Lista de exercícios 3 - Equilíbrio Químico: Conceitos, Kc e

Departamento de Educação – Química
Química Analítica Qualitativa – Equilíbrio Químico: Conceitos, Kc e Kp
Prof. Ms. Ricardo Honda
Lista de exercícios 3
Equilíbrio Químico: Conceitos, KC e KP
1. Escreva a expressão da constante de equilíbrio 6. Em determinadas condições de temperatura e
em função da concentração (KC) das seguintes pressão, existe 0,5 mol/L de N2O4 em equilíbrio com
reações:
2 mol/L de NO2, segundo a equação N2O4 (g)
2
NO2 (g). Qual o valor da constante (KC) desse
a) H2 (g) + I2 (g)
2 HI (g)
equilíbrio, nas condições da experiência?
b) 3 C2H2 (g)
C6H6 (g)
7. A indústria de fertilizantes químicos, para a
c) N2 (g) + 3 H2 (g)
2 NH3 (g)
obtenção dos compostos nitrogenados, utiliza o gás
2. Assinale verdadeiro (V) ou falso (F) nas seguintes amônia (NH3) que pode ser sintetizado pela
afirmações:
hidrogenação do nitrogênio, segundo a equação
química:
a) (
) Quanto maior o valor da constante de

 2 NH3 (g) KC = 1,67 × 10–3

equilíbrio (KC), mais deslocado para a direita está o N2 (g) + 3 H2 (g) 
equilíbrio.
Num procedimento de síntese, no sistema, em
b) (
) Quanto menor o valor da constante de equilíbrio, as concentrações de N2 (g) e de H2 (g)
equilíbrio (KC), mais deslocado para a esquerda está são, respectivamente, iguais a 2,0 mol/L e 3,0 mol/L.
o equilíbrio.
Nessas condições, calcule a concentração de NH3
(g), em mol/L.
3. Para o equilíbrio químico N2 (g) + O2 (g)
2
NO (g) foram encontrados os seguintes valores para 8. A altas temperaturas, N2 reage com O2 produzindo
a constante KC, às temperaturas indicadas:
NO, um poluente atmosférico:
I
II
III
IV
V
Temperatura (K)
1800
2000
2100
2200
2300

 2 NO (g)
N2 (g) + O2 (g) 

KC
1,21 ∙ 10-4
4,08 ∙ 10-4
6,86 ∙ 10-4
11,0 ∙ 10-4
16,0 ∙ 10-4
À temperatura de 2000 kelvins, a constante de
equilíbrio acima é igual a 4,0 ∙ 10 -4. Nesta
temperatura, se as concentrações de equilíbrio de N 2
e O2 forem, respectivamente, 4,0 ∙ 10-3 e 1,0 ∙ 10-3
mol/L, qual será a de NO?
Há maior concentração molar do NO (g) em:
a) I
b) II
c) III
d) IV
9. A produção de grafita artificial vem crescendo
significativamente, uma vez que grafita natural de
boa qualidade para uso industrial é escassa. Em
atmosferas ricas em dióxido de carbono, a 1.000 ºC,
a grafita reage segundo a reação:
e) V
TEXTO PARA QUESTÕES 4 E 5
O gráfico a seguir representa a variação das

 2 CO (g)
C (grafita) + CO2 (g) 

concentrações dos reagentes e produtos, em função
do tempo, desde o início da reação até ser atingido o A 1.000 ºC, no estado de equilíbrio, as pressões
equilíbrio químico.
parciais de CO e CO2 são 1,50 atm e 1,25 atm,
respectivamente. Calcule o valor da constante de
equilíbrio (KP) para a reação nessa temperatura.
(Observação: na expressão do KP só entram
gases).
10. A constante de equilíbrio da reação

