DEPARTAMENTO DE QUÍMICA SEGUNDO ANO DO ENSINO MÉDIO LISTA DE EXERCÍCIOS PROFESSOR: TELSO M FERREIRA JÚNIOR ( TJ ) Lei de Hess e Equilíbrio Químico I – O efeito produzido sobre o equilíbrio do sistema, por uma variação de pressão será apenas que o aumento da pressão Questão 01) desloca o equilíbrio para a direita As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, II – O efeito produzido quando se aumenta a pressão é um liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q1J, Q2J e Q3J, sendo deslocamento para a esquerda (no sentido da diminuição do Q3> Q2 > Q1. número de mols, e vice-versa). III – Com o aumento da temperatura há um deslocamento para o I) 2NH3 + 5/2 O2 2NO + 3H2O H1 = –Q1J sentido endotérmico. II) 2NH3 + 7/2 O2 2NO2 + 3H2O H2 = –Q2J Assinale a alternativa correta: III) 2NH3 + 4 O2 N2O5 + 3H2O H3 = –Q3J a) Apenas I está correta b) I e II estão corretas Assim sendo, a reação representada por c) Apenas II está correta IV) N2O5 2NO2 + 1/2 O2 H4 d) II e III estão corretas será: e) I, II e III estão corretas a) exotérmica, com H4 = (Q3 – Q1)J. b) endotérmica, com H4 = (Q2 – Q1)J. Questão 05) c) exotérmica, com H4 = (Q2 – Q3)J. A presença de SO2 e SO3 na atmosfera, entre outros gases, possibilita a d) endotérmica, com H4 = (Q3 – Q2)J. formação da chuva ácida. A equação que representa o equilíbrio e) exotérmica, com H4 = (Q1 – Q2)J. químico de decomposição do trióxido de enxofre é: Questão 02) Dadas as seguintes equações termoquímicas, a 25ºC e 1 atm: C2H2(g) + 5/2 O2(g) 2CO2(g) + H2O(l) H1 = – 1301,0 kJ/mol C2H6(g) + 7/2 O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) H2 = – 1560,0 kJ/mol H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) H3 = –286,0 kJ/mol Assinale a variação de entalpia (H), em kJ, para a reação C2H2(g) + 2 H2(g) C2H6(g). a) – 313,0 b) – 27,0 c) + 313,0 d) + 27,0 Questão 03) Leia o texto a seguir. Os raios que ocorrem na atmosfera e a queima de combustíveis derivados do petróleo contendo hidrocarbonetos e compostos de enxofre (mercaptanas) contribuem para a produção de várias substâncias, dentre as quais pode-se destacar: CO2, CO, H2O, NO, SO2 e até mesmo, em pequenas quantidades, NO2 e SO3. Algumas destas emissões são, em parte, responsáveis pelo aumento do efeito estufa e pela formação da chuva ácida. Considere as reações a seguir e suas respectivas variações de entalpias, a 25ºC e 1 atm. Com base nos dados fornecidos, é correto afirmar que a reação entre o dióxido de enxofre e o dióxido de nitrogênio: SO2(g) + NO2(g) NO(g) + SO3(g) é: a) Exotérmica, liberando 41,72 kJ. b) Exotérmica, liberando 1033,69 kJ. c) Endotérmica, absorvendo 41,72 kJ. d) Endotérmica, absorvendo 672,53 kJ e) Endotérmica, absorvendo 1033,69 kJ. Questão 04) É dado o sistema a seguir: H3C–OH(g) + O2(g) CO(g) + 2H2O(g) Em equilíbrio e sabendo-se que a reação de combustão é exotérmica, são feitas as seguintes afirmações: 2SO3(g) 2SO2 (g) + O2 (g). Os valores das constantes de equilíbrio a 298 K e 500 K são respectivamente iguais a 2,5 × 10–25 e 2,5 × 10–11. Considere as afirmações sobre o equilíbrio em questão: I. a decomposição do SO3 é uma reação endotérmica; II. a decomposição do SO3 é favorecida pelo aumento da pressão; III. a concentração do SO2 aumenta com o aumento da temperatura; IV. a presença de um catalisador não altera o equilíbrio. Está correto o contido apenas em a) I e II. b) I e III. c) III e IV. d) I, II e III. e) I, III e IV. Questão 06) Ésteres são compostos orgânicos largamente empregados na indústria como flavorizantes (aroma + sabor) em balas e doces. A síntese dessa classe de compostos envolve normalmente a reação de esterificação de Fisher, em uma reação de equilíbrio entre um ácido carboxílico e um álcool, usando um ácido inorgânico como catalisador. Abaixo está representada a síntese do etanoato de etila (flavorizante da maçã). O H3C C O H2SO4 OH + H3C H3C CH2OH C OCH2CH3 + H2O 50°C Como pode ser observado acima, o processo é reversível. Para se obter um rendimento maior do produto (éster), deve-se deslocar o equilíbrio para a direita. Todos os