Lista II - CINÉTICA QUÍMICA

Prévia do material em texto

QUÍMICA - TURMA OLÍMPICA - LISTA II –- PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS GRILLO 
 
 
1 
 
Questão 01 – (IME) Uma mistura gasosa ideal de propano e ar é 
queimada a pressão constante, gerando 720 litros de CO2 por hora, 
medidos a 20°C. Sabe-se que o propano e o ar encontram-se em 
proporção estequiométrica. Determine a velocidade média de reação 
da mistura em relação ao ar, considerando a composição do ar 21% de 
oxigênio e 79% de nitrogênio, em volume. 
 
Questão 02 – (IME) A decomposição térmica do SO2Cl2, gasoso a 
320oC, segue uma cinética idêntica à desintegração radioativa, 
formando SO2 e Cl2 gasosos, com uma constante de velocidade k = 
2,20 x 10-5.s-1. Calcule a percentagem de SO2Cl2 que se decompõe 
por aquecimento a 320oC, durante 4h 25min. 
 
Questão 03 – (IME) Considere o decaimento radioativo do 24Na 
como um processo cinético de 1a ordem, conforme mostrado no 
gráfico abaixo. 
 
 
 
Para este radioisótopo, determine: 
a) a constante de decaimento, k; e 
b) o tempo de meia-vida, em horas. 
Dados: 
ln 2 = 0,693 
ln 3 = 1,099 
ln 5 = 1,609 
 
Questão 04 – (IME) A decomposição do aldeído acético ocorre 
segundo a reação representada por: CH3CHO(g)  CH4(g) + CO(g). A 
velocidade inicial da reação foi medida na mesma temperatura para 
duas concentrações do aldeído, fornecendo os resultados abaixo: 
[CH3CHO] (mol.L
-1) Velocidade da reação (mol/L.s) 
0,10 0,020 
0,20 0,081 
Determine a constante de velocidade e a ordem dessa reação. 
 
Questão 05 – (IME) No estudo da cinética da reação: 
2 NO(g) + H2(g) → N2O(g) + H2O(g), à temperatura de 700°C, foram 
obtidos os dados constantes da tabela abaixo: 
Concentração inicial (mol.L-1) Velocidade inicial 
(mol.L-1.s-1) NO H2 
0,025 0,01 2,40 x 10-6 
0,025 0,005 1,20 x 10-6 
0,0125 0,01 0,60 x 10-6 
Pede-se: 
a) a ordem global da reação; 
b) a constante de velocidade nessa temperatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 06 – (IME) Considere a seguinte reação: 2 A + B → C. A 
partir dos dados fornecidos na tabela abaixo, calcule a constante de 
velocidade da reação e o valor da concentração X. Considere que as 
ordens de reação em relação aos reagentes são iguais aos respectivos 
coeficientes estequiométricos. 
 
Teste [A] (mol/L) [B] (mol/L) 
Velocidade da 
reação (mol.L-1.s-1) 
1 10 X v 
2 X 20 2v 
3 15 30 13.500 
 
Questão 07 – (IME) A reação em fase gasosa: aA + bB  cC + dD 
foi estudada em diferentes condições, tendo sido obtidos os seguintes 
resultados experimentais: 
 
Concentração inicial (mol.L-1) Velocidade inicial 
(mol.L-1.h-1) [A] [B] 
1 x 10-3 
2 x 10-3 
2 x 10-3 
1 x 10-3 
1 x 10-3 
2 x 10-3 
3 x 10-5 
12 x 10-5 
48 x 10-5 
 
A partir dos dados acima, determine a constante de velocidade da 
reação. 
 
Questão 08 – (IME) Para a reação foram realizados três 
experimentos, conforme a tabela abaixo: 
Experimento 
[A] inicial 
(mol.L-1) 
[B] inicial 
(mol.L-1) 
Velocidade de 
reação (mol.L-1.min-
1) 
I 0,10 0,10 2,0 x 10-3 
II 0,20 0,20 8,0 x 10-3 
III 0,10 0,20 4,0 x 10-3 
Determine: 
a) a lei da velocidade da reação acima; 
b) a constante de velocidade; 
c) a velocidade de formação de C quando as concentrações de A e 
B forem ambas 0,50 mol.L-1. 
 
Questão 09 - (IME) O gráfico abaixo ilustra as variações de energia 
devido a uma reação química conduzida nas mesmas condições 
iniciais de temperatura, pressão, volume de reator e quantidades de 
reagentes em dois sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas 
pela presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível afirmar 
que: 
 
 
 
a) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com 
absorção de calor. 
b) A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre com 
absorção de calor. 
c) A curva 1 representa a reação catalisada com energia de 
ativação dada por E1 + E3. 
 
 2 
d) A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre com 
liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E2 + E3. 
e) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com 
liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E1. 
 
Questão 10 – (IME) Em 1889, o químico sueco August Svante 
Arrhenius demonstrou que, para uma reação com energia de ativação 
constante Ea, a variação da velocidade específica, k, com a 
temperatura é expressa pela equação: k = A. e(-Ea/R.T), onde: A é o 
fator de freqüência, R é a constante universal dos gases, e o número 
de neper, que é a base dos logaritmos neperianos e T é a temperatura 
kelvin. Certa reação obedece a uma lei velocidade onde os valores de 
k são 0,00001 e 0,00010 L.mol–1.s–1, a 312,50 K e 357,14 K, 
respectivamente. 
Usando essas informações, calcule: 
a) a ordem da reação; 
b) a temperatura na qual a reação é 10 vezes mais lenta que a 
312,50 K. Dado: R= 2,0000 cal.K.–1.mol–1. 
 
Questão 11 – (IME) À temperatura de 147°C, a decomposição do 
peróxido de diterbutila, em fase gasosa, obedece à equação: 
(CH3)3COOC(CH3)3  2 CH3COCH3 + C2H6. O estudo cinético 
dessa reação pela medida da pressão total da mistura em função do 
tempo, a volume constante, mostrou que a mesma é de 1ª ordem. Com 
base na tabela abaixo, calcular a velocidade média da reação em 
relação de di-t-butila, no intervalo de 0 a a10 minutos, em mol.L –
1.min –1 . 
T(min) 0 6 10 14 22 
P(mmHg) 180 200 210 220 240 
DADO: Constante dos gases ideais (R) = 62,50 mmHg.L / mol.K. 
 
Questão 12 – (IME) Para a reação hipotética A + B → Produtos, 
tem-se os seguintes dados: 
1A (MOL L ) 1B (MOL L ) 1 1v (MOL L H )  
10,00 10,00 100,00 
Considerando a mesma reação, verificou-se também a seguinte 
correlação: 
1A (MOL L ) 1B (MOL L ) 1 1v (MOL L H )  
10      
 
onde, α e β são, respectivamente, as ordens da reação em relação a A 
e B. Sabendo que α/β = 10,0, determine: 
a) a constante de velocidade k; 
b) os valores numéricos das ordens parciais e global da reação. 
 
Questão 13 – (IME) A reação abaixo segue a mesma cinética do 
decaimento radioativo. A → 2 B + ½ C. Ao se acompanhar 
analiticamente o desenvolvimento desta reação na temperatura T1, 
obtêm-se o Gráfico 1, o qual estabelece uma relação entre a 
concentração molar da substância A no meio reacional e o tempo de 
reação. 
 
 
 
Ao se conduzir esta mesma reação em diversas temperaturas, obtêm-
se diferentes valores para a constante de velocidade de reação k, 
conforme os dados da Tabela 1. 
 
Finalmente, com um tratamento matemático dos dados da Tabela 1, 
pode-se construir o Gráfico 2, o qual fornece uma relação entre a 
constante de velocidade e a temperatura. Com base nas informações 
fornecidas, considerando ainda que ln 2 = 0,69 e que a constante 
universal dos gases é igual a 8,3 J.mol-1.K-1, determine 
a) a temperatura T1; 
b) a energia de ativação, em kJ/mol, da reação. 
 
Questão 14 – (IME) O propeno pode ser obtido através da reação de 
isomerização do ciclopropano, conforme apresentado na reação 
abaixo: 
 
O estudo teórico da cinética, considerando diferentes ordens para esta 
reação, fornece as seguintes equações: 
  0,100 kt   , se a reação for de ordem zero; 
 
ln kt
0,100
 
  
 
, se a reação for de primeira ordem; e 
 
1 1
kt
0,100
 

, se a reação for de segunda ordem, onde k é a 
constante de velocidade. Seguindo este estudo, foram obtidos dados 
experimentais da concentração de ciclopropano [∆] ao longo do 
tempo t, apresentados nos gráficos abaixo em três formas diferentes. 
Considerando as informações mencionadas, determine a expressão da 
velocidade de reação para a isomerização do ciclopropano. 
 
 
 
 3 
Questão 15 – (IME) A reação correspondente a 3ClO –  ClO3
– + 2 
Cl– pode ser apresentada pelo seguinte diagrama de energia potencial 
(EP) versus coordenada de reação: 
 
 EP 
 
 
 
 Ea1 
 3ClO - 
 
 
 Ea2 
 ClO3
- + 2Cl- 
 ClO2
 - +Cl - + ClO-Coordenada de Reação 
 
Pede-se: 
a) propor um mecanismo para a reação, composto por reações 
elementares; e 
b) a expressão da velocidade da reação global. Justifique a resposta. 
 
