Química Geral Código

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
DEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E CIÊNCIAS
SOCIAIS
Disciplina: Química Geral
Código: 1200431
Professor: Fco Klebson, Humberto Neves e Zilvam Melo
Período 2009.1
Lista de exercícios – Cinética Química
1. Responda:
a) Qual o significado do termo velocidade da reação?
b) Dê três fatores que afetam a velocidade de uma reação química.
c) Qual a informação necessária para relacionar o desaparecimento dos reagentes na velocidade
de aparecimento dos produtos?
2. Para cada uma das seguintes reações em fase gasosa, indique como a velocidade de desaparecimento
de cada reagente está relacionada à velocidade de aparecimento de cada produto:
a) H2O2(g) H2(g) O2(g)
b) 2N2O(g) 2N2(g) + O2(g)
c) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
3. Considere a seguinte reação hipotética em solução aquosa: A (aq) B (aq). Um frasco é carregado
com 0,065 mol de A em um volume total de 100 mL. Os seguintes dados são coletados:
Tempo (min)
0
10
20
30
40
Quantidade de matéria
0,065
0,051
0,042
0,036
0,031
a) Calcule a quantidade de matéria de B em cada tempo na tabela, supondo que não existem
moléculas de B quando o tempo for zero.
b) Calcule a velocidade média de desaparecimento de A para cada intervalo de 10 min, em
unidades de mol·L-1·s-1
c) Entre t = 10 min e t = 30 min, calcule a velocidade média de aparecimento de B em unidades
de mol·L-1·s-1, suponha que o volume da solução seja constante.
4. A isomerização do isonitrila (CH3NC) à acetonitrila (CH3CN) foi estudada na fase gasosa a 215 oC, e
os seguintes dados foram obtidos:
Tempo (s)
0
2000
5000
8000
12000
15000
[CH3NC]
0,0165
0,0110
0,00591
0,00314
0,00137
0,00074
Calcule a velocidade média da reação, em mol·L-1·s-1, para o intervalo de tempo entre cada medida.
5. Uma reação A + B C obedece à lei de reação: velocidade = k[A]2[B].
a) Se [A] é dobrada, como variará a velocidade da reação? A constante variará? Justifique sua
resposta.
b) Se [B] é dobrada, como variará a velocidade da reação? A constante variará? Justifique sua
resposta.
c) Quais são as ordens da reação para A e B? Qual a ordem total?
1
6. A reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio, N2O5, é de primeira ordem. Qual é a
velocidade da reação de decomposição de N2O5, quando 3,45 g N2O5são colocados em um balão de
0,75 L, aquecidos em 65 °C ? Nesta reação k = 5,2 x 10-3 s-1 na lei de velocidade (velocidade de
decomposição de N2O5).
7. Quando 0,52 g de H2 e 0,19 g de I2, são colocados em um balão de reação de 750 ml, aquecidos em
700 K, eles reagem por um processo de segunda ordem (primeira ordem em cada reagente) em que k
= 0,063 L mol-1s-1 na lei de velocidade.
a) qual é a velocidade da reação?
b) qual será o fator de aumento da velocidade de reação se a decomposição de H2 na mistura for
dobrada?
8. Na reação CH3Br(aq) + OH-(aq) CH3OH(aq) + Br-(aq), quando só a concentração de OH- dobra, a
velocidade dobra. Quando só a concentração de CH3Br aumenta por um fator de 1,2 a velocidade
aumenta por um fator 1,2. Escreva a lei de velocidade da reação.
9. Os seguintes dados cinéticos foram obtidos para a reação 2 ICl(g) + H2(g) I2(g) + 2HCl(g):
[ICl]0
[O3]0
V
N° Expto
(mol/L) (mol/L) (mmol/L.s)
1
1,5
1,5
3,7 x 10-7
2
3
1,5
9,4 x 10-7
3
3
4,5
22 x 10-7
4
4,7
2,7
?
a) Escreva a lei de velocidade da reação.
b) Qual é a ordem da reação?
c) Determine a partir dos dados o valor da constante de velocidade.
d) Use os dados para predizer a velocidade de reação do explo 4.
10. A reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio, N2O5, é de primeira ordem com constante
de velocidade igual a 3,7 x 10-5 s-1, em 298 K.
a) Qual é a meia vida (horas) da decomposição de N2O5em 298 K
b) Se [N2O5]0 = 0,0567 mol·L-1, qual será a concentração de N2O5 após 3,5 h ?
c) Quanto tempo (minuto) passará até que a concentração de N2O5 caia de 0,0567 mol l-1 a 0,0135 mol
l-1 ?
11. Os seguintes dados foram obtidos para a reação A + B + C Produtos:
N°
[A]0
[B]0
[C]0
V
(mol/L) (mol/L) (mol/L) (mmol/L.s)
Expto
1
1,25
1,25
1,25
8,7
2
2,5
1,25
1,25
17,4
3
1,25
3,02
1,25
50,8
4
1,25
3,02
3,75
457
5
3,01
1,00
1,15
?
2
a) Escreva a lei de velocidade da reação.
b) Qual é a ordem da reação?
c) Determine, a partir dos dados o valor da constante de velocidade.
d) Use os dados para predizer a velocidade de reação do experimento 5
12. Os seguintes dados foram medidos para a reação do óxido nítrico com hidrogênio:
2NO(g) + 2H2(g) N2(g) + 2H2O(g)
N°
Expto
1
2
3
[NO]
(mol/L)
0,10
0,10
0,20
[H2]
(mol/L)
0,10
0,20
0,10
Vo
(mol/L.s)
1,23x10-3
2,46x10-3
4,92x10-3
a) Determine a Lei de velocidade para essa reação;
b) Calcule a constante de velocidade;
c) Calcule a velocidade quando [NO] = 0,050 mol/L e [H2] = 0,15 mol/L
13. A decomposição do éter dimetílico, (CH3)2O, a 510 °C é um processo de 1ª ordem com uma
constante de velocidade de 6,8x10-4s-1.
(CH3)2O(g) CH4(g) + H2(g) + CO(g)
Se a pressão inicial de (CH3)2O dor de 135 torr, qual será a pressão parcial após 1420s?
14. A seguinte tabela mostra as constantes de velocidade para o rearranjo de isonitrila de metila a várias
temperaturas.
K (s-1)
2,52x10-5
5,25x10-5
6,30x10-4
3,16x10-3
T (°C)
189,7
198,9
230,3
251,2
a) A partir desses dados, calcule a energia de ativação para a reação.
15. A energia de ativação, Ea, de uma reação não-catalisada é 95 KJ/mol. A adição de um catalisador
diminui a Ea para 55 KJ/mol. Supondo que o fator de colisão permaneça o mesmo, por qual fator o
catalisador aumenta a velocidade de reação a 25°C?
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