fatores indicados nas alternativas abaixo, deslocam o equilíbrio para a formação do éster com um maior rendimento, EXCETO: a) O aquecimento a 50 ºC fornece energia cinética às moléculas reagentes para atingirem a energia de ativação do sistema reacional, favorecendo a formação do éster. b) A retirada de água do sistema reacional. c) A retirada do éster formado, através da destilação direta. d) A diminuição da quantidade de etanol no sistema. e) O aumento da quantidade estequiométrica de um dos reagentes. Questão 07) O NO2 é um gás tóxico, castanho-avermelhado, que se dimeriza formando o N2O4, um composto incolor. Um recipiente fechado contém os dois óxidos e a equação que representa o equilíbrio químico é: 2NO2(g) N2O4(g) Hº < 0 Em relação ao sistema em equilíbrio, pode-se afirmar que a) b) c) d) e) a reação de dimerização é exotérmica, sendo favorecida pelo aumento da temperatura. o aumento da pressão intensifica a cor castanho-avermelhado. a diminuição da temperatura torna o sistema mais incolor. a adição de um catalisador desloca o equilíbrio da reação no sentido da formação do N2O4. a adição de uma substância alcalina desloca o equilíbrio da reação no sentido da formação do N2O4. Questão 08) A L-isoleucina é um aminoácido que, em milhares de anos, se transforma no seu isômero, a D-isoleucina. Assim, quando um animal morre e aminoácidos deixam de ser incorporados, o quociente entre as quantidades, em mol, de D-isoleucina e de L-isoleucina, que é igual a zero no momento da morte, aumenta gradativamente até atingir o valor da constante de equilíbrio. A determinação desses aminoácidos, num fóssil, permite datá-lo. O gráfico traz a fração molar de L-isoleucina, em uma mistura dos isômeros D e L, em função do tempo. A catalase é uma enzima empregada na reação de decomposição do peróxido de hidrogênio, um dos compostos responsáveis pela formação de radicais livres no organismo. A ação dessa enzima permite que essa reação ocorra com uma velocidade 100 milhões de vezes maior do que a velocidade da reação sem a sua participação. Este aumento na velocidade da reação só é possível porque a catalase: a) desloca o equilíbrio da reação no sentido dos produtos; b) forma um composto iônico com o peróxido de hidrogênio; c) reduz a barreira de energia que separa reagentes dos produtos; d) aumenta a energia livre de ativação da reação; e) aumenta a diferença de energia entre os reagentes e os produtos. GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: A 3) Gab: A 4) Gab: D 5) Gab: E 6) Gab: D 7) Gab: C 8) Gab: Respostas para as quetsões (a) e(b) Fração molar x tempo a) b) c) Leia no gráfico as frações molares de L-isoleucina indicadas com uma cruz e construa uma tabela com esses valores e com os tempos correspondentes. Complete sua tabela com os valores da fração molar de Disoleucina formada nos tempos indicados. Explique. Calcule a constante do equilíbrio da isomerização L-isoleucina D-isoleucina d) c) KC Qual é a idade de um osso fóssil em que o quociente entre as quantidades de D-isoleucina e L-isoleucina é igual a 1? V d) Questão 09) Um dos mais importantes usos da amônia é como reagente na primeira etapa da rota sintética para produção de ácido nítrico. Essa primeira etapa, não balanceada, ocorre de acordo com a equação NH3(g) + O2(g) NO(g) + H2O(g). A expressão para a constante de equilíbrio dessa reação é : a) Keq = ([NH3][O2]) / ([NO][H2O]). b) Keq = ([NO]2[H2O]3) / ([NH3]2[O2]5). c) Keq = ([NO]4) / ([NH3]4[O2]5). d) Keq = ([NO]4[H2O]6) / ([NH3]4[O2]5). e) Keq = ([NH3]4[O2]5) / ([NO]4[H2O]6). Questão 10) A constante de equilíbrio para a reação na fase gasosa CO(g) + H 2 (g) CO2(g) + H2(g) vale 25, a 600 K. Foi feita uma mistura contendo 1,0 mol de CO, 1,0 mol de H2O, 2,0 mol de CO2 e 2,0 mol de H2 em um frasco de 1,0 L, a 600 K. Quais as concentrações de CO (g) e CO 2 (g), em mol/L, quando for atingido o equilíbrio ? a) 3,5 e 1,5. b) 2,5 e 0,5. c) 1,5 e 3,5. d) 0,5 e 2,5. e) 0,5 e 3,0. Questão 11) [D isoleucina ] [L isoleucina ] 0,58n V 0,42n 1,38 120 . 103 anos 9) Gab: D 10) Gab: D 11) Gab: C