Questão 16 – (IME) A decomposição de moléculas de ozônio 
representa um processo natural, agravado pela interferência do 
homem na composição química da atmosfera. 
O processo natural ocorre em altitudes elevadas, como decorrência da 
colisão entre moléculas e átomos, segundo o mecanismo abaixo: 
O2(gasoso) + O (gasoso) → O3(gasoso) (reação rápida) 
O3(gasoso) + O (gasoso) → 2 O2(gasoso) (reação lenta) 
A poluição atmosférica, decorrente da emissão de gases utilizados em 
motores, além dos efeitos diretos causados ao homem, altera a 
composição dos gases na atmosfera, causando a decomposição do 
ozônio, segundo o mecanismo abaixo. 
Reação I: NO(gasoso) + O3(gasoso)  NO2(gasoso) + O2(gasoso) 
Reação II: NO2(gasoso) + O(gasoso)  NO(gasoso) + O2(gasoso) 
A reação I acima foi estudada em laboratório, na temperatura de 
25°C, apresentando os seguintes resultados: 
[NO] (mol. 1-1) [O3] (mol. 1
-1) 
 
).s(mol.1
t
NO 112 


 
1,00 . 10-6 
1,00 . 10-6 
1,00 . 10-6 
2,00 . 10-6 
3,00 . 10-6 
3,00 . 10-6 
6,00 . 10-6 
9,00 . 10-6 
9,00 . 10-6 
9,00 . 10-6 
0,66 . 10-4 
1,32 . 10-4 
1,98 . 10-4 
3,96 . 10-4 
5,94 . 10-4 
Responda aos itens abaixo: 
a) qual é o valor da constante da velocidade e a ordem global para a 
reação I do mecanismo de decomposição do ozônio, resultante da 
poluição atmosférica, calculados a 25°C? 
b) qual é o papel desempenhado pelo NO(gasoso) na decomposição 
natural de ozônio? 
c) de quanto será a variação da velocidade de decomposição natural 
de ozônio, se a concentração de O2(gasoso) dobrará de valor? 
d) pela comparação dos dois mecanismos de decomposição do ozônio 
através da expressão da velocidade de suas reações mais importantes, 
explique por que a poluição representa um risco à camada de ozônio? 
Considere os dados abaixo, tomados a 40 km de altitude: 
[O] = 2 x 10-12 mol.L-1 
[NO] = 2 x 10-12 mol.L-1 
Reações a serem consideradas: 
O3(gasoso) + O (gasoso)  2 O2(gasoso) k = 5 x 10
6 L.mol.s-1. 
NO(gasoso) + O3(gasoso)  NO2(gasoso) + O2(gasoso) k = 1 x 10
7 L.mol.s-1. 
 
Questão 17 – (IME) Considere a seguinte série de reações a volume 
constante, partindo de 2,0 mol.L-1 da substância A pura, na qual cada 
reação segue a cinética de primeira ordem, semelhante a encontrada 
nas reações de decaimento radioativo, k1 e k2 as constantes de 
velocidade: 
 
A fração molar das espécies ao longo da reação está representada pela 
curva γPQR no diagrama abaixo, no qual cada vértice representa um 
componente puro e o lado oposto a este vértice representa a ausência 
deste mesmo componente, de tal forma que as paralelas aos lados 
fornecem as diferentes frações molares de cada um. No diagrama, as 
substâncias A, B e C estão identificadas como α, β e γ, mas não 
necessariamente nesta ordem. 
 
 
 
Sabe-se que o ponto P é atingido após 1,15 horas do início do 
processo e que o tempo necessário para atingir a concentração 
máxima de B é dado por: 
 
Determine a velocidade de formação do produto C quando a 
concentração deste for 72 7/2 da concentração de A. (Observação: x = 
0,30 é raiz da equação x = 0,60. e(-1,38 + 2,3.x). 
 
Questão 18 – (IME) A um reator isotérmico com capacidade de 100 
litros são adicionados 10 mols do gás X e 15 mols do gás Y, 
ocorrendo formação do gás Z segundo a reação elementar. 
X(g) + Y(g) → Z(g). A tabela abaixo apresenta dados cinéticos da 
reação, onde ω representa a diferença entre a diferença entre as 
velocidades das reações direta e inversa. Determine a concentração 
máxima de Z que pode ser obtida. 
Tempo (min) X (mol) ω (mol.L-1.min-1) 
0 10 0,450 
10 8 0,212 
 
Questão 19 – (IME) A reação do óxido nítrico com hidrogênio, a 
27ºC, fornece nitrogênio e vapor d’água. Nestas condições, foram 
obtidos os seguintes dados cinéticos: 
Experiência PH2 (torr) PNO (torr) 
Velocidade inicial 
(torr . s –1 ) 
1 400 152 0,28 
2 400 300 1,08 
3 400 359 1,55 
4 300 400 1,44 
5 289 400 1,39 
6 205 400 0,98 
7 147 400 0,70 
Considerando a reação ocorrendo em um recipiente de 1,00 L, na 
temperatura dada e com uma pressão inicial de NO de 100 torr, 
calcule o número de mols de H2 necessário para que a velocidade 
inicial seja de 3,75 x 10 –2 torr.s –1. 
Ea1 = energia de ativação 1 
Ea2 = energia de ativação 2 
 
 4 
Questão 20 – (IME) A reação 2A(l) + 2B(l) = 3C(l), onde A, B e C 
representam substâncias puras foi realizada, isotermicamente, em um 
béquer, repetidas vezes. As concentrações iniciais dos reagentes 
usados e as velocidades iniciais de cada uma das reações realizadas 
são mostradas no quadro abaixo. Calcule a ordem parcial da referida 
reação em relação a cada um dos reagentes. 
REAÇÃO 
Nº 
CONCENTRAÇÃO INICIAL 
(MOL.L-1) VELOCIDADE INICIAL 
(MOL.L-1MIN-1) 
A B C 
1 4,000 0,5000 0 12,13 
2 4,000 0,8000 0 17,67 
3 4,000 2,0000 0 36,76 
4 2,000 4,0000 0 27,86 
5 0,800 4,0000 0 9,86 
6 0,500 4,0000 0 5,65 
D A D O S 
Valor Logaritmo Neperiano Valor 
Logaritmo 
Neperiano 
12,13 2,50 17,67 2,87 
36,76 3,60 27,86 3,33 
9,86 2,29 5,65 1,73 
4,0 1,39 2,0 0,69 
0,5 - 0,69 0,8 - 0,22 
 
Questão 21 – (IME) Em sistemas envolvendo reações paralelas, um 
importante parâmetro é a seletividade (se), definida como a razão 
entre as taxas de geração dos produtos de interesse (I) e dos 
secundários (S). 
Considere o caso em que a taxa de produção de I é dada por KICrξ e a 
de S por KsCrγ, onde: 
• Cr é a concentração do reagente; 
• KI e KS são as velocidades específicas de reação para I e S, 
respectivamente; 
• ξ e γ são dois números inteiros e positivos. 
Para uma temperatura constante, pode-se afirmar que a seletividade: 
a) permanece constante independentemente de Cr. 
b) permanece constante quaisquer que sejam os valores de ξ e γ. 
c) é maior no início da reação quando ξ = γ. 
d) é menor no fim da reação quando ξ < γ. 
e) é maior no início da reação quando ξ > γ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 22 – (IME) Considere a seqüência de reações e o perfil 
energético associado ao processo de oxidação de enxofre. 
Etapa 1 (elementar): SO2(g) + NO2(g) → SO3(g) + NO(g) 
Etapa 2: 
 
 
 
A alternativa que apresenta corretamente os compostos no estágio II, 
o catalisador e a lei de velocidade para a reação global é 
 Estágio II Catalisador Lei da Velocidade 
a) NO, O2 NO k.[SO2]².[O2] 
b) SO3, NO, O2 NO2 k.[SO2]².[O2] 
c) SO3, NO, O2 NO2 k.[SO2].[NO2] 
d) NO, O2 NO k.[SO2].[NO2] 
e) SO3, NO, NO2 O2 k.[SO2].[NO2] 
Questão 23 – (ITA) A equação química que representa a reação de 
decomposição do gás N2O5 é: 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g). A variação 
da velocidade de decomposição do gás N2O5 é dada pela equação 
algébrica: v = k.[N2O5], em que k é a constante de velocidade desta 
reação, e [N2O5] é a concentração, em mol/L, do N2O5, em cada 
tempo. A tabela a seguir fornece os valores de ln [N2O5] em função 
do tempo, sendo a temperatura mantida constante. 
Tempo (s) ln [N2O5] 
0 -2,303 
50 -2,649 
100 -2,996 
200 -3,689 
300 -4,382 
400 -5,075 
a) Determine o valor da constante de velocidade (k) desta reação 
de decomposição. Mostre os cálculos realizados. 
b) Determine o tempo de meia-vida do N2O5 no sistema 
reagente. Mostre os cálculos realizados. 
 
Questão 24 – (Olimpíada Portuguesa de Química) Considere o 
seguinte mecanismo proposto para a decomposição do peróxido de 
hidrogênio: 
H2O2(aq) + I
-
(aq) → H2O(l) + IO
-
(aq) 
H2O2(aq) + IO
-
(aq) → H2O(l) + I
-
(aq) + O2(g) 
a) Escreva a reação global. 
b) Diga qual é o catalisador desta decomposição. Justifique. 
c) Quais são os intermediários desta reação? Justifique. 
 
 
 5 
Questão 25 – (James Brady) A decomposição térmica do N2O5obedece uma cinética de primeira ordem. A 45°C, um gráfico de 
ln[N2O5] em função de t apresenta uma inclinação de – 6,18 x 10
-4 
min-1. Qual o tempo de meia-vida? 
 
Questão 26 – (Farias Brito, Apostila 2) Segundo Fogler et al., a 
regra de Van´t Hoff, que estabelece que a velocidade de uma reação 
duplica quando a temperatura aumenta em 10°C, é válida para todas 
as reações, bastando que se descubra em que temperatura ela é válida. 
Determine qual a energia de ativação, em kJ.mol-1, para que uma 
determinada reação obedeça à regra de Van´t Hoff na temperatura 
inicial de 17°C. Use, se necessário, ln(2) = 0,7 e R = 8 J.mol-1.K-1 = 
0,08 atm.L.mol-1.K-1. 
a) 81,32 
b) 66,40 
c) 48,72 
d) 32,48 
e) 20,16 
 
Questão 27 – (ITA) A equação de Arrhenius 
Ea/RT-A.ek  mostra a relação de dependência da constante de 
velocidade (k) de uma reação química com a temperatura (T) em 
kelvin (K), a constante universal dos gases (R), o fator pre-
exponencial A e a energia de ativação (Eat). A curva abaixo mostra a 
variação da constante de velocidade com o inverso da temperatura 
absoluta, para uma dada reação química que obedece à equação 
acima. A partir da análise desse gráfico, assinale a opção que 
apresenta o valor da razão Ea/R para essa reação. 
 
 
 
a) 0,42 
b) 0,50 
c) 2,0 
d) 2,4 
e) 5,5 
 
Questão 28 – (ITA) Qual foi a contribuição de ARRHENIUS para o 
entendimento da cinética das reações químicas? 
 
