EXERCÍCIOS CINÉTICA QUÍMICA C

CINÉTICA QUÍMICA – UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA DO PARANÁ

a velocidade das reações e os fatores que nela influenciam.

 VELOCIDADE MÉDIA DE REAÇÃO (vm)

Velocidade média da reação (vm) em função de uma

das substâncias participantes é a razão entre a quantidade consumida (reagente) ou produzida (produto) da substância e o intervalo de tempo, t, em que isso ocorreu.

Normalmente, a quantidade de substância consumida ou produzida é dada em concentração molar (mol/L) da substância.

Para a reação genérica:

a A + b B  c C + d D

Sendo: [A] = variação da conc. molar de A

[B] = variação da conc. molar de B [C] = variação da conc. molar de C [D] = variação da conc. molar de D Tem-se: Velocidade média de consumo de A

v

=−

Δ[ A ]

Δt

v

=−

Δ[ B ]

Δt

v

=

Δ[C ]

Δt

v

=

Δ[ D ]

Δt

Observe que, sendo a velocidade média da reação um valor positivo, quando esta é determinada em função de um reagente ([Reagente] é negativa) a razão [Reagente]/t é precedida de sinal negativo.

Para que a velocidade média da reação tenha sempre o mesmo valor, independente da substância considerada, deve-se dividir a velocidade média calculada em relação a cada substância pelo seu respectivo coeficiente estequiométrico.

Assim sendo, tem-se:

velocidade média da reação

v_m reação=vm A a = v_m B b = v_mC c = v_m D d

Esta definição foi convencionada pelo IUPAC e per-mite calcular a velocidade média da reação sem especificar a substância participante.

 TEORIA DAS COLISÕES

A teoria das colisões se baseia no fato de que, para uma reação química ocorrer, as moléculas reagentes devem colidir segundo uma orientação adequada e com energia suficiente. As colisões que ocorrem observando-se estas condições são denominadas de

colisões efetivas ou eficazes.

Considerando a reação genérica: H2(g) + I2(g)  2 HI(g) tem-se: H I I H + H H I I H H I I reagentes complexo ativado produtos H2 + I2 → H2I2 → 2 HI

A estrutura transitória resultante de uma colisão efetiva e que persiste enquanto as ligações estão rompendo e as novas ligações estão em formação é denominada complexo ativado (C.A.).

A energia mínima necessária à formação do complexo ativado é denominada energia de ativação

(Ea).

Os diagramas de energia a seguir, mostram as variações de energia que ocorrem durante uma reação química. reagentes produtos C. Ativado Ea H < 0 H H reagentes produtos C. Ativado E_a H > 0

 FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DAS REAÇÕES

Energia de

ativação (Ea) Quanto menor a energia de ativação, mais facilmente se forma o complexo ativado e, portanto,maior a velocidade da reação.

Menor Ea  maior velocidade de reação

Temperatura (T) Quanto maior a temperatura, maior energia cinética (Ec) possuem as moléculas reagentes e, portanto, maior a probabilidade de haver colisões efetivas. Logo:

Maior T  maior Ec  maior velocidade de reação

Regra de Van’t Hoff: um aumento de 10ºC na temperatura duplica a velocidade de uma

reação química.

Concentração dos reagentes

Quanto maior a concentração dos reagentes, maior é o número de moléculas por unidade de volume e maior é a probabilidade de ocorrer colisões efetivas. Logo:

Maior concentração  Maior velocidade de reação

Pressão (P)

 somente para

reagentes gasosos

Aumentar a pressão significa diminuir o volume do recipiente e, portanto, aumentar a concentração dos reagentes gasosos. Logo:

Maior P  menor volume do recipiente  maior concentração  maior velocidade de

reação. Superfície de

contato Quando um reagente se encontra no estado sólido, as colisões ocorrem na sua superfície.Então, quanto maior a superfície de contato do sólido, maior o número de colisões. Logo:

Maior superfície de contato  maior número de colisões  maior velocidade de reação

Catalisador Catalisador é substância que aumenta a velocidade da reação sem sofrer alteração qualitativa nem quantitativa.

O catalisador diminui a energia de ativação da reação. Logo:

Presença de catalisador  menor Ea  maior velocidade de reação

H reagentes produtos E'_a H E_a Abaixamento da E _ativação Coordenada de reação

Ea = energia de ativação sem catalisador

E'a = energia de ativação com catalisador

O catalisador não altera o H.

Observações:

• Promotores ou ativadores de catalisador

São substâncias que aumentam a atividade do catalisador sem participar da reação.

