20_21_Cinetica Quimica

- 2009 -
PROGRAMA DE REVISÃO INTENSIVA PARALELA
“RUMO AO VESTIBULAR”
Disciplina
Química
Tema
Professor
Cinética química
Regina
Natureza
Dia / Mês / Ano
Rumo ao Vestibular
Cinética Química
Basicamente a velocidade de uma reação pode
ser calculada com base nas concentrações dos
reagentes em função do tempo da reação:
V = [Afinal] – [Ainicial] , onde:
tfinal - tinicial
t se refere ao tempo e [A] é a concentração do reagente
A
Fatores que influenciam na velocidade de uma
reação
1. Afinidade química
É a tendência que as substâncias químicas
possuem para reagirem uma com as outras. Se a
afinidade entre dois reagentes é grande, a reação
ocorre com mais facilidade.
2. Colisões eficazes
A velocidade de uma reação é mais rápida
quando as colisões são eficazes ou seja, alas ocorrem
com força, ângulo e freqüência propícios para que as
moléculas consigam se desagregar e formar o complexo
ativado. Quando há a predominância de choque não
eficazes, a velocidade da reação é lenta.
3. Catalisador
É uma substância que altera a velocidade de
uma reação sem ser consumida durante o processo.
Existem 2 tipos de catalisadores:
a) Positivos – Aumentam a velocidade de uma reação
diminuindo a quantidade de energia de ativação
necessária para que a reação ocorra.
b) Negativos ou inibidores – Retardam a velocidade
de uma reação.
A representa a reação
sem catalisador.
B representa a reação
com catalisador.
Observe que, com ou sem
catalisador, o ΔH da reação
não se altera.
Catálise é o nome dado ao aumento da
velocidade provocado pelo catalisador. Existem dois
tipos de catálise:
Código Sequencial
AULA 19 e 20
a) catálise homogênea – O catalisador e os reagentes
estão numa mesma fase física, formando um sistema
homogêneo.
b) catálise heterogênea – O catalisador e os reagentes
estão em fases físicas diferentes, formando um sistema
heterogêneo.
4. Concentrações dos reagentes
Quanto maior for a concentração dos reagentes,
maior é a velocidade da reação
5. Temperatura
Quanto maior for a temperatura, maior será a
velocidade de uma reação.
6. Superfície de contato
Quanto maior for a superfície de contato do sólido,
maior será a velocidade da reação.
7. Pressão
Em reações em que há a participação dos
gases, o aumento da pressão no sistema, acarreta um
aumento da velocidade da reação.
8. Estado físico dos reagentes
De um modo geral, os gases reagem mais fácil
e rapidamente do que os líquidos e estes, mais
facilmente do que os sólidos.
9. Presença de luz
Algumas reações sofrem a influência da luz,
afetando a velocidade da reação.
Exemplo : A água oxigenada comercial deve ser
vendida em frasco escuro e ao abrigo da luz pois a
presença de luz acarreta sua decomposição em água e
gás oxigênio.
Lei de velocidade de uma reação ou lei cinética.
A velocidade de uma reaçãoé proporcional à
concentração dos reagentes, elevadas a números que
são determinados experimentalmente.
Exemplo: Para a reação : aX + bY → produtos, a lei da
velocidade tem a seguinte expressão:
V = k.[X]m . [Y]n , onde:
k = constante da velocidade que é característica da
reação e da temperatura.
[X] e {Y} = concentração molar dos reagentes
m e n = ordem de reação, onde m + n = ordem global da
reação.
Mecanismo das reações
Nem sempre as reações químicas ocorrem em
apenas uma única etapa. Em geral, elas ocorrem em
etapas. Assim, temos dois tipos de reações:
a) Elementares – São as que ocorrem em uma etapa
única. Nesse caso, as ordens das reação (m e n)
coincidem com os coeficientes do balanceamento da
equação.
b) Não elementares – São aquelas que ocorrem em
mais de uma etapa, sendo que uma delas é mais lenta.
A equação da velocidade será, sempre, da etapa mais
lenta. Nesse caso, as ordens da reação dependerão da
etapa mais lenta.
Exercícios conceituais
1. (UFRJ) A oxidação do brometo de hidrogênio pode
ser descrita em três etapas :
I.
II.
III.
HBr(g) + O2(g)  HOOBr(g)
(etapa lenta)
HBr(g) + HOOBr(g)  2 HOBr(g)
(etapa rápida)
HOBr(g) + HBr(g)  Br2(g) + H2O(g) (etapa rápida)
Escreva a equação da velocidade da reação de
oxidação do brometo de hidrogênio.