Questão 29 – (ITA) A reação entre íons brometo e bromato, em meio 
aquoso e ácido, pode ser representada pela seguinte equação química 
balanceada: 5 Br-(aq) + BrO3
-
(aq) + 6 H
+
(aq) → 3 Br2(aq) + 3 H2O(l). 
Sabendo que a velocidade de desaparecimento do íon bromato é igual 
a 5,63 x 10-6 mol.L-1.s-1, assinale a alternativa que apresenta o valor 
correto para a velocidade de aparecimento do bromo, Br2, expressa 
em mol./L.s. 
a) 1,69 x 10-5 
b) 5,63 x 10-6 
c) 1,90 x 10-6 
d) 1,13 x 10-6 
e) 1,80 x 10-16 
 
Questão 30 – (ITA) A equação: 2A + B → PRODUTOS representa 
uma determinada reação química que ocorre no estado gasoso. A lei 
de velocidade para esta reação depende da concentração de cada um 
dos reagentes, e a ordem parcial desta reação em relação a cada um 
dos reagentes é igual aos respectivos coeficientes estequiométricos. 
Seja v1 a velocidade da reação quando a pressão parcial de A e B é 
igual a pA e pB, respectivamente, e v2 a velocidade da reação quando 
essas pressões parciais são triplicadas. a opção que fornece o valor 
correto da razão v2 /v1 é: 
a) 1 
b) 3 
c) 9 
d) 27 
e) 81 
 
Questão 31 – (ITA) Um recipiente aberto, mantido à temperatura 
ambiente, contém uma substância A(s) que se transforma em B(g) sem 
a presença de catalisador. Sabendo-se que a reação acontece segundo 
uma equação de velocidade de ordem zero, responda com 
justificativas às seguintes perguntas: 
a) Qual a expressão algébrica que pode ser utilizada para 
representar a velocidade da reação? 
b) Quais os fatores que influenciam na velocidade da reação? 
c) É possível determinar o tempo de meia-vida da reação sem 
conhecer a pressão de B(g)? 
 
Questão 32 - (ITA) O cloreto de sulfurila, SO2Cl2, no estado gasoso, 
decompõe-se nos gases cloro e dióxido de enxofre em uma reação 
química de primeira ordem (análogo ao decaimento radioativo). 
Quantas horas irá demorar para que ocorra a decomposição de 87,5% 
de SO2Cl2 a 320
oC? Dados: constante de velocidade da reação de 
decomposição (320oC) = 2,20 x 10-5 s-1; ln (0,50) = - 0,693. 
a) 1,58 
b) 8,75 
c) 11,1 
d) 26,3 
e) 52,5 
 
Questão 33 – (ITA) Velocidades iniciais (vi) de decomposição do 
peróxido de hidrogênio foram determinadas em três experimentos (A, 
B e C), conduzidos na presença de I-(aq) sob as mesmas condições, 
mas com diferentes concentrações iniciais de peróxido ([H2O2]), de 
acordo com os dados abaixo: 
Experimento [I2] (mol.L
-1) Velocidade (mol.L-1s-1) 
A 0,750 2,745 
B 0,500 1,830 
C 0,250 0,915 
Com base nestes dados, para a reação de decomposição do peróxido 
de hidrogênio: 
a) Escreva a equação estequiométrica que representa a reação; 
b) Indique a ordem desta reação; 
c) Escreva a lei de velocidade da reação; 
d) Determine o valor numérico da constante de velocidade; 
e) Indique a função do I- (aq) na reação. 
 
Questão 34 – (ITA) Um equilíbrio químico genérico representado 
por A + B ⇆ C + D, pode ser discutido em termos de um diagrama 
do tipo apresentado abaixo. 
 
Qual das opções abaixo explica o comportamento observado quando 
da adição de um catalisador? 
a) só aumenta x 
b) só diminui z 
c) só diminui y 
d) só diminuem y e z 
e) diminuem igualmente z, y e z. 
 
 
 6 
Questão 35 - (ITA) Considere as seguintes afirmações relativas a 
reações químicas em que não haja variação de temperatura e pressão: 
I. Uma reação química realizada com a adição de um catalisador é 
denominada heterogênea se existir uma superfície de contato visível 
entre os reagentes e o catalisador. 
II. A ordem de qualquer reação química em relação à concentração do 
catalisador é igual a zero. 
III. A constante de equilíbrio de uma reação química realizada com a 
adição de um catalisador tem valor numérico maior do que a da 
reação não catalisada. 
IV. A lei de velocidade de uma reação química realizada com a 
adição de um catalisador, mantidas constantes as concentrações dos 
demais reagentes, é igual àquela da mesma reação não catalisada. 
V. Um dos produtos de uma ração química pode ser o catalisador 
desta mesma reação. 
Das afirmações feitas, estão CORRETAS: 
a) Apenas I e III 
b) Apenas I e V 
c) Apenas I, II e IV 
d) Apenas II, IV e V 
e) Apenas III, IV e V 
 
Questão 36 – (ITA-2009) Considere a reação química representada 
pela seguinte equação química: 4 NO2(g) + O2(g) → 2 N2O5(g). Num 
determinado instante de tempo t da reação, verifica-se que o oxigênio 
está sendo consumido a uma velocidade de 2,40x10-2.mol.L-1.s-1. 
Nesse tempo t, a velocidade de consumo de NO2 será de: 
a) 6,00 x 10-3.mol.L-1.s-1 
b) 1,20 x 10-2.mol.L-1.s-1 
c) 2,40 x 10-2.mol.L-1.s-1 
d) 4,80 x 10-2.mol.L-1.s-1 
e) 9,60 x 10-2.mol.L-1.s-1 
 
Questão 37 – (ITA) Uma certa reação química é representada pela 
equação: 2 A(g) + 2 B(g) → C(g), onde "A" "B" e "C" significam as 
espécies químicas que são colocadas para reagir. Verificou-se 
experimentalmente numa certa temperatura, que a velocidade desta 
reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie "A", 
mas não depende das concentrações das espécies "B" e "C". Assinale 
a opção que contém, respectivamente, a expressão CORRETA da 
velocidade e o valor CORRETO da ordem da reação. 
a) v = k [A]² [B]² e 4 
b) v = k [A]² [B]² e 3 
c) v = k [A]² [B]² e 2 
d) v = k [A]² e 4 
e) v = k [A]² e 2 
 
Questão 38 - (ITA) Considere quatro séries de experimentos em que 
quatro espécies químicas (X, Y, Z e W) reagem entre si, à pressão e 
temperatura constantes. Em cada série, fixam-se as concentrações de 
três espécies e varia-se a concentração (C0) da quarta. Para cada série, 
determina-se a velocidade inicial da reação (v0) em cada experimento. 
Os resultados de cada série são apresentados na figura, indicados 
pelas curvas X, Y, Z e W, respectivamente. Com base nas 
informações fornecidas, assinale a opção que apresenta o valor 
correto da ordem global da reação química. 
 
 
a) 3 
b) 4 
c) 5 
d) 6 
e) 7 
Questão 39 - (ITA) A figura apresenta cinco curvas (I, II, III, IV e V) 
da concentração de uma espécie X em função do tempo. 
Considerando uma reação química hipotética representada pela 
equação X(g) → Y(g), assinale a opção correta que indica a curva 
correspondente a uma reação química que obedece a uma lei de 
velocidade de segunda ordem em relação à espécie X. 
 
 
 
a) Curva I 
b) Curva II 
c) Curva III 
d) Curva IV 
e) Curva V 
 
Questão 40 - (ITA) A figura a seguir mostra como o valor do 
logaritmo da constante de velocidade (k) da reação representada pela 
equaçãoquímica A → B varia com o recíproco da temperatura. 
 
Considere que, em relação às informações mostradas na figura, sejam 
feitas as afirmações seguintes: 
I. O trecho a – b da curva mostra a variação de ln k da reação direta 
(A → R) com o recíproco da temperatura, enquanto o trecho b – c 
mostra como varia ln k da reação inversa (R → A) com o recíproco 
da temperatura. 
II. Para temperaturas menores que Tb, o mecanismo controlador da 
reação em questão é diferente daquele para temperaturas maiores que 
Tb. 
III. A energia de ativação da reação no trecho a – b é menor que a no 
trecho b – c. 
IV. A energia de ativação da reação direta (A → R) é menor que a da 
reação inversa (R → A). 
Das afirmações acima, está(ão) correta(s) 
a) apenas I e IV. 
b) apenas I, II e IV. 
c) apenas II. 
d) apenas II e III. 
e) apenas III. 
 
Questão 41 - (ITA) Considere a reação representada pela equação 
química 3A(g) + 2B(g) → 4E(g). Esta reação ocorre em várias etapas, 
tendo que a etapa mais lenta corresponde à reação representada pela 
seguinte equação química: A(g) + C(g) → D(g). A velocidade inicial 
desta última reação pode ser expressa por -∆[A] / ∆t = 5,0 mol.s-1. 
Qual é a velocidade inicial da reação (mol.L-1) em relação à espécie 
E? 
a) 3,80 
b) 5,0 
c) 6,7 
d) 20 
e) 60 
 
 
 7 
Questão 42 - (ITA) O acidente nuclear de Chernobyl (Ucrânia), em 
abril de 1986, provocou a emissão radioativa predominantemente de 
Iodo-131 e Césio-137. Assinale a opção correta que melhor apresenta 
os respectivos períodos de tempo para que a radioatividade provocada 
por esses dois elementos radioativos decaia para 1% dos seus 
respectivos valores iniciais. Considere o tempo de meia-vida do Iodo-
131 igual a 8,10 dias e do Césio-137 igual a 30 anos. Dados: ln 100 = 
4,6; ln 2 = 0,69. 
a) 45 dias e 189 anos; 
b) 54 dias e 201 anos; 
c) 61 dias e 235 anos; 
d) 68 dias e 274 anos; 
e) 74 dias e 296 anos. 
 
Questão 43 - (ITA) A reação hipotética A(s) + B(aq) → C(g) + D(aq) + 
E(l) é autocatalisada por C(g). Considerando que a reação ocorre em 
um sistema fechado, volume constante e sob atmosfera inerte, 
assinale a opção que apresenta a curva que melhor representa a 
variação da massa de A(s), mA, em função do tempo, desde o início da 
reação imediatamente antes do equilíbrio químico ser estabelecido 
dentro do sistema. 
 
Questão 44 - (ITA) Considere uma reação química endotérmica entre 
reagentes, todos no estado gasoso. 
a) Esboce graficamente como deve ser a variação da constante 
de velocidade em função da temperatura; 
b) Conhecendo-se a função matemática que descreve a 
variação da constante de velocidade com a temperatura é 
possível determinar a energia de ativação da reação. 
Explique como e justifique. 
c) Descreva um método que pode ser utilizado para determinar 
a ordem da reação. 
 