Exemplo: N₂ + 3 H₂ Fe 2 NH₃ Al2O3 K₂O Catalisador: Fe Promotores: Al2O3 e K2O • Venenos de catalisador

São substâncias que diminuem a ação ou destroem o catalisador. Exemplo: N2 + 3 H2 2 NH3 Fe As Catalisador: Veneno de catalisador: As • Autocatalisador

É um produto da reação que, à medida que é formado, catalisa a própria reação.

Exemplo:

3 Cu(s) + 8 HNO3(aq)  3 Cu(NO3)2(aq) + 2 NO(g) + 4 H2O(l)

Na reação acima, à medida que o NO(g) é formado,

ele age como catalisador, aumentando a velocidade da reação.

• Inibidor de reação

Substância que diminui a velocidade da reação por causar aumento da energia de ativação da reação,

provocando, portanto, um efeito contrário ao do catalisador.

Como exemplo, pode-se citar o íon nitrato, NO31-,

que diminui a velocidade da reação de decomposição das carnes.

 LEI DE VELOCIDADES DAS REAÇÕES

A cada temperatura, a velocidade de uma reação é diretamente proporcional ao produto das concentrações molares dos reagentes, elevadas a expoentes determinados experimentalmente. Para a reação de equação:

a A + b B  c C + d D a lei de velocidades é dada por: v = k . [A]x _{. [B]}y

onde:

v = velocidade da reação a dada temperatura. k = constante de velocidade ou constante cinética da

reação na temperatura especificada. [A] = concentração molar do reagente A. [B] = concentração molar do reagente B. x = ordem da reação em relação ao reagente A. y = ordem da reação em relação ao reagente B. x + y = ordem global da reação.

• Numa reação elementar, reação que ocorre em uma única etapa, os valores de x e de y são os coeficientes dos reagentes na equação da reação.

Supondo elementar a reação: 2 A + 1 B  A2B

a lei de velocidades é dada por: v = k . [A]2 _{. [B]}

No exemplo citado, diz-se que:

· a reação é de ordem 2 , ou de 2.ª ordem, em relação ao reagente A;

· a reação é de ordem 1, ou de 1.ª ordem, em relação ao reagente B;

a lei de velocidades é dada por: v = k . (pA)2 _{. (pB)}

Para a reação complexa:

2 A(g) + B(g)  A2B(g)

que ocorre segundo o mecanismo:

A(g) + B(g)  AB(g) (etapa lenta)

AB(g) + A(g)  A2B(g) (etapa rápida)

2 A(g) + B(g)  A2B(g)

a lei de velocidades é dada por: v = k . (pA) . (pB) • Nas reações em que é envolvido reagente sólido a velocidade da reação depende apenas da superfície de contato do sólido e não de sua concentração (a concentração do sólido é constante). Logo, o sólido é omitido na expressão matemática da lei de velocidades.

Para a reação:

CaO(s) + CO2(g)  CaCO3(s) v = k . [CO2] e v = k . (pCO2)

EXERCÍCIOS DE SALA

01. Num dado meio onde ocorre a reação N2O5 → N2O4 + ½ O2 observou-se a seguinte variação na concentração de

N2O5 em função do tempo:

N2O5 (mol.L-1) 0,233 0,200 0,180 0,165 0,155

Tempo (s) 0 180 300 540 840

Calcule a velocidade média da reação, em mol.L-1_.min-1_{, no intervalo de 3 a 5 minutos.}

02. A água oxigenada – H2O2(aq) – se decompõe produzindo água e gás oxigênio, de acordo com a equação:

H2O2(aq) → H2O(ℓ) + ½ O2(g)

O gráfico abaixo foi construído a partir de dados experimentais e mostra a variação da concentração de água oxigenada em função do tempo.

Calcule a velocidade média de decomposição da água oxigenada, em mol.L-1_.min-1_{, nos intervalos I, II e III.}

03. A amônia é um produto básico para a produção de fertilizantes. Ela é produzida cataliticamente, em altas pressões

(processo Haber), conforme a equação: N2 + 3 H2 →2 NH3.

Se a velocidade de produção de amônia foi medida como: velocidade =

Δ[ NH₃]

Δt _{= 2,0 . 10}-4 _mol.L-1_.s-1_{, calcule a}

velocidade da reação em termos de consumo de N2.

04. Para que ocorra uma reação química, é necessário que os reagentes entrem em contato, através de colisões, o que se chama Teoria das Colisões. Essa teoria baseia-se em que:

I. todas as colisões entre os reagentes são efetivas (ou favoráveis).

II. a velocidade da reação é diretamente proporcional ao número de colisões efetivas (ou favoráveis). III. existem colisões que não são favoráveis à formação do produto.