 CH3OH (g)
CO (g) + 2 H2 (g) 

tem o valor de 14,5 a 500 K. As concentrações de
metanol e de monóxido de carbono foram medidas
nesta temperatura em condições de equilíbrio,
encontrando-se, respectivamente, 0,145 mol/L e 1
mol/L. Com base nesses dados, calcule a
concentração de hidrogênio, em mol/L.
4. O referido equilíbrio pode ser assim equacionado:
a) aA + bB
cC
b) cC
aA + bB
c) aA
bB + cC
d) bB + cC
aA
e) bB
aA + cC
5. Em qual instante o equilíbrio é atingido?
a) t1
b) t2
11. Reações químicas dependem de energia e
colisões eficazes que ocorrem entre as moléculas
dos reagentes. Em sistema fechado, é de se esperar
c) t3
1
15. No equilíbrio, as concentrações em mol/L dos
participantes são iguais a: [A2] = 1 mol/L; [B2] = 2
mol/L; [AB3] = 2 mol/L a 20°C. Calcule o valor da sua
constante de equilíbrio (KC) na mesma temperatura.
que o mesmo ocorra entre as moléculas dos
produtos em menor ou maior grau até que se atinja o
chamado “equilíbrio químico”. O valor da constante
de equilíbrio em função das concentrações das
espécies no equilíbrio, em quantidade de matéria, é
um dado importante para se avaliar a extensão
(rendimento) da reação quando as concentrações
não se alteram mais. Considere a tabela com as
quantidades de reagentes e produtos no início e no
equilíbrio, na temperatura de 100 oC, para a seguinte
reação:
A2 + 3 B2
2 AB3
16. Considere o gráfico a seguir:

 2 NO2 (g)
N2O4 (g) 

[N2O4]
[NO2]
no início
0,050 mol/L
0,050 mol/L
no equilíbrio
0,030 mol/L
0,090 mol/L
Calcule a constante de equilíbrio dessa reação a 100
ºC.
12. São colocados 8,0 mol de amônia num recipiente
fechado de 5,0 litros de capacidade. Acima de 450
ºC, estabelece-se, após algum tempo, o equilíbrio:
2 NH3 (g)
3 H2 (g) + N2 (g)
Sabendo que a variação do número de mol dos a) Complete a tabela abaixo:
2 SO3 (g)
participantes está registrada no gráfico, podemos
Início
1 mol/L
afirmar que, nestas condições, a constante de
Reage /
equilíbrio, KC, é igual a:
forma
Equilíbrio
2 SO2 (g) + O2 (g)
0
0
b) Escreva a expressão da constante de equilíbrio
(KC) e calcule o seu valor.
c) Quando [SO2] = [O2] = 0,3 mol/L e [SO3] = 0,6
mol/L, o sistema estará em equilíbrio químico?
Justifique.
a) 27,00.
b) 5,40.
c) 1,08.
17. Complete a tabela a seguir:
2 NO2 (g)
Início
10 mol/L
Reage /
forma
Equilíbrio
2 mol/L
d) 2,16.
N2O4 (g)
0
13. Considere a seguinte equação de oxirredução:
Ce4+ + Fe2+
Ce3+ + Fe3+
A constante de equilíbrio desta reação é igual a 2,0 ·
18. Com base na tabela anterior, complete o
1011.
diagrama. Escreva a expressão da constante de
a) Escreva a expressão que representa a constante equilíbrio (KC) e calcule o seu valor.
de equilíbrio.
b) Calcule a concentração de íons Ce4+ que existe
em equilíbrio em uma solução cuja concentração de
Ce3+ é 0,1 mol/L, de Fe3+ é 0,1 mol/L e de Fe2+ é 0,1
mol/L.
14. Dois mol de CO (g) reagem com dois mol de NO 2
(g), conforme a equação:
CO (g) + NO2 (g)
CO2 (g) + NO (g) (200 ºC)
Quando se estabelece o equilíbrio, verifica-se que ¾
de cada um dos reagentes foram transformados em
CO2 (g) e NO (g). A constante de equilíbrio para a
reação é:
a) 0,11.
b) 0,56.
c) 1,77.
d) 9,00.
e) 10,50.
2
a) A partir de que instante podemos afirmar que o
Observe as ilustrações e responda às questões sistema entrou em equilíbrio? Explique.
de 19 a 21:
b) Calcule a constante de equilíbrio para a reação de
formação do FeSCN2+ (aq).
23. N2O4 e NO2, gases poluentes do ar, encontramse em equilíbrio, como indicado:

 2 NO2
N2O4 

Em uma experiência, nas condições ambientes,
introduziu-se 1,50 mol de N2O4 em um reator de 2,0
litros. Estabelecido o equilíbrio, a concentração de
NO2 foi de 0,060 mol/L. Qual o valor da constante KC,
em termos de concentração, desse equilíbrio?
24. Considere a reação abaixo, que ocorre num
recipiente de volume constante, mantido a 175 °C.