Questão 45 - (ITA) Considere a reação química genérica A → B + C. 
A concentração do reagente [A] foi acompanhada ao longo do tempo, 
conforme apresentada na tabela que também registra os logaritmos 
neperianos (n) desses valores e os respectivos recíprocos (1/[A]). 
Tempo (s) [A] (mol.L-1) ln [A] 1/[A] (L.mol-1) 
0 0,90 -0,11 1,11 
100 0,63 -0,46 1,59 
200 0,43 -0,84 2,33 
300 0,3 -1,20 3,33 
400 0,21 -1,56 4,76 
500 0,14 -1,97 7,14 
600 0,10 -2,3 10,00 
Assinale a opção que contém a constante de velocidade correta desta 
reação: 
a) 4 x 10-3. s-¹ 
b) 4 x 10-3 mol.L-1.s-1 
c) 4 x 10-3 L.mol-1.s-1 
d) 4 x 103. s-¹ 
e) 4 x 103. mol.L-1.s-1 
 
Questão 46 - (ITA) Assinale a alternativa que apresenta a afirmação 
CORRETA sobre uma reação genérica de ordem zero em relação ao 
reagente X. 
a) A velocidade inicial de X é maior que sua velocidade 
média. 
b) A velocidade inicial de X varia com a concentração inicial 
de X. 
c) A velocidade de consumo de X permanece constante 
durante a reação. 
d) O gráfico de logaritmo natural de X versus o inverso do 
tempo é representado por uma reta. 
e) O gráfico da concentração de X versus o tempo é 
representado por uma curva exponencial decrescente. 
 
 
 
 
 
Questão 47 - (ITA) A figura a seguir apresenta esboços de curvas 
representativas da dependência da velocidade de reações químicas 
com a temperatura. Na figura A é mostrado como a velocidade de 
uma reação de combustão de explosivos depende da temperatura. Na 
figura B é mostrada como uma reação catalisada por enzimas depende 
da temperatura. Justifique, para cada uma das figuras, o efeito da 
temperatura sobre a velocidade das reações químicas. 
 
 
Questão 48 - (ITA) Qual o gráfico que apresenta a curva que melhor 
representa o decaimento de uma amostra contendo 10,0 gramas de um 
material radioativo ao longo dos anos? 
 
 
 
Questão 49 - (ITA) Considere duas reações químicas (I e II) 
envolvendo um reagente X. A primeira (I) é de primeira ordem em 
relação a X e tem tempo de meia-vida igual a 50 s. A segunda (II) é 
de segunda ordem em relação a X e tem tempo de meia-vida igual à 
metade da primeira reação. Considere que a concentração inicial de X 
nas duas reações é igual a 1,00 mol.L-1. Em um Gráfico de 
concentração de X (mol.L-1) versus tempo (de 0 até 200 s), em escala, 
trace as curvas de consumo de X para as duas reações. Indique com I 
a curva que representa a reação de primeira ordem e, com II, a que 
representa a reação de segunda ordem. 
 
Questão 50 - (ITA) A equação química que representa a reação de 
decomposição do iodeto de hidrogênio é: 
2 HI(g) → H2(g) + I2(g), ΔH(25
°C) = -51,9 kJ. 
Em relação a esta reação, são fornecidas as seguintes informações: 
a) A variação da energia de ativação aparente dessa reação ocorrendo 
em meio homogêneo é igual a 183,9 kJ. 
b) A variação da energia de ativação aparente dessa reação ocorrendo 
na superfície de um fio de ouro é igual a 96,2 kJ. 
Considere, agora, as seguintes afirmações relativas a essa reação de 
decomposição: 
I. A velocidade da reação no meio homogêneo é igual a da mesma 
reação realizada no meio heterogêneo. 
II. A velocidade da reação no meio homogêneo diminui com o 
aumento de temperatura. 
III. A velocidade da reação no meio heterogêneo independe da 
concentração inicial de iodeto de hidrogênio. 
IV. A velocidade da reação na superfície do ouro independe da área 
superficial do ouro. 
V. A constante de velocidade da reação realizada no meio homogêneo 
é igual a da mesma reação realizada no meio heterogêneo. 
Destas afirmações, estão corretas: 
a) apenas I, III e IV. 
b) apenas I e IV. 
c) apenas II, III e V. 
d) apenas II e V. 
e) nenhuma. 
 
 
 8 
Questão 51 - (ITA) Considere a curva de variação de potencial das 
espécies A, B, C, D e E, envolvidas em uma reação química genérica, 
em função do caminho da reação, apresentada na figura. Suponha que 
a reação tenha sido acompanhada experimentalmente, medindo-se as 
concentrações de A, B e C em função do tempo. 
 
 
 
a) Proponha um mecanismo de reação para o processo descrito na 
figura, indicando a reação global. 
b) Indique a etapa lenta do processo e escreva a lei de velocidade da 
reação. 
c) Baseado na sua resposta do item b) e conhecendo as concentrações 
de A, B e C em função do tempo, explique como determinar a 
constante de velocidade desta reação. 
 
Questão 52 - (ITA) Considere uma reação química representada pela 
equação: Reagentes → Produtos. A figura abaixo mostra 
esquematicamente como varia a energia potencial (Ep deste sistema 
reagente em função do avanço da reação química. As letras a, b, c, d 
e e representam diferenças de energia. 
 
 
 
Com base nas informações apresentadas na figura é correto afirmar 
que: 
a) a energia de ativação da reação direta é a diferença de 
energia dada por c – a + d; 
b) a variação de entalpia da reação é a diferença de energia 
dada por e – d; 
c) a energia de ativação da reação direta é a diferença de 
energia dada por b + d; 
d) a variação de entalpia da reação é a diferença deenergia 
dada por e – (a + b); 
e) a variação de entalpia da reação é a diferença de energia 
dada por e. 
 
Questão 53 - (ITA) Dentre as afirmações a seguir, todas relativas a 
ação de catalisadores, assinale a errada: 
a) um bom catalisador para certa polimerização também é um bom 
catalisador para a respectiva despolimerização 
b) enzimas são catalisadores via de regra muito específicos 
c) as vezes, as próprias paredes de um recipiente podem catalisar 
uma reação numa solução contida no mesmo 
d) a velocidade da reação catalisada depende da natureza do 
catalisador, mas não da sua concentração na fase reagente 
e) fixadas as quantidades iniciais dos reagentes postos em contato, 
as concentrações no equilíbrio final independem da concentração do 
catalisador adicionado 
 
 
 
 
 
Questão 54 – (Concurso para docente federal – IFRJ) A 
decomposição química de um composto A apresenta cinética de 
primeira ordem. Um estudo sobre o decréscimo de concentração do 
composto versus o tempo é mostrado na seguinte tabela: 
[A] (mol.L-1) Tempo (horas) 
25,00 0 
18,95 1 
10,88 3 
6,25 5 
 
De acordo com os dados obtidos, calcule: 
a) o tempo de meia-vida para o decaimento do composto; 
b) o valor da constante de velocidade; 
c) a concentração da substância A, decorridos 4 horas de 
reação; 
d) o tempo necessário para a decomposição de 99% do 
composto. 
 
Questão 55 – (Concurso para docente – IFRJ) A reação de 
decomposição do pentóxido de dinitrogênio (N2O5) possui uma 
constante de velocidade a 25°C igual a 3,38 x 10-4/s. Considerando 
que a equação que representa a reação é: 2 N2O5(g) → 4 NO2(g) + O2(g). 
a) Calcule o tempo de meia vida do N2O5. 
b) Construa um gráfico qualitativo, do qual possa extrair o 
valor da constante. 
 
Questão 56 – (Concurso para docente – IFRJ) Dados cinéticos 
foram levantados a uma determinada temperatura para esta reação: 
C2H5I(g) → C2H4(g) + HI(g). Com base nesses dados, construíram-se os 
seguintes gráficos: 
 
 
 
O efeito da temperatura sobre essa mesma reação foi também 
estudado. A tabela a seguir mostra os resultados obtidos. Para essa 
reação, 
Temperatura (°C) Tempo de meia vida (h) 
300 86,69 
325 13,85 
375 0,54 
400 0,13 
 
a) descreva a lei de velocidade e justifique sua resposta; 
b) calcule os parâmetros de Arrhenius; 
c) determine a constante de velocidade da reação e a 
temperatura em que os dados empregados na construção dos gráficos 
foram obtidos; 
 
 
 
 
 
 9 
Questão 57 – (Concurso para docente – IFRJ) Esta reação, 
expressa na equação a seguir, foi realizada na temperatura de 20°C, 
com concentração inicial de NO3(g), igual a 0,05 mol.L
-1. Decorridos 
60 minutos, foi verificado que a concentração de NO3 passou a ser de 
0,0358 mol.L-1. NO3(g) → NO2(g) + ½ O2(g). Sabendo que a 
decomposição de NO3(g) segue uma cinética de segunda ordem, 
determine o seguinte: 
a) O valor da constante cinética; 
b) A concentração de NO3(g) decorridos 145 minutos; 
c) O tempo necessário para que reste 1% da concentração 
inicial do reagente. 
 
Questão 58 – (Olimpíada Argentina de Química) 
I. A decomposição do N2O5 (em NO2 e O2) é uma reação de 
primeira ordem e a 35°C o valor de sua constante de 
velocidade (k) é 0,0086 min-1. 
a) Calcule o tempo de meia-vida. 
b) Se partirmos de 4 mol de N2O5 e foram transcorridos 321,6 
minutos desde o início da reação de decomposição, calcule a 
quantidade de N2O5 que fica sem se decompor ao fim desse 
período de tempo. 
II. Por sua vez, a decomposição do NO2 pode ser representada 
pela equação: 2 NO2(g) → 2 NO(g) + O2(g) , e para esta, k = 
4,87 x 10-3 mol-1.L.s-1 a 65°C e a energia de ativação tem um 
valor de 1,039 x 105 J.mol-1. Tendo em conta esta informação: 
c) Indique qual a ordem total da reação de decomposição do 
NO2. 
d) Calcule a constante de velocidade da reação a 100°C. 
 