IV. maior será a velocidade da reação, quanto maior for a energia de ativação. Estão corretas:

a) apenas I, II e III. d) apenas I, II e IV.

b) apenas II e III. e) apenas III e IV.

c) apenas I e IV.

05. Usando seus conhecimentos sobre cinética química, analise as sentenças abaixo.

I. Um pedaço de carne irá deteriorar mais rapidamente se exposto a uma temperatura mais elevada, pois toda reação tem sua velocidade aumentada com o aumento da temperatura.

II. Os catalisadores aceleram somente as reações diretas, pois as reações inversas não são afetadas pelo uso do catalisador.

III. A velocidade de uma reação será aumentada se aumentarmos a quantidade de substância (mol) dos reagentes e aumentarmos a temperatura; aí teremos mais moléculas em condições de reagir, com choque eficaz, formando o complexo ativado e ocorrendo a conversão em produtos.

Estão corretas:

a) somente I. d) somente II e III.

b) somente II. e) somente I e III.

06. Para investigar a cinética da reação representada pela equação

NaHCO3(s) + H+X-(s) ⃗H2O Na+_(aq) + X-_(aq) + CO_2(g) + H₂O_(ℓ)

H+_X- _{= ácido orgânico sólido}

foram realizados três experimentos, empregando comprimidos de antiácido afervescente, que contém os dois reagentes no estado sólido. As reações foram iniciadas pela adição de iguais quantidades de água aos comprimidos, e suas velocidades foram estimadas observando-se o desprendimento de gás em cada experimento. O quadro a seguir resume as condições em que cada experimento foi realizado.

Experimento Forma de adição de cada comprimido (2 g) Temperatura da Água (o_C) I inteiro 40 II inteiro 20 III moído 40

Assinale a alternativa que apresenta os experimentos em ordem crescente de velocidade de reação.

a) I, II, III. d) II, III, I.

b) II, I, III. e) III = I, II.

c) III, I, II.

07. O gráfico abaixo indica na abscissa o andamento de uma reação química desde os reagentes (A + B) até os produtos (C + D) e na ordenada as energias envolvidas na reação. Qual o valor indicado pelo gráfico para a energia de ativação da reação A + B ⇄ C + D?

08. A reação genérica: A + 2 B → Produtos, se processa em uma única etapa. Sua constante de velocidade vale 0,3 L/mol.min. Qual a velocidade da reação em mol/L.min quando as concentrações de A e B forem, respectivamente, 2,0 e 3,0 mol/L?

09. A reação 2A + B → C + D apresenta o seguinte mecanismo: A + B → X (etapa lenta) A + X → C + D (etapa rápida)

Sabendo que a constante de velocidade é aproximadamente igual a 2.103 _{L/mol.s e que as concentrações de A e B}

são, respectivamente, 6.10-8 _{e 2.10}8 _{mol/L, pede-se calcular a velocidade da reação 2 A + B → C + D.}

10. De maneira simplificada, cozinhar um alimento consiste em modificar (desnaturar) estruturas de proteínas. Ao nível do mar, onde a água ferve a 100 °C, cozinhamos um ovo em 3 min. Sabendo que a água ferve a cerca de 70 °C no pico do monte Everest (8.848 m), um ovo leva um tempo maior ou menor que ao nível do mar para cozinhar? Explique seu raciocínio em termos de velocidade de reação.

_____________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

11. A lei de velocidade para a reação 2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) é v = k[NO]2[O2]. Se triplicarmos as concentrações de NO

e O2 ao mesmo tempo, quantas vezes mais rápida será a reação?

12. Dada a seguinte reação genérica: 2 A(g) + B → C, e o quadro cinético abaixo:

Experimento [A]; mol/L [B]; mol/L Velocidade (mol/L.s)

1 0,42 0,21 0,20

2 0,42 0,63 1,80

3 0,84 0,21 0,40

É correto afirmar:

a) é uma reação elementar. b) a ordem global da reação é 2. c) a lei de velocidades é v = [A]2_[B].

d) a constante de velocidade é igual a 1. e) a lei de velocidades é v = [A][B]2_.

13. A tabela abaixo apresenta os valores das velocidades de reação e as correspondentes concentrações em mol/L dos reagentes em idênticas condições, para o processo químico representado pela equação:

3 X + 2 Y → Z + 5 W

Experimento [X]; mol/L [Y]; mol/L Velocidade (mol/L.h)

1 5 10 10

2 10 10 40

3 10 20 40

Deduza a equação da lei de velocidades desse processo.

EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES

é um processo controlado pela cinética química da redução do halogeneto de prata por um revelador. A tabela abaixo mostra o tempo de revelação de um determinado filme, usando o revelador D-76.

N.º de mols

do revelador revelação (min)Tempo de

24 6

22 7

21 8

20 9

18 10

A velocidade média (vm) de revelação, no intervalo

de tempo de 7 min a 10 min, é: a) 3,14 mols de revelador/min. b) 2,62 mols de revelador/min. c) 1,80 mol de revelador/min. d) 1,33 mol de revelador/min. e) 0,70 mol de revelador/min.

02. O Haber é um importante processo industrial para produzir amônia, conforme a reação:

1 N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)

Colocados, num reator, nitrogênio e hidrogênio, obtiveram-se os seguintes dados em minutos e mols/litro:

t

(min)

[N2]

(mol/l) (mol/l)[H2] (mol/l)[NH3]

0 0,50 1,50 0

a) quadruplica b) triplica c) duplica d) é a mesma

e) é três vezes menor

05. Na reação representada pela equação: ½ A2 + B  AB

verificou-se que, após 480 segundos de ela ter sido iniciada, a concentração de A2 era 0,1 mol/L.

Sabendo que a concentração inicial de A2 era 1,1

mol/L, a velocidade média da reação em relação a A2

será: a) 2 . 10-3 _{mol/L . s} b) 4 . 10-3 _{mol/L . s} c) 2 . 10-2 _{mol/L . s} d) 4 . 10-2 _{mol/L . s} e) 6 . 10-2 _{mol/L . s}

06. A velocidade média da reação N2 + 3 H2  2 NH3

vale 2 mols/min. A velocidade média em função do hidrogênio vale: a) 6 mols/min b) 3 mols/min c) 2 mols/min d) 0,5 mol/min e) 5 mols/min 07. Considere a equação: 2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g)

Admita que a formação do O2 tem uma

velocidade média constante e igual a 0,05 mol/L.s. A massa de NO2 formada em 1 min é: (massas

molares, em g/mol: N=14; O=16). a) 96 g

b) 55,2 c) 12,0 g d) 552,0 g e) 5,52 g

08. A combustão completa do etanol ocorre pela equação:

C2H5OH + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O

Considerando que em 1 h de reação foram produzidos 2640 g de gás carbônico, você conclui que a velocidade da reação, expressa em número de mols de etanol consumido por minuto é: (massa molar do CO2 = 44 g/mol) a) 0,5 b) 1,0 c) 23 d) 46 e) 69

09. A quantidade mínima de energia necessária para que as moléculas possam reagir chama-se:

c) energia de dissociação d) energia de ativação e) energia de excitação

10. Uma reação química que apresenta energia de ativação extremamente pequena deve ser:

a) lenta b) exotérmica c) instantânea d) endotérmica e) isotérmica

11. A combustão do gás de cozinha é uma reação exotérmica; porém, só se inicia ao receber energia externa como, por exemplo, a da chama de um palito de fósforo. A energia fornecida pelo palito é chamada de: a) energia de formação b) energia de combustão c) energia de ativação d) energia de decomposição e) energia de reação

12. Em uma reação, o complexo ativado:

a) possui mais energia que os reagentes ou os produtos.

b) é um dos produtos. c) sempre forma produto. d) é um composto estável.

e) possui menos energia que os reagentes ou os produtos.

13. Considere o diagrama abaixo para a seguinte reação: Br + H2  HBr + H.

A entalpia da reação e a energia de ativação representadas são, respectivamente:

H (kcal/mol) ... ... Br + H2 HBr + H 28 25 0 Caminho da reação a) 3 kcal/mol e 28 kcal/mol b) 28 kcal/mol e 25 kcal/mol c) 28 kcal/mol e 3 kcal/mol d) 25 kcal/mol e 28 kcal/mol e) 25 kcal/mol e 3 kcal/mol

14. Sobre o gráfico abaixo, é incorreto afirmar que: H a b c A + B E + D Caminho da reação a) na reação direta  (bc).

b) a reação inversa é exotérmica.

c) a energia de ativação da reação inversa é (ca).

d) o complexo ativado está em a.

e) E e D são reagentes na reação inversa. 15. Considere a reação reversível:

A + B C + D.

