de 100%, responda:
a) Quais substâncias permanecem após o término da reação?
b) Calcule a pressão parcial da(s) substância(s) que permanece(m) no balão.	
 1- Resolução:
	
	PCl3
	+
	Cl2
	(
	PCl5
	Inicial
	0,3
	
	0,2
	
	0
	Final
	(0,3 – 0,08)
	
	(0,2 – 0,08)
	
	0,08
�� EMBED Equation.3 
O reagente limitante é o Cl2, logo 0,2 mol de Cl2 deveriam produzir 0,2 mol de Cl2
 0,2 mol (( 100%		
 0,08 (( x x = 40% de rendimento
b) 
	
	PCl3
	Cl2
	PCl5
	
	Início
	0,3
	0,2
	0
	
	Fim
	0,15
	0,05
	0,15
	
2 - Resolução:
a) Devido a redução do volume (50%) a pressão do gás A (PA) dobra; (T= constante, nA e ng Constantes)
A pressão total aumenta e a pressão parcial de A também aumenta
b) Dada a redução da temperatura de 273 k para 140 K, há uma redução proporcional (140/237 = 0,51) da pressão, ou seja, PAbdim . A pressão diminui e a pressão parcial de A também diminui
c) Aumenta B, XA diminui e PA também. 
d) XA aumenta e PA aumenta
3 - Resolução:
Parte A
a) 
b) 
 [H2]i = 0,42			[H2]eq = 0,42 + x
 [I2]i = 0,42			[I2]eq = 0,42 + x
 [HI]i = 3,52 + 1,00 = 4,52	[HI]eq = 4,52 - 2x 
[H2]eq = 0,42 + 0,091 = 0,511 M
[I2]eq = 0,42 + 0,091 = 0,511 M
[HI]eq = 4,52 – 0,182 = 4,34 M
Parte B
a) 
[H2]i = 0			[H2]eq = x
[I2]i = 0			[I2]eq = x
[HI]i = 0,0195		 [HI]eq = 0,0195 -2x 
[H2]eq = 0,00174 M
[I2]eq = 0,00174 M
[HI]eq = 0,0160 M
b) 
Parte C
(H( ( 3,00 kJ é endotérmica
A constante de equilíbrio para uma reação endotérmica ((H( positivo) aumenta quanto a temperatura aumenta.
4 - Resolução:
a) Inicialmente devemos calcular a massa de um mol de moléculas do ar expirado:
A fração molar de um componente em uma mistura é o número de mol do componente dividido pelo número total de mol na mistura.
Em um mol de ar (ntotal = 1,0), os números de mol dos gases individuais são: 
0,7420mol N2,; 0,1520 mol O2; 0,0090 mol de Ar; 0,0380 mol de CO2 e 0,0590 mol de H2O.
Massa = 
 + 
 + 
 Utilizando as equações: 
Chegamos na seguinte equação: 	
Sabendo que: P = 1 atm; R = 0,082 L . atm . K-1 . mol-1; T = 310 K ; 28,74 g . mol-1
b) Novamente devemos usar o conceito da fração molar (fração molar de um componente em uma mistura e a pressão parcial do componente dividido pela pressão total da mistura (1atm)).
Utilizando os dados da fração molar do CO2 da tabela, concluímos que a 
 (ar espirado) é igual a 0, 0380, e a 
 (ar atmosférico) é igual a 0,0004.
 A razão entre as pressões é então: 	
c) Em altas pressões, o volume ocupado pelas moléculas de gás torna-se significativo, logo o espaço onde as moléculas poderão mover-se é bem diferente do volume do recipiente. Além disso, as forças intermoleculares passam a ser igualmente significativas. Com isso, a pressão real do gás será menor que aquela prevista pelo comportamento ideal.
5 - Resolução:
No início (i):
 2H2(g) + O2(g) ( 2H2O(g) 
(I ) 		 0,0229	0,0229		 0 O2 em 
 excesso
F 	 0 0,01145 	0,0229		 
a) As substâncias que permanecem são O2(g) e H2O(g)
b)
 
_1268812638.unknown
_1268813376.unknown
_1298730320.unknown
_1330935577.unknown
_1330935699.unknown
_1330935880.unknown
_1298730441.unknown
_1269070561.unknown
_1276328298.unknown
_1268813433.unknown
_1268812906.unknown
_1268813245.unknown
_1268812837.unknown
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