Questão 59 – (Olimpíada Brasileira de Química) Obtém-se uma 
reta quando, para uma reação A → B, de primeira ordem, constrói-se 
um gráfico de: 
a) ln [A] versus t 
b) ln [A] versus 1/t 
c) [A] versus t 
d) [A] versus 1/t 
e) 1/[A] versus t 
 
Questão 60 – (GRILLO) Uma determinada reação de decomposição, 
na forma: A(g) → P1(g) + P2(g), a velocidade de reação é aumentada de 
um fator de 1000 na presença de um catalisador a 25°C. A energia de 
ativação da trajetória sem a presença do catalisador é 98000 J.mol-1. 
Determine a enregia de ativação da trajetória com a presença do 
catalisador. 
 
Questão 61 – (GRILLO) Considere uma reação de decomposição do 
tipo: A(g) → B(g) + C(g), com velocidade específica igual a 3,08 x 10
-4 
min-1, a uma temperatura de 27°C. 
a) Explique de forma clara e sucinta, qual a ordem de reação 
para esta reação gasosa; 
b) Calcule o tempo de meia-vida; 
c) Determine a pressão após quatro horas, considerando que a 
pressão inicial seja igual a 700 mmHg. 
 
Questão 62 – (GRILLO) Uma certa reação de primeira ordem 
apresenta meia-vida de trinta minutos. Pede-se: 
a) Determinar a constante de velocidade para essa reação; 
b) Determinar quanto tempo será necessário para que a reação 
esteja completada em 62,50%. 
 
Questão 63 – (IME) Com base nos dados de variação da 
concentração com o tempo, obtidos em laboratório para a reação 2 A 
→ B + C foi levantado o gráfico a seguir. Valendo-se exclusivamente 
de métodos gráficos, pôde-se determinar a velocidade específica 
como sendo k = 2 s-1. 
 
 
a) Diga a ordem da reação; 
b) Descreva o método utilizado. 
 
Questão 64 – (GRILLO) A reação de decomposição do N2O4 em 
NO2 é uma reação de primeira ordem que tem um k é igual a 4,5 x 10
-
3 s-1 a 1oC e uma energia de ativação 58 kJ.mol-1. Determine: 
a) A reação de decomposição do referido óxido; 
b) O tempo de meia-vida a temperatura de 1°C; 
c) A temperatura em que a velocidade específica (k) seria 
1,0x10-4 s-1? Dados: ln (4,50) = 1,5; ln (10) = 2,3. 
d) O tempo de meia-vida para a temperatura T determinada no 
item (c). 
 
Questão 65 – (GRILLO) Uma reação elementar do tipo A + B → P 
foi realizada a uma temperatura de 25°C com concentrações iniciais 
iguais a dos dois reagentes de 0,0010 mol/L e obteve-se uma 
constante cinética, k = 0,008 (unidade). 
a) Qual a ordem da reação? 
b) Qual a unidade da velocidade específica? 
c) Calcule o tempo de meia-vida da reação. 
 
Questão 66 – (GRILLO) 
a) Escreva a reação química balanceada da combustão 
completa do pentano com o ar atmosférico. 
b) Sabendo que a velocidade de aparecimento do dióxido de 
carbono é 670 mol.dm-³.h-1, determine a velocidade de formação do 
vapor d´água e de desaparecimento do ar atmosférico. Dado: 
Composição do ar atmosférico: 21% de oxigênio gasoso e 79% de 
nitrogênio gasoso. 
 
Questão 67 – (GRILLO) Considere a reação do tipo A → P, 
apresentando cinética de terceira ordem, com velocidade específica 
igual a 2,50 L².mol-²s-¹. Calcule o tempo necessário para que a 
concentração do reagente A passe de 0,30 mol.L-¹ para 0,02 mol.L-¹. 
 
Questão 68 – (GRILLO) A constante cinética da velocidade de 
decomposição de primeira ordem do pentacloreto de fósforo é igual a 
0,38 x 10-4 s-1, a uma temperatura de 25°C. 
Determine: 
a) O tempo de meia-vida; 
b) A pressão, 20 minutos após o início da reação, sendo 425 
atm a pressão no instante inicial. 
 
Questão 69 – (ITA) Certa reação química exotérmica ocorre, em 
dada temperatura e pressão, em duas etapas representadas pela 
seguinte sequência de equações químicas: 
A + B  E + F + G 
E + F + G  C + D 
Represente, em um único gráfico, como varia a energia potencial do 
sistema em transformação (ordenada) com a coordenada da reação 
(abscissa), mostrando claramente a variação de entalpia da reação, a 
energia de ativação envolvida em cada uma das etapas da reação e 
qual destas apresenta a menor energia de ativação. Neste mesmo 
gráfico, mostre como a energia potencial do sistema em 
transformação varia com a coordenada da reação, quando umcatalisador é adicionado ao sistema reagente. Considere que somente 
a etapa mais lenta da reação é influenciada pela presença do 
catalisador. 
 
 
 10 
Questão 70 – (GRILLO) A constante cinética para a reação de 
formação do iodeto de hidrogênio a partir das substâncias gasosas 
H2(g) + I2(g) → 2HI(g) é 2,70 x 10
-4 L.mol-1.s-1 a 600 K e 3,50 x 10-3 
L.mol-1.s-1 a 650 K. 
a) Calcule a energia de ativação; 
b) Calcule o fator pré-exponencial; 
c) Calcular a constante de velocidade a 700K. 
 
Questão 71 – (GRILLO) A constante de velocidade da 
decomposição de certa substância é de 3,80 x 10-3 L/mol.s a 23oC, e 
1,00 x 10-2 L/mol.s a 73oC. Determine os parâmetros de Arrhenius da 
reação. 
 
Questão 72 – (GRILLO) Considere a representação de uma reação, 
envolvendo os reagentes A e B e os produtos C e D: 2A + 3B  2C + 
D. Com o intuito de determinar a lei de velocidade para essa reação, 
foram realizados experimentos para obtenção das velocidades iniciais: 
Teste [A]o (mol.L
-1) [B]o (mol.L
-1) V (mol.L-1.s-1) 
1 0,1 0,1 1x10-4 
2 0,2 0,1 2x10-4 
3 0,1 0,2 4x10-4 
a) Calcule a ordem da reação em relação ao reagente A, ao 
reagente B e a ordem global da reação. 
b) Escreva a lei de velocidade da reação. 
c) Calcule a constante de velocidade da reação. 
 
Questão 73 – (GRILLO) Escreva a expressão para a velocidade de 
aparecimento do composto D, considerando os dois mecanismos 
abaixo. Considere que cada etapa ocorre de acordo com uma cinética 
de primeira ordem: 
a) A↔B 
 B + C → D 
b) A + B ↔ AB 
 AB + C → D 
 
Questão 74 – (GRILLO) Considere o seguinte mecanismo proposto 
para a reação a seguir: 
AH + B ↔ BH+ + A- 
A- + AH → P 
Encontre a lei de velocidade, expressando o valor da constante de 
velocidade em função das constantes de velocidade das etapas 
elementares. 
 
Questão 75 – (CHEMISTRY OLYMPIAD) Uma determinada 
substância sofre decomposição segundo uma cinética de primeira 
ordem, e sua dependência em relação à temperatura segue uma lei 
empírica chamada de equação de Arrhenius. Os tempos de meia-vida 
determinados a 95ºC e 85ºC foram 15,4 minutos e 57,8 minutos, 
respectivamente. A partir destes dados: 
a) Calcule a energia de ativação e, supondo que esta 
permaneça constante, independente da temperatura, estime o tempo 
de meia-vida a 25ºC. 
b) Estime também a energia de ativação por meio de um 
gráfico do logarítmo natural da constante de velocidade versus o 
inverso da temperatura (em Kelvin). 
 
Questão 76 – (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro) Uma 
reação qualquer tem a velocidade equacionada por v = k.[A].[B]. 
Pode-se afirmar que a constante de velocidade k, ou também 
conhecida como velocidade específica, das reações químicas não 
depende de: 
a) Temperatura; 
b) Energia de Ativação; 
c) Energia cinéticas das moléculas; 
d) Pressão; 
e) Presença de catalisador. 
 
 
 
 
Questão 77 – (Olimpíada de Química - USA) The reaction CHCl3(g) 
+ Cl2(g) → CCl4(g) + HCl(g) is believed to proceed by this mechanism: 
Cl2(g) → 2Cl(g) (fast) 
Cl(g) + CHCl3(g) → HCl(g) + CCl3(g) (slow) 
CCl3(g) + Cl(g) → CCl4(g) (fast) 
What rate equation is consistent with this mechanism? 
a) Rate = k.[Cl2] 
b) Rate = k.[Cl][CHCl3] 
c) Rate = k.[Cl2][CHCl3] 
d) Rate = k.[Cl2]
1/2[CHCl3] 
 
Questão 78 – (Olímpíada de Química - USA) Propanone reacts with 
iodine in acid solution as shown in this equation. 
 
These data were obtained when the reaction was studied. 
[CH3C(O)CH3] 
(mol.L-1) 
[I2] (mol.L
-1) [H+] (mol.L-1) Relative Rate 
0,010 0,010 0,010 1 
0,020 0,010 0,010 2 
0,020 0,020 0,010 2 
0,020 0,010 0,020 4 
What is the rate equation for the reaction? 
a) rate = k[CH3C(O)CH3] [I2] 
b) rate = k[CH3C(O)CH3]
2 
c) rate = k[CH3C(O)CH3] [I2] [H
+] 
d) rate = k[CH3C(O)CH3] [H
+] 
 
Questão 79 – (Olímpíada de Química - USA) The rate data given 
were obtained for the reaction, 2 NO(g) + 2 H2(g) → N2(g) + 2 H2O(g). 
What is the rate law for this reaction? 
NO pressure (atm) H2 pressure (atm) Rate (atm.sec
-1) 
0,375 0,500 6,43 x 10-4 
0,375 0,250 3,15 x 10-4 
0,188 0,500 1,56 x 10-4 
a) Rate = k.PNO 
b) Rate = k.P²NO 
c) Rate = k.PNO.P²H2 
d) Rate = k.P²NO.PH2 
 
Questão 80 – (Olimpíada RGS) 2 HgCl2 + C2O4
2- → 2 Cl- + 2 
CO2(g) + Hg2Cl2(s) foi estudada em solução aquosa, segundo o 
número de mols de cloreto mercuroso que precipita por litro de 
solução por minuto. Os dados obtidos estão na tabela. 
[HgCl2] (mol.L
-1) [I2] (mol.L
-1) 
Velocidade 
(mol.L-1.min-1) 
0,100 0,15 1,8 x 10-5 
0,100 0,30 7,2 x 10-5 
0,050 0,30 3,6 x 10-5 
a) Determine a equação de velocidade de reação. 
b) Calcule o valor da constante de velocidade da reação. 
c) Qual será a velocidade da reação quando [HgCl2] = 0,010 
mol.L-1 e [C2O4
2-] = 0,010 mol.L-1? 
 