A variação de entalpia () da reação direta é -15 kcal e, a energia de ativação da reação inversa é 70 kcal. A energia de ativação da reação direta é: a) 85 kcal

b) 50 kcal c) 35 kcal d) 70 kcal e) 55 kcal

16. Uma mistura de vapor de gasolina e ar, à temperatura ambiente, não reage. Entretanto, no motor de carros, em presença de faísca elétrica, ocorre a combustão da gasolina. Desta constatação, são feitas as seguintes afirmações:

I. a faísca fornece à mistura a energia necessária para iniciar a reação;

II. a faísca é a única responsável pela combustão da gasolina, uma vez que ela ocorre mesmo em total ausência de ar;

III. a reação que ocorre é exotérmica;

IV. a faísca faz com que as moléculas de oxigênio se separem do ar e reajam com a gasolina.

Das afirmações feitas, são corretas somente: a) I e IV

b) II e III c) III e IV d) I e III e) I, III e IV

17. Na cinética de uma reação, o aumento da temperatura provoca o aumento de todas as seguintes grandezas, exceto:

a) energia de ativação. b) energia do sistema.

c) número de colisões entre as moléculas dos reagentes.

d) velocidade média das moléculas. e) velocidade da reação.

18. Considerando os fatores que influem na velocidade de uma reação, podemos afirmar que a água é mais reativa quando está:

a) no estado sólido, abaixo de 0°C. b) no estado sólido, a 0°C.

c) no estado líquido, a 25°C. d) no estado de vapor, a 100°C.

e) no estado de vapor, acima de 100°C.

19. Óleo isolante de transformador, ao sofrer superaquecimento, produz etileno gasoso e, na prática, a geração de gases duplica a cada 10°C de aumento de temperatura. Esse comportamento da velocidade das reações é denominado regra de: a) Berzelius.

b) Raoult. c) Hess. d) Lavoisier. e) Vant’t Hoff.

20. Ao se fazer pão caseiro, coloca-se a massa, em geral coberta, descansando em lugar mais aquecido, a fim de que cresça. Esse fato pode ser interpretado da seguinte forma:

a) que o leve aumento de temperatura diminui a fermentação da massa.

b) como um modo de evitar que a mistura se torne heterogênea e polifásica.

c) que o leve aumento de temperatura aumenta a velocidade de reação dos componentes da massa.

d) como uma prática caseira e que não está relacionada a fenômeno químico.

e) que o ambiente aquecido evita que a massa se estrague.

21. A cocção dos alimentos numa panela comum é feita aproximadamente a 100°C. Numa panela de pressão, a mesma cocção é feita à temperatura de 120°C. Nestas condições, o tempo de cocção na panela de pressão será:

a) 4 vezes menor. b) 4 vezes maior. c) 2 vezes menor. d) 2 vezes maior. e) 8 vezes menor.

22. A reação química, representada genericamente pela

equação: A + B  produtos, apresenta velocidade v1

= 0,343 mol/s à temperatura de 25°C. A velocidade (v2) a 45°C, com base na Regra de Van’t Hoff,

mantidas as mesmas concentrações, é, em mol/s, igual a: a) 0,686 b) 1,029 c) 1,372 d) 1,715 e) 0,514

23. Qual a afirmação correta sobre a velocidade de uma reação química?

a) Aumenta com a diminuição da concentração dos reagentes.

b) Diminui com o aumento da temperatura.

c) Diminui com o aumento da pressão num sistema gasoso.

d) Diminui com a adição de um catalisador ao sistema em reação.

e) Aumenta com o aumento da superfície de contato num sistema heterogêneo.

24. Quais dos itens seguintes, associados, aumentam a velocidade da reação entre o ferro metálico e o ácido clorídrico?

(I) Ferro em lâminas. (II) Ferro finamente dividido. (III) Ácido clorídrico 6 mols/L. (IV) Ácido clorídrico 1 mol/L.

Identifique, entre as alternativas abaixo, a que responde corretamente a questão:

a) III e IV b) I e III c) II e III d) I e II e) II e IV

25. Estudando a influência de certos fatores na rapidez da reação entre ácido clorídrico e carbonato de cálcio, foram realizados quatro experimentos, cujos dados são apresentados na tabela que segue:

Exp. Massa de CaCO3(s)

Estado de

divisão sol. de HClConc. da (mol/L) Vol. da sol. de HCl (ml) Tempera-tura (°C) 1 2 3 4 1,0 1,0 1,0 1,0 pó pedaços pó pó 1,0 1,0 0,1 1,0 20,0 20,0 20,0 20,0 25 25 25 60

Espera-se que a rapidez da reação seja maior nos experimentos: a) 1 e, depois, 2. b) 1 e, depois, 3. c) 2 e, depois, 3. d) 3 e, depois, 4. e) 4 e, depois, 1.