2. 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 octuplica
quando a concentração de A é dobrada. Escreva a
equação da velocidade da reação mencionada.
3. (PUC) No laboratório, o hidrogênio pode ser
preparado pela reação de zinco com solução de ácido
clorídrico. Observe as condições especificadas nas
experiências abaixo.
Experiência
Temperatura
(oC)
I
II
III
IV
25
25
30
30
V
30
Concentração
do ácido em
mol/litro
Granulado
1,0
Granulado
0,5
Em pó
1,0
Em pó
0,5
Em
1,0
raspas
Zinco
A velocidade da reação é maior em :
a)
b)
c)
d)
e)
I
II
III
IV
V
4. (PUC) Assinale a alternativa incorreta :
a) A pulverização de um sólido influi na velocidade de
suas reações.
b) Adicionando um catalisador específico para a
reação, ele aumenta a velocidade dessa reação.
c) Uma reação química que apresenta energia de
ativação extremamente pequena é muito lenta.
d) Se um reagente é gasoso, a variação de sua
pressão influi na velocidade da reação da mesma
maneira que a variação de sua concentração.
e) A elevação da temperatura aumenta a velocidade
da reação química, porque aumenta o número de
partículas com energia superior à energia de
ativação da reação.
5. (Unisinos) Nas indústrias químicas, os catalisadores
são utilizados em larga escala, sendo responsáveis por
inúmeros processos econômicos empregados na
obtenção de bens de consumo importantes para o
homem moderno.
Podemos afirmar que, nas reações em que atuam, os
catalisadores :
a) Aumentam a energia de ativação necessária para a
reação.
b) Diminuem a variação de entalpia do sistema.
c) Atuam somente entre substâncias em solução.
d) Diminuem a energia de ativação necessária para a
reação.
e) Aumentam a variação de entalpia da reação.
6. (Mackenzie) Ao se fazer pão caseiro, coloca-se a
massa, em geral coberta, descansando em lugar mais
aquecido, a fim de que cresça. Este 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 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 mais aquecido evita que a massa
estrague.
7. Considerando o diagrama de energia abaixo, foram
feitas as seguintes afirmações :
Energia
Z
T
X
Y
Reagentes
W
Produtos
K
Caminho da reação
2
Corrija as afirmações que julgar errada, de modo que se
tornem verdadeiras.
O H da reação é dado por Y.
A energia de ativação com catalisador é dada por X.
A reação é exotérmica.
O abaixamento da energia de ativação verificado
pela adição de um catalisador é dado por W.
e) A reação é endotérmica.
a)
b)
c)
d)
8. São mostradas a seguir três equações e suas
respectivas Leis de Velocidade :
I.
II.
III.
2 NO + 2 H2 N2 + 2 H2O
SO2 + 2 H2  S + 2 H2O
NO + O3 O2 + NO2
V1 = k1 [NO]2[H2]2
V2 = k2 [SO2][H2]
V3 = k3 [NO][O3]
Qual(is) das reações é(são) elementar(es) ? Explique.
9. Determine a equação da velocidade da reação
abaixo, supondo-a elementar :
3 Cu + 8 HNO3  3 Cu(NO3)2 + 4 H2O + 2 NO
10. O que acontecerá com a velocidade da reação
elementar 2X + Y  Z, se dobrarmos a concentração de
X e triplicarmos a de Y?
Exercícios avançados
1. (Ufc 2006)
elementares:
Considere
as
seguintes
reações
etapa lenta
etapa I: HOOH + I−→ HOI + OH−
etapa rápida
etapa II: HOI + I− → I2 + OH−
etapa rápida
etapa III: 2OH− + 2H3O+ → 4H2O
------------------------------------------------------------reação global: 2I−+HOOH+2H3O+ → I2+4H2O
a) Qual a etapa determinante da velocidade da reação?
b) Apresente a expressão da lei de velocidade para a
reação global.
2. (Unesp) A cinética da reação: 2HgCl2 + C2O4− → 2Cl−
+ 2CO2(g) + Hg2Cl2(s)
Foi estudada em solução aquosa, seguindo o número
de mols de Hg2Cl2 que precipita por litro de solução por
minuto. Os dados obtidos estão na tabela.
11. A reação : 2A + B  C + D , apresenta o seguinte
mecanismo :
A+BX
A+XC+D
(etapa lenta)
(etapa rápida)
Sabendo-se 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 :
2A + B  C + D
12. Os dados da tabela abaixo referem-se à reação:
2A + 3B  C.
Experimentos
[A] mol/L
[B] mol/L
Veloc
(mol.L1
.min-1)
1
1
1
2
2
2
1
4
3
2
2
16
Determine :
a) a expressão da velocidade dessa reação química .
b) o valor da constante k.