 Br2 (g) + Cl2 (g)
2 BrCl (g) 

A concentração inicial do BrCl é 0,30 mol/L. Iniciada
a reação, verifica-se que, após 10 minutos, a
concentração dessa substância atinge o valor de
0,02 mol/L, mantendo-se constante a partir desse
ponto. Calcule a constante de equilíbrio dessa
reação.
25. Na precipitação de chuva ácida, um dos ácidos
19. A partir de que instante o sistema atingiu o responsáveis pela acidez é o sulfúrico. Um equilíbrio
equilíbrio?
envolvido na formação desse ácido na água da
chuva está representado pela equação:
20. Escreva a expressão do KC.
2 SO2 (g) + O2 (g)
2 SO3 (g)
21. Complete o diagrama a seguir indicando o
número de moléculas de todos os participantes nas
ordenadas e o tempo em minutos do início até 45
minutos nas abscissas.
a) Calcule o valor da constante de equilíbrio nas
condições em que reagindo-se 6 mol/L de SO2 com 5
mol/L de O2, obtêm-se 4 mol/L de SO3 quando o
sistema atinge o equilíbrio.
b) Construa um gráfico para este equilíbrio
representando as concentrações em mol/L na
ordenada e o tempo na abscissa, e indique o ponto
onde foi estabelecido o equilíbrio.
26. Num recipiente fechado estão em equilíbrio:
N2 (g) + O2 (g)
2 NO (g)
A uma temperatura de 20 °C as pressões parciais
são as seguintes: N2 = 0,4 atm; O2 = 0,2 atm; NO =
0,4 atm.
Nessas condições, calcule o valor de KP.
27. O grau de equilíbrio consiste na razão entre o
número de mol consumido de um certo reagente e o
seu número de mol inicial:
22. A reação de íons de ferro (III) com íons tiocianato
pode ser representada pela equação:
Fe3+ (aq) + SCN– (aq)
FeSCN2+ (aq)
Nesta reação, a concentração dos íons varia
segundo o gráfico a seguir, sendo a curva I Considere o equilíbrio a seguir e calcule o valor do
correspondente ao íon Fe3+ (aq).
grau de equilíbrio (α).
3
28. Dentro de um recipiente fechado, contendo Gabarito:
inicialmente apenas N2O4 (g), ocorre o seguinte 2. a) V; b) V; -53. E; 4. C; 5. C; 6. KC = 8; 7. [NH3] = 0,3 mol/L; 8.
[NO] = 4 ∙ 10 mol/L; 9. KP = 1,8; 10. [H2] = 0,1 mol/L; 11. KC =
processo, a temperatura constante:
0,27; 12. C; 13. [Ce4+] = 5 ∙ 10-13 mol/L; 14. D; 15. KC = 0,5.
N2O4 (g)
2 NO2 (g)
16. a)
As
concentrações
dos
participantes
foram
2 SO3 (g)
2 SO2 (g) +
O2 (g)
Início
1 mol/L
0
0
acompanhadas com o passar do tempo, conforme
Reage / forma
- 0,4 mol/L
+ 0,4 mol/L
+ 0,2 mol/L
mostra o gráfico.
Equilíbrio
0,6 mol/L
0,4 mol/L
0,2 mol/L
b) KC = 0,088; c) Não, pois Q = 0,075 ≠ KC
17.
2 NO2 (g)
N2O4 (g)
Início
10 mol/L
0
Reage / forma
- 8 mol/L
+ 4 mol/L
Equilíbrio
2 mol/L
4 mol/L
18.
19. 30 min.
21.
Analisando-se o gráfico, é correto afirmar que o grau
de equilíbrio da reação (grau de dissociação do
N2O4) nessa temperatura é, aproximadamente,
a) 83%
b) 75%
c) 60%
d) 40%
e) 36%
22. a) ≈ 350 ms; b) KC = 250; 23. KC = 5 ∙ 10-3; 24. KC = 49; 25. a)
KC = 1,33; 26. a) KP = 2; 27. α = 60%; 28. C.
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