26. Em qual das condições seguintes a velocidade da reação Zn(s)+2 H+(aq)Zn2+(aq)+H2(g), é maior?

Concentração molar H+ (aq) Subdivisão do Zn(s) a) 1,0 pó b) 1,0 lâmina c) 1,0 raspas d) 2,0 pó e) 2,0 raspas

27. O clorato de potássio (KCℓO3) sofre decomposição,

em alta temperatura, de acordo com a seguinte

equação: 2 KCℓO3  2 KCℓ + 3 O2.

Adicionando-se uma pequena quantidade de dióxido de manganês (MnO2), esta reação ainda ocorre

rapidamente, porém, a baixa temperatura.

Pode-se dizer, então, que o dióxido de manganês atua na reação como:

a) inibidor d) tampão

b) catalisador e) promotor

c) veneno

28. Considerando o seguinte diagrama de energia para uma dada reação química:

X Y T Z W K Energia Reagentes Produtos Caminho da reação

pode-se afirmar que:

I. O H da reação é dado por Y.

II. A energia de ativação com catalisador é dada por X.

III. A reação é exotérmica.

IV. O abaixamento da energia de ativação verificado pela adição de um catalisador é dado por W. V. A reação é endotérmica.

Estão corretas somente as afirmativas: a) I e V

b) II, III e IV c) II e IV d) III e IV e) II e V

29. Considere o gráfico abaixo para a reação: A + B  C + D H A + B C + D Caminho da reação H₁ H2 H₃ H4

Escolha a opção que indica o abaixamento da energia de ativação provocado pela adição de um catalisador. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 2 + 3

30. Considerando elementar a reação de síntese da água: 2 H2(g) + O2(g)  2 H2O(g), e sendo v sua

velocidade, ao se duplicar a concentração molar do hidrogênio, mantendo-se a temperatura constante, a velocidade da reação será:

a) 2v b) 3v c) 4v d) 5v e) 6v

31. Dada a equação da reação elementar: H2(g) + Cℓ2(g)  2 HCℓ(g),

se reduzirmos simultaneamente a concentração de

H2 e Cl2 à metade, mantendo-se constantes todos os

outros fatores, a velocidade da reação: a) quadruplica.

b) dobra.

c) reduz-se a um quarto da inicial. d) reduz-se à metade.

e) permanece igual à inicial. 32. A reação:

NO2(g) + CO(g)  CO2(g) + NO(g)

é de segunda ordem em relação ao NO2(g) e de

ordem zero em relação ao CO(g). Em determinadas

condições de pressão e temperatura, essa reação ocorre com velocidade v. Se triplicarmos a

concentração de NO2(g) e duplicarmos a

concentração de CO(g), a nova velocidade de reação

v1 será igual a : a) 3v b) 6v c) 9v d) 12v e) 18v

33. Para uma reação elementar do tipo: A + 2 B  C pode-se afirmar que:

a) a velocidade de consumo de A é igual à velocidade de formação de C.

b) a velocidade de consumo de B é a metade da velocidade de formação de C.

c) a soma das velocidades de consumo de A e B é igual à velocidade de formação de C.

d) a velocidade da reação é dada por v = k . [A] . [B]. e) a reação é de segunda ordem.

34. Para a reação hipotética

A(g) + B(g)  C(g),

a expressão de velocidade é v = k.[A]2_{.[B]. Dobrando}

a concentração de A e mantendo a concentração de B constante, a velocidade aumentará por um fator de: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

35. A poluição é uma das causas da destruição da camada de ozônio. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído é a reação do dióxido de nitrogênio com o ozônio:

2 NO2(g) + O3(g)  N2O5(g) + O2(g)

Essa reação ocorre em duas etapas: I. NO2(g) + O3(g)  NO3(g) + O2(g) (lenta)

II. NO3(g) + NO2(g)  N2O5(g) (rápida)

A lei de velocidade para a reação é: a) v = k . [NO2]2 . [O3]

b) v = k . [NO2] . [O3]

c) v = k . [NO3] . [NO2]

d) v = k . [NO2]2

e) v = k . [NO2] . [O3] + k’ . [NO3] . [NO2]

36. A reação 2A + B  C + D apresenta o seguinte mecanismo:

A + B  X (etapa lenta) A + X  C + D (etapa rápida)

Sabendo-se que a constante de velocidade é

aproximadamente igual a 2 x 103 _{L/mol.s, e que as}

concentrações de A e B são respectivamente 6 x 10-8

mol/L e 2 x 10-8 _{mol/L, a velocidade da reação}

2A+ B  C + D será ( em mol/L.s): a) 1,2 x 10-4 b) 1,2 x 10-15 c) 2,4 x 10-12 d) 2,4 x 10-14 e) 4,0 x 10-5