Questão 81 – (Olímpíada de Química - USA) This reaction is first 
order with respect to N2O5. 2 N2O5(g) → 4 NO2(g) + O2(g). If the half-
life for this reaction is 19,0 minutes, what is the rate constant, k? 
a) 0.0158 min–1 
b) 0.0263 min–1 
c) 0.0365 min–1 
d) 0.0526 min–1 
 
 
 11 
Questão 82 – (ITA) Considere que na figura abaixo, o frasco A 
contém peróxido de hidrogênio, os frascos B e C contem água e que 
se observa borbulhamento de gás no frasco C. O frasco A é aberto 
para a adição de 1 g de dióxido de manganês e imediatamente 
fechado. Observa-se então, um aumento do fluxo de gás no frasco C. 
Após um período de tempo, cessa o borbulhamento de gás no frasco 
C, observando-se que ainda resta sólido no frasco A. Separando-se 
este sólido e secando-o, verifica-se que sua massa é igual a 1g. 
 
 
 
a) Escreva a equação química que descreve a reação que ocorre c 
om o peróxido de hidrogênio, na ausência de dióxido de 
manganês. 
b) Explique por que o fluxo de gás no frasco C aumenta quando da 
adição de dióxido de manganês ao peróxido de hidrogênio. 
 
Questão 83 - (Olimpíada Brasileira de Química) Considere as 
assertivas abaixo, que se referem à ação dos catalisadores: 
I. Alteram a velocidade da reação; 
II. Diminuem a energia de ativação; 
III. Transformam as reações em reações espontâneas; 
IV. Deslocam o equilíbrio da reação para o lado dos produtos. 
Estão corretas somente as assertivas: 
a) I e II 
b) I e III 
c) I e IV 
d) II e III 
e) III e IV 
 
Questão 84 – (Olímpíada de Química - USA) Iodide ion is oxidized 
by acidified dichromate ions as shown in this equation. 
Cr2O7
2-
(aq) + 9I
-
(aq) + 14H
+
(aq) → 2 Cr
+3
(aq) + 3I3
-
(aq) + 7 H2O(l) 
These data were obtained when the reaction was studied at a constant 
pH. 
Experiment 
[Cr2O7
-2] 
(mol/dm3) 
[I-] (mol/dm3) Rate, (mol/dm3.s) 
1 0,0040 0,010 0,00050 
2 0,0080 0,010 0,0010 
3 0,0120 0,020 0,0060 
What is the order of the reaction with respect to Cr2O7
2–
(aq) and I
–
(aq)? 
a) first order with respect to both Cr2O7
2– and I– 
b) second order with respect to both Cr2O7
2– and I– 
c) second order with respect to Cr2O7
2– and first order with 
respect to I– 
d) first order with respect to Cr2O7
2– and second order with 
respect to I– 
 
Questão 85 – (Olímpíada de Química - USA) The reaction A → B 
is first order in A. Which plot will be linear? 
a) [A] vs. time 
b) ln [A] vs. time 
c) 1/[A]2 vs. time 
d) 1/[A] vs. Time 
 
Questão 86 – (Olímpíada de Química - USA) One of the steps in 
the manufacture of nitric acid is the oxidation of ammonia shown in 
this equation: 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO2(g) + 6H2O(g). If gaseous water 
appears at a rate of 0,025 mol·min–1, at what rate does ammonia 
disappear? 
a) 0.0040 mol·min–1 
b) 0.017 mol·min–1 
c) 0.038 mol·min–1 
d) 0.150 mol·min–1 
 
Questão 87 – (Olímpíada Norte – Nordeste de Química) Cloreto de 
sulfurila, SO2Cl2(g) se decompõe em fase gasosa, produzindo SO2(g) e 
Cl2(g). A concentração do SO2Cl2(g) foi acompanhada em uma 
experiência e verificou-se que o gráfico ln de [SO2Cl2] contra o tempo 
é linear e que, em 240 segundos, a concentração caiu de 0,400 mol.L-1para 0,280 mol.L-1. 
a) Qual a constante de velocidade da reação SO2Cl2(g) → 
SO2(g) + Cl2(g)? 
b) Qual a meia-vida desta reação? 
c) Qual a diferença entre velocidade média e velocidade 
instantânea de uma reação? 
d) Comente dois exemplos que podem ser observados no 
cotidiano da influência da temperatura na velocidade de uma reação. 
 
Questão 88 – (Olímpíada de Química - USA) For a system in 
equilibrium, the rate constant for the forward reaction is represented 
by kfand the rate constant for the reverse reaction is represented by kr. 
Which equation represents the equilibrium constant for this reaction 
in the forward direction? 
a) Keq = Kf . Kr 
b) Keq = Kf / Kr 
c) Keq = Kr / Kf 
d) Keq = 1 / Kf . Kr 
 
Questão 89 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) Consider the 
reaction A → B. The initial [A] is 0.10 mol.L-1. After 1.0 hour, 50% 
of A has reacted. 
a. Draw a graph of concentration vs. time for each of the cases below. 
Use these graphs to predict how much A will be left after 2.0 hours 
for each case. 
i. The reaction is zero order in A. 
ii. The reaction is first order in A. 
b. Predict what the concentration of A will be after 2.0 hours for each 
case in part a if the initial [A] were 0.050 mol.L-1. Explain your 
reasoning. 
 
Questão 90 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) Answer 
these questions pertaining to chemical kinetics. 
a. Determine the reaction rate at 10 seconds from the graph. Show 
your work. 
b. Using the same units for the reaction rate as in Part a, and 
assuming concentrations in mol·L–1, give the units for the rate 
constant of a reaction with an order of: 
i. zero 
ii. one 
iii. two 
 
c. Consider this reaction: 4 HBr(g) + O2(g) → 2 H2O(l) + 2 Br2(g) 
i. Express the reaction rates for HBr and Br2 in this reaction relative 
to that of O2. 
ii. Explain why this reaction is unlikely to occur by direct collision of 
four HBr molecules with one O2 molecule. 
d. This mechanism has been suggested for the reaction in Part c: 
HBr(g) + O2(g) → HOOBr(g) Step 1 
HOOBr(g) + HBr(g) → 2HOBr(g) Step 2 
HOBr(g) + HBr(g) → H2O(g) + Br2(g) Step 3 
Give the rate equation in terms of reactants expected for this reaction 
if the rate-determining step is: 
i. Step 1 
ii. Step 2 
iii. Step 3 
Assume in each case that the steps before the rate-determining step 
are in rapid equilibrium. Outline your reasoning in each case. 
 
 12 
Questão 91 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) This 
reaction can be used to analyze for iodide ion: IO3
–
(aq) + 5 I
–
(aq) + 6 
H+(aq) → 3 I2(aq) + 3 H2O(l). When the rate of this reaction was studied 
at 25°C, the results in the table were obtained. 
a. Use these data to determine the order of the reaction with respect to 
each of these species. Outline your reasoning in each case. 
i. I– 
ii. IO3
– 
iii. H+ 
[I-] (mol.L-1) [IO3
-] (mol.L-1) [H+] (mol.L-1) 
Reaction rate, 
mol.L-1.s-1 
0,010 0,10 0,010 0,60 
0,040 0,10 0,010 2,40 
0,010 0,30 0,010 5,40 
0,010 0,10 0,020 2,40 
b. Calculate the specific rate constant for this reaction and give its 
units. 
c. Based on the kinetics, discuss the probability of this reaction 
occurring in a single step. 
d. The kinetics of reactions are often studied under pseudo first-order 
conditions. Describe what is meant by the term pseudo first order and 
illustrate how the reaction conditions above would be changed so that 
the [I–] would be pseudo first order. 
e. The activation energy for this reaction was found to be 84 kJ.mol–1 
at 25°C. How much faster would this reaction proceed if the 
activation energy were lowered by 10 kJ.mol–1 (for example, by using 
a suitable catalyst)? 
 
Questão 92 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) 
Account for the following observations about chemical kinetics. 
a. Reactions involving molecular chlorine often have nonintegral rate 
laws. 
b. The rates of exothermic reactions increase when their temperatures 
are increased. 
c. Two reactions, A and B, have rate constants that are equal at 25°C 
but the rate constant for reaction A is much greater than that for 
reaction B at 35°C. 
d. The rates of reactions catalyzed by complex molecules, such as 
enzymes, increase with an increase in temperature up to a certain 
point above which they decrease again. 
 
Questão 93 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) 
This mechanism has been proposed for the reaction between 
chloroform and chlorine. 
Step 1: Cl2(g) ↔ 2Cl(g) (fast) 
Step 2: CHCl3(g) + Cl(g) ↔ CCl3(g) + HCl(g) (slow) 
Step 3: CCl3(g) + Cl(g) → CCl4(g) (fast) 
a. Write the stoichiometric equation for the overall reaction. 
b. Identify any reaction intermediates in this mechanism. 
c. Write the rate equation for the rate determining step. 
d. Show how the rate equation in c. can be used to obtain the rate law 
for the overall reaction. 
e. If the concentrations of the reactants are doubled, by what ratio 
does the reaction rate change? Explain. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 94 – (Olimpíada Mundial – Grécia) The acid-catalyzed 
reaction CH3COCH3 + I2 → CH3COCH2I + HI was found to be first 
order with respect to hydrogen ions. At constant hydrogen ion 
concentration the time needed for the concentration of iodine to be 
reduced by 0,010 mol.L-1 was measured under various initial 
concentrations of the reactants. 
 
i) Based on the information provided in the table, fill in the 
blanks. 
 
[CH3COCH3] [I2] Time 
(mol.L-1) (mol.L-1) (min.) 
0,25 0,050 7,2 
0,5 0,050 3,6 
1 0,050 1,8 
0,5 0,100 3,6 
0,25 0,100 ... 
1,5 ... ... 
... ... 0,36 
ii) Derive the rate law for the reaction and calculate the 
observed rate constant. 
iii) Calculate the time needed for 75% of CH3COCH3 to react 
in excess I2. 
iv) Show graphically the dependence of the rate on 
[CH3COCH3] and on [I2], for fixed initial concentration of the other 
reagents. 
v) If the rate is doubled by raising the temperature by 10°C 
from 298K, calculate the activation energy for this reaction. 
 
