CINÉTICA QUÍMICA – FATORES QUE ALTERAM A ..., Notas de aula de Cinética Química

Baixe CINÉTICA QUÍMICA – FATORES QUE ALTERAM A ... e outras Notas de aula em PDF para Cinética Química, somente na Docsity!

Lista 03 cinética 3 ano e curso welson

CINÉTICA QUÍMICA – FATORES QUE ALTERAM A

VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS

EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO

1 (PUC‐RS) Relacione os fenômenos descritos na coluna I com os fatores que influenciam na velocidade dos mesmos, citados na coluna II. Coluna I

1. Queimados se alastrando rapidamente quando está ventando.
2. Conservação dos alimentos no refrigerador.
3. Efervescência da água oxigenada na higiene de ferimentos.
4. Lascas de madeira queimando mais rapidamente que uma tora de madeira. Coluna II a) superfície de contato b) catalisador c) concentração d) temperatura A alternativa que contém a associação correta entre as duas colunas é: a) 1 ‐ c; 2 ‐ d; 3 ‐ b ; 4 ‐ a b) 1 ‐ d; 2 ‐ c; 3 ‐ b ; 4 ‐ a c) 1 ‐ a; 2 ‐ b; 3 ‐ c ; 4 ‐ d d) 1 ‐ b; 2 ‐ c; 3 ‐ d ; 4 ‐ a e) 1 ‐ c; 2 ‐ d; 3 ‐ a ; 4 ‐ b 2 (UNIFENAS‐MG)^ Dada^ a^ reação^ genérica:^3 A(g)^ +^2 B(g)^ →^ A^3 B^2 (g),^ verificou‐se^ experimentalmente^ que, quando a concentração de A duplica, mantendo‐se também constante a concentração de B, a velocidade quadruplica; e quando a concentração de B duplica, mantendo‐se constante a concentração de A, a velocidade também quadruplica. Qual a expressão da velocidade da reação? a) v = K [A]^2 [B] 2 b) v = K [A] 3 [B] 2 c) v = K [A] 2 [B]^3 d) (^) v = K [A] [B] 2 e) v = K [A] 2 [B]

04 (UEL‐PR) Na preparação de hidrogênio, realizaram‐se cinco experiências entre magnésio e ácido clorídrico, nas condições abaixo especificadas. Escolha a alternativa correspondente à reação com maior velocidade. 5 (UNIRIO‐RJ) Num laboratório foram efetuadas diversas experiências para a reação:

2 H 2 (g) + 2 NO(g) → N 2 (g) + 2 H 2 O(g)

Com os resultados das velocidades iniciais obtidos, montou‐se a seguinte tabela: Baseando‐se na tabela anterior, podemos afirmar que a lei de velocidade para a reação é: a) v = K ∙ [H 2 ] b) (^) v = K ∙ [NO] c) v = K ∙ [H 2 ] ∙ [NO] d) v = K ∙ [H 2 ] 2 ∙ [NO] e) v = K ∙ [H 2 ] ∙ [NO] 2 6 (VUNESP‐SP) Duas fitas idênticas de magnésio metálico são colocadas, separadamente, em dois recipientes. No primeiro recipiente adicionou‐se solução aquosa de HCℓ e, no segundo, solução aquosa de CH 3 COOH, ambas de concentração 0,1 mol/L. Foram feitas as seguintes afirmações: I) As reações se completarão ao mesmo tempo nos dois recipientes, uma vez que os ácidos estão presentes na mesma concentração. II) O magnésio metálico é o agente oxidante nos dois casos. III) Um dos produtos formados em ambos os casos é o hidrogênio molecular. IV) As velocidades das reações serão afetadas se as fitas de magnésio forem substituídas por igual quantidade deste metal finamente dividido. São verdadeiras as afirmações: a) I e II, apenas. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas. d) III e IV, apenas. e) II, III e IV apenas.