37. Experimentalmente, observou-se que a velocidade de formação da substância C, através da reação 2 A(g) + B(g)  C(g), é independente da concentração de

B e quadruplica quando a concentração de A é dobrada. A expressão de velocidade (v) da reação, admitindo-se que k é a velocidade específica, é: a) v = [A]4

b) v = [A].[B] c) v = k.[C]/[A]2_.[B]

d) v = k.[A]2

e) v = k.[2A]2_.[B]

38. Os dados da tabela abaixo referem-se à decomposição do aldeído acético:

x CH3CHO(g)  Produtos

onde x é o coeficiente do aldeído acético.

[CH3CHO]

(mols/litro) Velocidade da reação (v)(mols/litro).segundo-1

0,1 0,2 0,3 0,6 0,2 0,8 1,8 7,2 A equação de velocidade desta reação é: a) v = k.[CH3CHO]0

b) v = k.[CH3CHO]1

c) v = k.[CH3CHO]2

d) v = k.[CH3CHO]3

e) v = k.[CH3CHO]4

39. A tabela abaixo indica valores das velocidades de reação e as correspondentes concentrações molares dos reagentes em idênticas condições, para o processo químico representado pela equação:

3 X + 2 Y  Z + 5 W velocidade

(mols.L-1_.min-1_{) (mol/L)}[X] _(mol/L)[Y]

10 40 40 5 10 10 10 10 20 A equação de velocidade desse processo é: a) v = k.[X]3_.[Y]2 b) v = k.[X]2_.[Y]2 c) v = k.[X]0_.[Y]2 d) v = k.[X]2_.[Y]0 e) v = k.[X]2_.[Y]3 40. Considerem-se a reação A + B  C e as informações contidas no quadro a seguir:

Experi-mentos [A] (mols/L) [B] (mols/L) Velocidade de reação I 1 1 0,020 II 2 1 0,040 III 1 2 0,080 IV 2 2 0,160

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

41. Considere a seguinte reação química: N2(g) + 2 O2(g)  2 NO2(g),

em que a equação de velocidade é expressa por: v = k.[N2].[O2]2

Assinale as afirmações corretas:

01) Ao duplicarmos a concentração de O2, a

velocidade da reação torna-se quatro vezes maior.

02) A reação fica duas vezes mais rápida se

duplicarmos a concentração de N2.

04) A velocidade fica inalterada se variarmos igual-mente as concentrações de N2 e O2.

08) Ao duplicarmos a concentração de O2 e

reduzirmos à metade a concentração de N2, a

velocidade da reação torna-se duas vezes maior. 16. A velocidade da reação depende apenas da

temperatura. 09

42. Para a reação 2 A(g) + B(g)  C(g), verifica-se

experimentalmente que a velocidade de formação de C independe da pressão parcial de B e é quadruplicada quando se dobra a pressão parcial de A. A expressão matemática da lei de velocidade para essa reação é: a) v = k.(pA)2_.(pB) b) v = k.(pA).(pB) c) v = k.(pA)2 d) v = k.(pA)4 e) v = k.(pA)4_.(pB)

43. A equação X(g) + 2 Y(g)  XY2(g), representa uma

reação cuja equação de velocidade é: v = k.(pX).(pY).

Identifique o valor da constante de velocidade para a reação acima, sabendo que, quando a pressão parcial de X é 1 atm e a pressão parcial de Y é 2 atm, a velocidade da reação é de 3 atm/min.

a) 3,0 b) 1,5 c) 1,0 d) 0,75 e) 0,5

44. Uma reação genérica A + B  C + D, em determinadas condições de pressão, temperatura e concentração, ocorre com velocidade de 4 mol/L.s. Nas mesmas condições, mas na presença das substâncias X, Y, Z e W, as velocidades das reações são: A + B C + D v1 = 9 mol/L.s A + B C + D v2 = 2 mol/L.s A + B C + D v3 = 14 mol/L.s A + B C + D v4 = 7 mol/L.s X Y X + Z X + W

Com base nesses fatos, é correto afirmar: 01) X é um inibidor de reação.

02) Z é um ativador que atua com o catalisador X. 04) W é um promotor que atua com o veneno X. 08) Y é um inibidor da reação.

16) Z sozinho não exerceria nenhuma ação sobre a velocidade.

26

45. Considere os estudos cinéticos de uma reação química e julgue os itens abaixo. Assinale como resposta a soma dos itens corretos.

01) Toda reação é produzida por colisões, mas nem toda colisão gera uma reação.