 
 
Questão 95 – (Olimpíada Baiana de Química) Porque o aumento da 
concentração dos reagentes, em geral, aumenta a velocidade de uma 
reação? 
 
Questão 96 – (Olimpíada Brasileira de Química) Considere a 
reação entre um prego e solução de ácido clorídrico, descrita pela 
equação: Fe + HCl → FeCl2 + H2. A velocidade da reação pode ser 
medida de diferentes maneiras e representada graficamente. Dentre os 
gráficos, o que representa corretamente a velocidade dessa reação é: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 13 
Questão 97 – (Olimpíada Baiana de Química) As figuras abaixo 
representam a reação A + B → Produtos. Após analisá-las, use a 
teoria das colisões para responder: 
a) Em qual dos três recipientes, (a), (b) ou (c), a reação é mais 
rápida? 
b) Em qual recipiente, (d) ou (e), a reação é mais rápida? 
 
 
 
Questão 98 – (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro) Dada a 
reação A + B → C, e a tabela de reação em diferentes concentrações 
de reagentes a 200°C. Determine o valor da constante de velocidade 
para esta reação, na temperatura em questão. 
Velocidade (mol.L-1.min-1) [A] (mol.L-1) [B] (mol.L-1) 
0,15 0,6 0,6 
0,30 1,2 0,6 
0,45 1,8 0,6 
0,15 0,6 1,2 
0,15 0,6 1,8 
 
a) 0,25 min-1 
b) 0,42 L.mol-1.min-1 
c) 0,69 L².mol-2.min-1 
d) 2,3 L.mol-1.min-1 
e) 4,0 min-1 
 
Questão 99 – (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro) No 
estudo da cinética da reação a uma temperatura de 700°C entre o 
óxido nítrico e o gás hidrogênio formando óxido nitroso e água foram 
obtidos os dados constantes na tabela abaixo: 
Concentração (mol.L-1) 
 
Velocidade Inicial 
(mol.L-1.s-1) 
Óxido nítrico Gás hidrogênio 
0,0250 0,0100 2,40 x 10-6 
0,0250 0,0050 1,20 x 10-6 
0,0125 0,0100 0,60 x 10-6 
 
A ordem global para esta reação é: 
a) 1 
b) 2 
c) 3 
d) 4 
e) 5 
 
Questão 100 – (MOORE) A reação gasosa de primeira ordem da 
decomposição do SO2Cl2(g) → SO2(g) + Cl2(g) apresentaum valor de k1 
= 2,20 x 10-5.s-1 a 593 K. Qual a porcentagem de uma amostra de 
SO2Cl2 que se decompõe no aquecimento a mesma temperatura 
durante 1 hora? 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 101 – (OMQ – TURQUIA) Nitrogen oxides, common 
pollutants in the ambient air, are primarily nitric oxide, NO, and 
nitrogen dioxide, NO2. Atmospheric nitric oxide is produced mainly 
during thunderstorms and in the internal combustion engines. At high 
temperatures NO reacts with H2 to produce nitrous oxide, N2O, a 
greenhouse gas. 2 NO(g) + H2(g) → N2O(g) + H2O(g). To study the 
kinetics of this reaction at 820°C, initial rates for the formation of 
N2O were measured using various initial partial pressures of NO and 
H2. 
 
Throughout this problem do not use concentrations. Use units of 
pressure in torr and time in seconds. 
a) Determine the experimental rate law and calculate the rate 
constant. 
b) Calculate the initial rate of disappearance of NO, if 
2.00×102 torr NO and 1.00×102 torr H2 are mixed at 820°C. (If you 
do not have the value for the rate constant then use 2×10-7 in 
appropriate unit.) 
c) Calculate the time elapsed to reduce the partial pressure of 
H2 to the half of its initial value, if 8.00×10
2 torr NO and 1.0 torr of 
H2 are mixed at 820°C. (If you do not have the value for the rate 
constant then use 2×10-7 in appropriate unit.) 
d) A proposed mechanism for the reaction between NO and H2 
is given below: 
 
 
 
i) Derive the rate law for the formation of N2O from the 
proposed mechanism using the steady-state approximation for the 
intermediate. 
ii) Under what condition does this rate law reduce to the 
experimentally determined rate law found in Part a? 
e) Select the schematic energy diagram that is consistent with 
the proposed reaction mechanism and experimental rate law. 
 
 
Questão 102 – (Olimpíada de Química do Rio de Janeiro) A 
reação (CH3)3COH + Br
- → (CH3)3CBr + OH
- ocorre segundo as 
etapas: 
(CH3)3COH + Br
- → (CH3)3C
+ + OH- (Etapa lenta) 
(CH3)3C
+ + Br- → (CH3)3CBr
 (Etapa rápida) 
A lei da velocidade da reação pode ser dada por: 
a) v = k. [(CH3)3COH].[Br
-] 
b) v = k. [(CH3)3COH] 
c) v = k. [(CH3)3CBr].[OH
-] 
d) v = k. [(CH3)3C
+].[OH-] 
e) v = k. [(CH3)3C
+].[Br-] 
 
 
 
 
 14 
Questão 103 – (II Olimpíada Iberoamericana) Na ausência de 
catalisador, uma reação de hidrogenação pode ser muito lenta. Se na 
presença de catalisador, reagirmos um mol de trans-2-buteno com dez 
mols de hidrogênio gasoso, poderíamos supor que o trans-2-buteno é 
consumido de acordo com uma cinética de primeira ordem. Os dados 
experimentais estão apresentados na tabela abaixo: 
 
O processo ocorre num recipiente fechado, de volume constante de 
100 litros e a temperatura constante de 25ºC. 
a) Calcule a constante de velocidade aparente da reação. 
Indique as unidades na sua resposta. 
b) Calcule o tempo em que será consumida a metade do trans-
2-buteno. 
c) Depois de calcular a pressão inicial, calcule o tempo em que 
a pressão do sistema diminui a 2,5 atm. 
Questão 104 – (Olimpíada Brasileira de Química) Uma das reações 
que ocorrem nos motores de carro e sistemas de exaustão é: NO2(g) + 
CO(g) → NO(g) + CO2(g) . Os dados experimentais para esta reação são 
os seguintes: 
Experimento 
[NO2] inicial 
(mol/dm3) 
[CO] inicial 
(mol/dm3) 
Velocidade inicial 
(mol/dm3) 
1 0,10 0,10 0,0050 
2 0,40 0,10 0,0800 
3 0,10 0,20 0,0050 
a) Escreva a equação da lei de velocidade desta reação. 
Considerando o seguinte mecanismo para esta reação: 
Etapa 1: NO2 + NO2 → NO3 + NO 
Etapa 2: NO3 + CO → NO2 + CO2 
b) Qual a etapa determinante da reação? Justifique. 
c) Desenhe um diagrama de energia (energia versus caminho da 
reação) para esta reação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 105 – (Olimpíada Iberoamericana de Química) A cinética 
da hidrogenação de benzotiofeno (BT) a 2,3-dihidrobenzotiofeno 
(DHBT) (Eq. 1), utilizando como catalisador o complexo catiônico de 
ródio [Rh(COD)(PPh3)2]PF6, foi realizada, variando as concentrações 
de benzotiofeno, catalisador e hidrogênio, a diferentes temperaturas. 
Ao fazer o gráfico da concentração de DHBT em função do tempo foi 
possível determinar, com base no valor da inclinação da reta, as 
velocidades iniciais. 
 
Tabela 1. Dados cinéticos para a hidrogenação de benzotiofeno na 
presença de um catalisador de ródio. 
[Catalisador] 
(mol.L-1) 
[BT] 
(mol.L-1) 
[H2] 
(mol.L-1) 
T (oC) vi 
(mol.L-1.s-1) 
5,5 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 125 9,0 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 125 10,3 x10-7 
6,5 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 125 10,7 x10-7 
8,0 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 125 13,7 x10-7 
6,0 x10-4 1,0 x10-2 2,3 x10-3 125 10,3 x10-7 
6,0 x10-4 6,2 x10-2 2,3 x10-3 125 10,3 x10-7 
6,0 x10-4 1,0 x10-2 2,3 x10-3 125 10,3 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 2,0 x10-3 125 8,9 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 2,7 x10-3 125 12,0 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 3,0 x10-3 125 13,8 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 110 3,7 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 115 5,2 x10-7 
6,0 x10-4 5,0 x10-2 2,3 x10-3 130 15,6 x10-7 
vi = velocidade inicial. 
Com estes dados, faça os gráficos logarítmicos necessários para 
determinar a ordem da reação em relação às concentrações de 
catalisador, benzotiofeno e hidrogênio; e estabeleça a Lei de 
Velocidade experimental para a reação estudada. (Nota: As ordens de 
reação devem ser números inteiros). 
 
Parte II 
 O efeito da temperatura sobre a velocidade da reação foi estudado no 
intervalo de 383 a 403 K para as concentrações de BT, catalisador e 
hidrogênio iguais a 5,0 x 10-2 mol.L-1, 6,0 x 10-4 mol.L-1 e 2,3 x 10-3 
mol.L-1, respectivamente. Estes dados se encontram na tabela 1. Com 
esta informação: 
a) Calcule as constantes de velocidade nas diferentes 
temperaturas; 
b) Faça o gráfico correspondente; 
c) Calcule a energia de ativação, Eat em kJ/mol. Dado: R = 
8,31 J.K-1.mol-1. Exprimir os resultados em notação científica com 
dois decimais. 
 
t (minutos) n trans-2-buteno (mol) 
0 1,000 
5 0,980 
10 0,961 
15 0,942 
20 0,923 
25 0,905 
 
 15 
Questão 106 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) A(g) + 3B(g) 
→ 2C(g). Use the tabulated data to answer the questions about this 
reaction, which is carried out in a 1,0 L container at 25°C. 
 
Experiment [A0] (mol.L
-1) [B0] (mol.L
-1) 
Initial rate of 
formation of C, 
mol.L-1min-1 
1 0,10 0,10 0,25 
2 0,20 0,20 2,0 
3 0,10 0,20 2,0 
 
a. For experiment 1, give the initial rate of disappearance of 
i. A 
ii. B 
b. Determine the orders of A and B and write the rate law for the 
reaction. 
c. Calculate the value of the rate constant and give its units. 
d. For the initial amounts of A and B in experiment 1, state the initial 
rate of formation of C under the following conditions. Justify your 
answer in each case. 
i. 0.50 mol of neon gas is added to the 1,0 L container. 
ii. The volume of the container is increased to 2,0 L. 
 