07 (UFRJ‐RJ) A oxidação do brometo de hidrogênio produzindo bromo e água pode ser descrita em 3 etapas:

I. HBr(g) + O 2 (g) → HOOBr(g) (etapa lenta)

II. HBr(g) + HOOBr(g) → 2 HOBr(g) (etapa rápida)

III. HOBr(g) + HBr(g) → Br 2 (g) + H 2 O(g) (etapa rápida)

a) Apresente a expressão da velocidade da reação de oxidação do brometo de hidrogênio. b) O que acontecerá com a velocidade da reação se triplicarmos a molaridade do "HBr" e dobrarmos a molaridade do "O ". 8 (ITA‐SP) 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. 9 (Centec‐BA) Considerem‐se a reação A + B → C e as informações contidas no quadro abaixo. A expressão que melhor representa a velocidade de reação é: a) (^) k [A] 2 b) (^) k [B] 2 c) k [A] [B] d) k [A]^2 [B] e) (^) k [A] [B] 2 10 (FEPA‐PA) Em uma experiência de cinética química, aumentaram‐se diversas vezes a concentração de um dos reagentes, "A", mantendo‐se fixa a concentração das outras substâncias e se observou que a velocidade da reação não se alterou. Assim, se pode afirmar que a ordem desta reação em relação ao reagente A é igual a: a) 1 b) 0 c) 2 d) ‐ 1 e) 1,

15 (UNIP‐SP) Considerando a reação química NO 2 (g) + CO(g) → NO(g) + CO 2 (g) verifica‐se que a velocidade (rapidez) da mesma é dada pela equação: v = k [NO 2 ]^2 A etapa lenta do processo poderia ser: a) 2 NO 2 (g) → NO 3 + NO b) NO 2 + CO 2 → NO 3 + CO c) NO 3 + CO → NO 2 + CO 2 d) 2 NO 2 + 2 CO → 2 NO + 2 CO (^2) e) 2 NO 2 → NO + O (^3) 16 (MACKENZIE‐SP) A reação A(g) + B(g) → C(g) + D(g) é de primeira ordem em relação a A e de primeira ordem com relação a B. Comprimindo os gases a ¼ do volume original, a temperatura constante, a velocidade da reação: a) não se altera. b) diminui 4 vezes. c) diminui 16 vezes. d) aumenta 8 vezes. e) aumenta 16 vezes. 17 (FUVEST‐SP) Em solução aquosa ocorre a transformação: Em quatro experimentos, mediu‐se o tempo decorrido para a formação de mesma concentração de I 2 , tendo na mistura de reação as seguintes concentrações iniciais de reagentes: Esses dados indicam que a velocidade da reação considerada depende apenas da concentração de: a) H 2 O 2 e I‐ b) H 2 O 2 e H+ c) H 2 O (^2) d) (^) H + e) (^) I‐ 18 (CESGRANRIO‐RJ)^ A^ equação^ X^ +^ 2Y^ →^ XY^2 representa^ uma^ reação,^ cuja^ equação^ da^ velocidade^ é: v = k [X] [Y] Assinale o valor da constante de velocidade, para a reação acima, sabendo que, quando a concentração de X é 1M e a concentração de Y é 2 M, a velocidade da reação é de 3 mol/min. a) 3, b) 1, c) 1, d) 0, e) 0,

19 (UFPE‐PE) Com relação aos dados experimentais constantes na tabela abaixo, relativos à reação:

Cℓ 2 (aq) + 2 Fe 2+^ (aq) → 2 Cℓ‐(aq) + 2 Fe 3+^ (aq)

a expressão que sugere a lei de velocidade de reação é: a) v = k [Cℓ 2 ] [Fe 2+^ ] 2 b) v = k [Cℓ 2 ] [Fe2+^ ] c) v = k [Cℓ 2 ]^2 [Fe 2+^ ]^2 d) v = k [Cℓ 2 ]^2 [Fe 2+^ ]^0 e) v = k [Cℓ 2 ]^0 [Fe2+^ ] 2 20 (PUC‐RJ) Dados experimentais sobre a reação do brometo de t‐butila com hidroxila, a 55 °C:

(CH 3 ) 3 CBr + OH‐^ → (CH 3 ) 3 COH + Br‐

Assinale a opção que contém a expressão da velocidade da reação: a) v = k [(CH 3 ) 3 CBr] b) (^) v = k [OH‐] c) v = k [(CH 3 ) 3 CBr]^2 [OH‐] d) v = k [(CH 3 ) 3 CBr] 3 [OH‐] 2 e) v = k [(CH 3 ) 3 CBr] [OH‐] 21 (FMTM‐MG) A reação expressa pela equação: 2 NO + 2 H 2 → N 2 + 2 H 2 O, tem lei de velocidade de formação de N 2 expressa pela equação v = k [NO] 2 [H 2 ], onde k é a constante de velocidade. a) Discuta por que o expoente que afeta a concentração de H 2 na lei de velocidade é diferente do coeficiente da equação estequiométrica. b) (^) Foram feitas duas determinações da velocidade dessa reação. Nas duas determinações as concentrações de H 2 empregadas foram as mesmas, enquanto a concentração de NO empregada numa delas é o dobro da concentração empregada na outra. Qual é a relação existente entre as velocidades de reação das duas determinações? Justifique. c) (^) Qual a ordem dessa reação e qual a sua molecularidade?

24 (UERJ‐RJ) A reação expressa pela equação: x X + y Y  z Z + w W foi realizada em diversas experiências nas quais se manteve constante a temperatura. As velocidades de reação foram medidas, variando‐se a concentração molar de um dos reagentes e mantendo‐se a do outro constante. Os resultados obtidos estão representados no gráfico adiante: Em função dos dados apresentados, a) determine a ordem da reação em relação aos reagentes X e Y, respectivamente. b) calcule o número de vezes em que a velocidade da reação aumenta quando se duplica a concentração molar de Y e se triplica a concentração molar de X. 25 (ITA‐SP) Considere a reação representada pela equação química 3A(g) +2B(g) → 4E(g). Esta reação ocorre em várias etapas, sendo que a etapa mais lenta corresponde a reação representada pela seguinte equação química: A(g) + C(g) → D(g). A velocidade inicial desta última reação pode ser expressa por: 

[A]

t  5mol.s^1 Qual e a velocidade inicial da reação (mol.s–^1 ) em relação a espécie E? a) 3,8 b) 5,0 c) 6,7 d) 20 e) 60 (^26) (UEL‐PR) O ozônio próximo à superfície é um poluente muito perigoso, pois causa sérios problemas respiratórios e também ataca as plantações através da redução do processo da fotossíntese. Um possível mecanismo que explica a formação de ozônio nos grandes centros urbanos é através dos produtos da poluição causada pelos carros, representada pela equação química a seguir: NO 2 (g) + O 2 (g) → NO(g) + O 2 (g) Estudos experimentais mostram que essa reação ocorre em duas etapas: De acordo com as reações apresentadas, a lei da velocidade é dada por: a) v = k · [O 2 ] · [O] b) v = k · [NO 2 ] c) v = k · [NO 2 ] + k · [O 2 ] · [O] d) v = k · [NO] · [O 3 ] e) v = k · [O 3 ]

27 (UFRN‐RN) Foram obtidos os seguintes dados experimentais para a velocidade de hidrólise de sacarose em solução diluída, a uma temperatura constante. Com base nos dados anteriores, determine o(a): a) molecularidade da reação; b) equação da velocidade; c) ordem da reação; d) valor da constante de velocidade. 28 (UNIFESP‐SP) Tetróxido de dinitrogênio se decompõe rapidamente em dióxido de nitrogênio, em condições ambientais.

N 2 O 4 (g) → 2 NO 2 (g)

A tabela mostra parte dos dados obtidos no estudo cinético da decomposição do tetróxido de dinitrogênio, em condições ambientais. Os valores de x e de y na tabela e a velocidade média de consumo de N 2 O 4 nos 20 μs iniciais devem ser, respectivamente: a) 0,034, 0,025 e 1,7 x 10 –^3 mol L–^1 μs–^1 b) 0,034, 0,025 e 8,5 x 10 –^4 mol L–^1 μs–^1 c) 0,033, 0,012 e 1,7 x 10 –^3 mol L–^1 μs–^1 d) 0,017, 0,033 e 1,7 x 10 –^3 mol L–^1 μs–^1 e) 0,017, 0,025 e 8,5 x 10 –^4 mol L–^1 μs–^1

31 (PUC‐SP) Considere a reação: NO 2 (g) + CO(g) → NO(g) + CO 2 (g) ΔH= – 226 Ao realizar essa reação a 700 ºC e com pressões parciais de NO 2 (pNO 2 ) e CO (pCO) iguais a 1 atm, determinou‐ se uma taxa de formação para o CO 2 (v) igual a x. Sabendo‐se que a lei de velocidade para essa reação é v = k[NO2]², foram feitas as seguintes previsões sobre a taxa de formação de CO 2 (v). Estão corretas as previsões feitas para: a) I, apenas. b) I e II, apenas c) II e III, apenas. d) I e III, apenas. e) I, II e III. 32 (PUC‐MG) A reação