02) Uma colisão altamente energética pode produzir uma reação.

04) Toda colisão com orientação adequada produz uma reação.

08) A energia mínima para uma colisão efetiva é denominada energia de reação.

16) A diferença energética entre produtos e reagentes é denominada energia de ativação da reação.

32) O aumento da temperatura, em uma reação, promove um aumento de colisões efetivas por unidade de tempo.

64) A energia de ativação de uma reação é independente da ação de um catalisador.

35

46. Os gases da atmosfera têm papel importante como matéria-prima para indústrias. O ar fornece seis gases de uso industrial: nitrogênio, oxigênio, neônio, argônio, criptônio e xenônio. Uma importante aplicação industrial é a produção e a utilização de frio muito intenso, na faixa de temperatura abaixo de -100°C, sendo essa área tecnológica conhecida como criogenia. O nitrogênio líquido, por exemplo, é utilizado na preservação de materiais biológicos, como sangue e sêmen. Sabe-se que a temperatura de ebulição do nitro-gênio é igual a -195,8°C. Em relação a esse assunto, julgue os itens abaixo. Assinale como resposta a soma dos itens corretos. 01) O mais abundante componente da atmosfera

seca e limpa é o oxigênio.

02) A conservação de materiais biológicos, pela criogenia, deve-se à influência da temperatura sobre a velocidade das reações químicas.

04) Ao se colocar um balão de borracha inflado imerso em nitrogênio líquido, observa-se um aumento drástico de seu volume.

08) A liquefação de um gás é um processo exotérmico.

10

47. No diagrama abaixo estão representados os caminhos de uma reação na presença e na ausência de um catalisador. Reagentes Produtos Energia  ... ... ... Ea II Ea I H

Com base neste diagrama, é correto afirmar que: 01) A curva II refere-se à reação catalisada e a curva

I refere-se à reação não-catalisada.

02) A adição de um catalisador à reação diminui seu valor de H.

04). Se a reação se processar pelo caminho II ela será mais rápida.

08) O complexo ativado da curva I apresenta a mesma energia do complexo ativado da curva II. 16) A adição do catalisador transforma a reação

endotérmica em exotérmica. 05

48. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído

é a reação do dióxido de nitrogênio, NO2(g), com o

ozônio, O3(g):

NO2(g) + O3(g)  NO3(g) + O2(g)

Os seguintes dados foram coletados nessa reação, a 25°C:

[NO2]

inicial inicial[O3] Velocidade(mol.L-1_.s-1₎

5,0 . 10-5 _{1,0 . 10}-5 _{2,2 . 10}-2

5,0 . 10-5 _{2,0 . 10}-5 _{4,4 . 10}-2

2,5 . 10-5 _{2,0 . 10}-5 _{2,2 . 10}-2

A expressão da lei da velocidade e o valor da constante de velocidade para essa reação são, respectivamente: a) v = k.[NO2] e 2,2 . 107 b) v = k.[ O3] e 4,4 . 107 c) v = k.[NO2].[O3] e 2,2 . 107 d) v = k.[NO2].[O3] e 4,4 . 107 e) v = k.[NO2]+[O3] e 2,2 . 107

49. No estudo de uma reação representada por: 2 A(g) + 1 B2(g)  2 AB(g)

coletou-se os seguintes dados:

[A]

inicial inicial[B] Velocidade(mol.L-1_.s-1₎

0,10 0,10 2,53 . 10-6

0,10 0,20 5,06 . 10-6

0,20 0,10 10,12 . 10-6

A velocidade da reação pode ser expressa pela equação: a) v = k.2[A] b) v = k.[B]2 c) v = k.[A].[B] d) v = k.[A]2_.[B] e) v = k.[A].[B]2

50. Uma certa reação representada pela equação química A + B  C possui velocidade inicial dada por v = k.[A]x_.[B]y_{. Com a finalidade de se encontrar}

os valores de x e y realizaram três experiências com a mesma reação, cujos dados encontram-se na tabela seguinte: Experiência [A] mol/L [B] mol/L Velocidade mol/L.s 1 2,0 2,0 2,0 . 10-3 2 4,0 2,0 2,0 . 10-3 3 2,0 4,0 8,0 . 10-3

Os valores de x e y são, respectivamente: a) 0 e 2

b) 0 e 3 c) 1 e 2

d) 1 e 3 e) 2 RESPOSTAS 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 D A C B A A D A D 1 C C A D B E D A E E 2 C A C E C E D B E B 3 C C C A D B C D C D 4 E 0 9 C B 26 35 10 05 D D 5 A