Questão 107 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) Gaseous 
dinitrogen pentoxide, N2O5, decomposes to form nitrogen dioxide and 
oxygen gas with the initial rate data at 25˚C given in the table. 
[N2O5] (mol.L
-1) Rate (mol.L-1min-1) 
0,150 3,42 x 10-4 
0,350 7,98 x 10-4 
0,650 1,48 x 10-3 
a. Write a balanced equation for this reaction. 
b. Use the data provided to write the rate law and calculate the value 
of k for this reaction. Show all calculations. 
c. Calculate the time required for the concentration of a 0,150 mol.L-1 
sample of N2O5 to decrease to 0,050 mol.L
-1. 
d. The initial rate for the reaction of a 0,150 mol.L-1 sample is 
2,37×10–3 mol.L–1.min–1 at 40 ˚C. Determine the activation energy for 
this reaction. 
 
Questão 108 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) 
The reaction NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) is first order in each 
reactant withan activation energy, Eat, of 11,7 kJ.mol-1 and a rate 
constant of k = 1,2 × 1010.L.mol–1.s–1 at 25˚C. 
a. Calculate the value of the pre-exponential factor, A, in the equation 
k = A.e– Ea/RT. 
b. Would the A factor for the chemical reaction NO(g) + N2O(g) → 
NO2(g) + N2(g) be expected to be larger or smaller than the A factor in 
the above reaction if each reaction occurs in a single step? Outline 
your reasoning. 
c. Calculate the rate constant for this reaction at 75˚C. 
d. The following two-step mechanism has been proposed for this 
reaction: 
O3(g) → O2(g) + O(g) Step 1 
NO(g) + O(g) → NO2(g) Step 2 
State and explain whether this mechanism is consistent with the 
observed rate law. 
 
Questão 109 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) A 
proposed reaction mechanism for the formation of nitrosyl bromide 
is: 
(1) NO(g) + Br2(g) → NOBr2(g) 
(2) NOBr2(g) + NO(g) → 2NOBr(g) 
a. Write the overall equation for this reaction. 
b. Determine the rate law for this reaction if the rate determining step 
is the 
i. first step in the mechanism. 
ii. second step in the mechanism. 
c. State and explain how the rate determining step could be identified 
experimentally. Describe the experiments to be performed 
and the results expected for each mechanism. 
d. Sketch and label a potential energy diagram for each of the 
mechanisms in b., showing and labeling each step for this 
exothermic reaction. 
e. State and explain using chemical principles and graphs how a 
temperature increase would affect the reaction rate. 
 
Questão 110 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) The 
thermal decomposition of peroxynitric acid, HO2NO2, has been 
studied and found to be first-order. The rate constant was determined 
to be 2,1 x 10–1.s–1 at 331K and 1,1 s–1 at 342K. 
a. Calculate the half-life of HO2NO2 at 331K in seconds. 
b. For a sample of HO2NO2 with an initial concentration of 7,1 x 10
–8 
mol.L–1, calculate the concentration of HO2NO2 after 0,40 minutes at 
331K. 
c. Sketch a graph for the decomposition of HO2NO2 at 331K for three 
half-lives and predict the fraction remaining after five half-lives. 
d. Calculate the activation energy of the reaction. 
 
Questão 111 – (Olimpíada Americana – Segunda Fase) 
Consider the gas-phase reaction between nitric oxide and oxygen 
showing the initial concentrations of the reactants at a certain 
temperature, T: 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g). 
 
a. Determine the order with respect to NO. 
b. Determine the order with respect to O2. 
c. Calculate the rate constant and give its units at this temperature. 
d. Calculate the initial rate of disappearance of O2(g) in units of 
mol.L.s-1 for experiment 3. 
e. If this reaction follows a two-step mechanism with the first step 
being 2 NO ↔N2O2 
i. Write an equation for the second step of the mechanism. 
ii. Identify the rate determining step of this mechanism and outline 
your reasoning. 
 
Questão 112 – (Físico-química II – David W. Ball) Quais são o 
coeficiente e a intersecção no eixo y de uma linha reta obtida do 
gráfico para uma reação de ordem zero? 
 
Questão 113 – (Físico-química II – David W. Ball) Quais serão as 
unidades de k na seguinte lei de velocidade? 
Velocidade = [A[².[B]² 
 
Questão 114 – (Físico-química - GRILLO) Deduza a expressão da 
concentração x tempo para uma reação química A → P, com cinética 
de terceira ordem. 
 
 
 16 
Questão 115 – (Físico-química - PUC) O íon benzenodiamônio, 
C6H5N2
+
(aq), reage com a água, de acordo com a reação a seguir: 
C6H5N2
+
(aq) + H2O(l)  C6H5OH(aq) + N2(g) + H
+
(aq) 
Nas condições da reação a água se encontra em grande excesso, 
conseqüentemente a velocidade da reação só depende da variação da 
concentração molar do C6H5N2
+(aq). A constante de velocidade da 
reação, em s-1, varia conforme mostrado no gráfico ln k versus 1/T 
abaixo. 
 
 
a) Escreva a lei de velocidade para a reação a 301K, incluindo o valor 
numérico da constante de velocidade. 
b) Calcule a concentração molar de C6H5N2
+
(aq) e de C6H5OH(aq) após 
120 s de reação, a 301 K, considerando que a concentração inicial de 
C6H5N2
+
(aq) é de 1,00 x 10
-2 mol.L-1. 
c) Calcule o tempo de meia vida do C6H5N2
+
(aq) na reação, a 301K. 
d) Calcule a energia de ativação da reação. 
 
Questão 116 – (PETER ATKINS) A velocidade de formação de C 
na reação 2 A + B → 2 C + 3 D é de 1,0 mol/L.s. Dar a velocidade da 
reação e as velocidades de formação ou de consumo de A, B e D. 
 
Questão 117 – (PETER ATKINS - MODIFICADA) A reação 2A 
→ P é de terceira ordem com k = 3,50 x 10-4 L².mol-².s-1. Calcular o 
tempo necessário para a concentração de A passar de 0,260 mol.L-1 
para 0,011 mol.L-1. 
 
Questão 118 – (PETER ATKINS) A constante de velocidade da 
decomposição de certa substância é de 2,80 x 10-3 L.mol-1.s-1 a 30°C e 
1,38 x 10-2 L.mol-1.s-1 a 50°C. Estimar os parâmetros de Arrhenius da 
reação. 
 
Questão 119 – (PETER ATKINS) A constante de velocidade da 
decomposição de primeira ordem do N2O5 é de k = 3,38 x 10
-5.s-1, a 
25oC. Qual a meia-vida de A? Qual a pressão (a) 10 segundos e (b) 10 
minutos depois do início da reação, sendo de 500 torr a pressão no 
instante inicial? 
 
Questão 120 - (PETER ATKINS) A 518oC, 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. 
 
Questão 121 – (PETER ATKINS) A meia-vida para decaimento do 
14C é 5730 anos, devido a emissão de raios β com energia de 0,16 
MeV. Uma amostra arqueológica contém madeira que possui somente 
72% de 14C encontrado em árvores vivas. Qual a idade do sítio 
arqueológico? 
 
Questão 122 – (PETER ATKINS) A meia-vida do ácido pirúvico na 
presença de uma enzima aminotransferase (que converte o ácido em 
alanina) é de 221 segundos. Quanto tempo leva para a concentração 
do ácido pirúvico 1/64 de seu valor inicial, admitindo-se que a reação 
de conversão seja de primeira ordem? 
 
 
 
Questão 123 – (PETER ATKINS) Observou que a meia-vida de 
uma reação de primeira ordem é de 439 segundos. Qual a constante 
de tempo para esta reação? 
 
Questão 124 – (PETER ATKINS) Algumas reações que ocorrem na 
superfície de um catalisador não de ordem zero no reagente. Um 
exemplo é a decomposição da amônia em tungstênio aquecido. Em 
um experimento, a pressão parcial da amônia diminui de 21 kPa para 
10 kPa em 770 segundos. (a) Qual é a constante de velocidade para a 
reação, admitindo-a de ordem zero? (b) Quanto tempo levará para que 
a amônia se decomponha completamente? 
 
Questão 125 – (PETER ATKINS) Um dos danos de uma explosão 
nuclear é a produção de 90Sn e a sua subsequente incorporação nos 
ossos, no lugar do cálcio. Este nuclídeo emite partículas β com 
energia de 0,55 MeV, e tem meia-vida de 28,10 anos. Suponha que 
1μg foi observado por um bebê recém-nascido. Quanto do nuclídeo 
restará após (a) 19 anos, (b) 75 anos, se nada for metabolizado? 
 
Questão 126 – (PETER ATKINS) Faça o gráfico de Arrhenius 
apropriado dos seguintes dadas para a conversão de cicloropano a 
propeno e calcule a energia de ativação para a reação: 
T/K 750 800 850 900 
k/s-1 1,80 x 10
-4 2,70 x 10-3 3,0 x 10-2 0,26 
 
Questão 127 - (MASTERTON) A decomposição de amônia sobre 
tungstênio é de ordem zero, com a velocidade de 2,50 x 10-4 
mol/L.min a 1100 K quando a concentração [NH3] = 0,040 mol.L
-1. 
a) Escreva a equação de velocidade; 
b) Calcule a constante da velocidade; 
c) Quais são as unidades de k; 
d) Qual é a velocidade quando a concentração [NH3] = 0,015 
mol.L-1? 
 
Questão 128 – (Adamian & Almendra, página 470 – Físico-
química, uma aplicação aos materiais) Uma certa reação de 
primeira ordem tem uma meia-vida de vinte minutos. Pede-se: 
a) Determinar a constante de velocidade para essa reação; 
b) Determinar quanto temposerá necessário para que a reação 
esteja completada em 75%. 
 
Questão 129 – (ITA) Considere uma reação genérica reversível A + 
B = 2 C e os dados cinéticos para a reação direta (D) e inversa (I): 
Sentido da reação 
Constante de 
velocidade 
Energia de ativação 
A + B → 2C kD Ea,D 
2C → A + B K1 = (3/2)kDK1 Ea,I = (1/2) Ea,D 
 
a) Desenhe o gráfico de energia potencial versus coordenada 
da reação direta. 
b) Determine o valor numérico da constante de equilíbrio da 
reação. 
c) Qual o sentido da reação?