NO 2 (g) + CO(g) → CO 2 (g) + NO(g)

ocorre em duas etapas:

• 1a Etapa: NO 2 (g) + NO 2 (g) → NO (g) + NO 3 (g) (etapa lenta)
• 2a etapa: NO 3 (g) + CO(g) → CO 2 (g) + NO 2 (g) (etapa rápida) A lei de velocidade para a reação é: a) v = k · [ NO 2 ]^2 b) v = k · [ NO 2 ]^2 · [CO] c) v = k · [ NO 3 ] · [CO] d) v = k · [ NO 2 ] · [CO] e) v = k · [ CO 2 ] 2 · [CO]

33 (Uniube‐MG) O metal Mg interage com ácido clorídrico produzindo gás hidrogênio.

Mg(g) + 2 HCℓ(aq) → H 2 (g) + MgCℓ 2 (aq)

Foram realizados vários experimentos em que se utilizou a mesma massa de magnésio e o mesmo volume de solução de HCI 0,3 mol/L, 0,4 mol/L e 0,5 mol/L. Os dados coletados foram projetados no gráfico. Analisando‐se os dados, pode‐se afirmar que a rapidez da reação é: a) maior em A, porque a concentração do HCI utilizado é maior. b) maior em B, porque a concentração do HCI utilizado é maior. c) maior em C, porque a concentração do HCI utilizado é maior. d) maior em A, porque a concentração do HCI utilizado é menor. e) maior em A, B, C, porque não depende da concentração do HCI utilizado. 34 (UFPI‐PI) O trióxido de enxofre, SO 3 , matéria‐prima para fabricação do ácido sulfúrico, H 2 SO 4 , é preparado através da oxidação do enxofre, em presença do catalisador, conforme a reação a seguir: Considerando a reação simples e elementar, marque a opção correta. a) A reação é de primeira ordem em relação a SO 2. b) Aumentando a temperatura, diminui a velocidade de formação do SO 3. c) (^) A reação é de terceira ordem em relação ao reagente. d) (^) Aumentando a temperatura, diminui a energia cinética média das moléculas. e) A velocidade do desaparecimento do SO 2 é a metade da velocidade do desaparecimento do O 2.

38 (UFRGS‐RS) O carvão é um combustível constituído de uma mistura de compostos ricos em carbono. A situação em que a forma de apresentação do combustível, do comburente e a temperatura utilizada favorecerão a combustão do carbono com maior velocidade é: 39 (UFLA‐MG) A reação genérica A + B → AB se processa em uma única etapa. (k = 0,4 L/mol · min) a) Calcule a velocidade da reação em mol/L .min, quando as concentrações de A e B forem, respectivamente, 3,0 e 4,0 mol/L. b) Cite quatro fatores que afetam a velocidade da reação. 40 (PUC‐SP) Na reação de solução de ácido clorídrico com zinco metálico, o gráfico que melhor representa o comportamento das espécies em solução é:

41 (PUC‐RJ) Sabendo que a velocidade da reação de decomposição do pentóxido de nitrogênio, N 2 O 5 , aumenta duas vezes quando sua concentração é duplicada, assinale o item que apresenta a alternativa incorreta.

2 N 2 O 5 (g) → 4 NO 2 (g) + O 2 (g)

a) A reação de decomposição do pentóxido de nitrogênio é uma reação cuja cinética é de segunda ordem. b) A^ equação^ de^ velocidade^ que^ rege^ a^ decomposição^ do^ pentóxido^ de^ nitrogênio^ é^ igual^ a^ V^ =^ k.[N 2 O 5 ],^ em que V é a velocidade da reação e k é a constante de velocidade. c) Se o uso de um catalisador acarretasse o aumento da velocidade da reação, isso seria consequência da diminuição da energia de ativação da reação. d) Se^ a^ velocidade^ da^ reação^ é^ 3.10–^2 mol.L^1 .s–^1 quando^ a^ concentração^ de^ N 2 O 5 é^ de^ 0,1^ mol/litro,^ a^ constante de velocidade da reação é igual a 0,3 s–^1. e) Após^ a^ reação^ de^ decomposição^ do^ N^2 O^5 em^ um^ balão^ de^ volume^ fixo,^ a^ pressão^ do^ sistema^ é^ maior^ do^ que a pressão inicial. 42 (PUC‐RJ) Considere a reação expressa pela equação: 2 AB(s) + 2 C 2 (g) + D 2 (g) → 2 AC 2 (g) + 2 BD(g) na qual é mantida a temperatura constante. Se a pressão parcial de C 2 (g) for reduzida à metade e a de D 2 for duplicada, a velocidade da reação (elementar): a) permanecerá constante. b) ficará duas vezes maior. c) ficará metade da inicial. d) ficará quatro vezes maior. e) dependerá também da pressão parcial de AB. 43 (PUC‐RS) Considere a reação elementar representada pela equação:

3 O 2 (g) → 2 O 3 (g)

Ao triplicarmos a concentração do oxigênio, a velocidade da reação, em relação à velocidade inicial, torna‐se: a) duas vezes maior. b) três vezes maior. c) oito vezes menor. d) vinte e sete vezes maior. e) nove vezes maior. 44 (UFSM‐RS) Observe a equação: Em solução diluída, a expressão da velocidade dessa reação é v = k · [C 12 H 22 O 11 ]. Sabe‐se que, quando a concentração da sacarose é 2,0 mols/L, a velocidade da reação é de 5,0 mols/L · min. Nessas condições, o valor da constante de velocidade para a reação é: a) (^) 2,5 min– 1 b) (^) 1,5 min– 1 c) (^) 1,0 min–^1 d) (^) 0,8 min–^1 e) (^) 0,4 min–^1

47 (UNICAP‐PE) A amônia se decompõe segundo a reação: 2 NH 3 → N 2 + 3 H (^2) 2 2 –^ –^2 – Um estudante, querendo determinar a velocidade de decomposição da amônia, montou uma tabela, criando o gráfico abaixo. ( ) No tempo 0, a concentração molar no N 2 é 1,6. ( ) No tempo 20, a concentração molar do H 2 é 1,5. ( ) No tempo 10, a concentração molar do NH 3 é 1,0. ( ) No tempo 30, a concentração molar do N 2 é igual à do NH 3. ( ) A velocidade da reação em relação ao N 2 , no intervalo de 10 a 20, é 0,04. 48 (UEM‐PR) A uma dada temperatura, medidas experimentais da velocidade da reação abaixo mostraram tratar‐se de uma reação de primeira ordem em relação à concentração de S 2 O 8 e também de primeira ordem em relação a I–^.

S 2 O 8 + 3 I → 2 SO 4 + I 3

Considerando essas afirmações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). (1) A lei de velocidade da reação pode ser descrita por v = K.[S 2 O 82 –^ ].[I–^ ]. (2) (^) Provavelmente, existem erros nas medidas experimentais, visto que os coeficientes obtidos são diferentes dos coeficientes da equação balanceada. (04) Se forem mantidas constantes a temperatura e a concentração de I–^ , a velocidade da reação duplicar‐se‐á se a concentração de S 2 O 82 –^ for duplicada. (08) Uma elevação da temperatura irá alterar a velocidade da reação somente se a reação for endotérmica. (16) A adição de um catalisador ao sistema aumenta a velocidade da reação porque diminui a energia de ativação para a formação dos produtos. Some os números dos itens corretos.

49 (FUVEST‐SP) A reação de acetato de fenila com água, na presença de catalisador, produz ácido acético e fenol. Os seguintes dados de concentração de acetato de fenila, [A], em função do tempo de reação, t, foram obtidos na temperatura de 5°C: a) Com esses dados, construa um gráfico da concentração de acetato de fenila (eixo y) em função do tempo de reação (eixo x), utilizando o quadriculado a seguir. b) Calcule a velocidade média de reação no intervalo de 0,25 a 0,50 min e no intervalo de 1,00 a 1,25 min. c) Utilizando dados do item b, verifique se a equação de velocidade dessa reação pode ser dada por: v = k [A] em que v = velocidade da reação k = constante, grandeza que não depende de v nem de [A] [A] = concentração de acetato de fenila d) Escreva a equação química que representa a hidrólise do acetato de fenila.