Pede-se:
a) Determinar a equação de velocidade da reação.
b) Calcular o valor da constante de velocidade da
reação.
c) Qual será a velocidade da reação quando
[HgCl2]=0,010M e [C2O42−] = 0,010M?
3. (Ufla 2007) O NO (monóxido de nitrogênio) é um
poluente atmosférico formado a temperaturas elevadas
pela reação de N2 e O2. A uma determinada
temperatura, a constante de equilíbrio para a reação é
igual a 5,0 × 10−4. Nessa temperatura, as concentrações
de equilíbrio são: NO = 1,0 × 10−5 mol L−1 e N2 = 4,0 ×
10−3 mol L−1
Pergunta-se:
a) Qual a concentração molar de O2 nas condições de
equilíbrio?
b) Sabendo-se que a constante de velocidade para
reação direta é igual a 2,0 × 10−6, nas condições
descritas anteriormente, calcule a constante de
velocidade para a reação inversa.
3
4. Os dados experimentais para a velocidade de reação,
v, indicados no quadro a seguir, foram obtidos a partir
dos resultados em diferentes concentrações de
reagentes iniciais para a combustão do monóxido de
carbono, em temperatura constante.
O estudo da reação reversível: A + B ↔ C + D, revelou
que ela ocorre em uma única etapa. A variação de
entalpia da reação direta é de −25kJ. A energia de
ativação da reação inversa é + 80kJ. Então, a energia
de ativação da reação direta é igual a:
a) −80 kJ.
b) −55 kJ.
c) +55 kJ.
d) +80 kJ.
e) +105 kJ.
A equação de velocidade para essa reação pode ser
escrita como v = k [CO]a[O2]b, onde a e b são,
respectivamente, as ordens de reação em relação aos
componentes CO e O2.
De acordo com os dados experimentais, é correto
afirmar que respectivamente os valores de a e b são:
a) 1 e 2
b) 2 e 1
c) 3 e 2
d) 0 e 1
e) 1 e 1
5. Observe o gráfico a seguir.
7. (Fgv 2007) A indústria petroquímica é comumente
dividida em três segmentos: as empresas de primeira,
de segunda e de terceira geração. As empresas de
primeira geração são produtoras de petroquímicos
básicos denominados "commodities". Nessas empresas,
o esforço tecnológico atual é fortemente voltado para o
aumento de eficiência de processo, tanto para aumento
de produtividade como para melhoria no grau de pureza
do
produto,
através,
principalmente,
do
desenvolvimento de melhores catalisadores e do
controle de processo. Referente a atuação de um
catalisador em um processo químico, afirma-se que o
catalisador:
I. diminui a energia de ativação da reação;
II. aumenta a velocidade da reação;
III. desloca o equilíbrio da reação favorecendo a
formação do produto;
IV. torna o processo exotérmico.
Dessas afirmativas, são corretas aquelas citadas
apenas em:
O perfil da reação genérica A → B, nele representado,
indica que a energia de ativação do processo, em kJ, é
igual a:
a) 100.
b) 150.
c) 250.
d) 300.
e) 400.
a) I e II.
b) I, III e IV.
c) I e IV.
d) II e III.
e) II e IV.
8. (Fuvest) Em solução aquosa ocorre a transformação:
H2O2 + 2I− + 2H+ → 2H2O + I2
(Reagentes)
(Produtos)
Em quatro experimentos, mediu-se o tempo decorrido
para a formação de mesma concentração de I2, tendose na mistura de reação as seguintes concentrações
iniciais de reagentes:
6. (Fgv 2006) A energia envolvida nos processos
industriais é um dos fatores determinantes da produção
de um produto. O estudo da velocidade e da energia
envolvida nas reações é de fundamental importância
para a otimização das condições de processos
químicos, pois alternativas como a alta pressurização de
reagentes gasosos, a elevação de temperatura, ou
ainda o uso de catalisadores podem tornar
economicamente viável determinados processos,
colocando produtos competitivos no mercado.
4
Esses dados indicam que a velocidade da reação
considerada depende apenas da concentração de:
a) H2O2 e I−.
b) H2O2 e H+.
c) H2O2.
d) H+.
e) I−.
12. (Pucsp 2006) Em um laboratório didático, foi
estudada a taxa de formação de gás hidrogênio (H 2)
durante a ação de uma solução aquosa de ácido
clorídrico (HCl) de concentração 1,0 mol/L sobre metais.
Mantendo-se constante a temperatura e a massa inicial
dos metais em todos os experimentos, foi determinado o
tempo necessário para a formação de 20 mL do gás,
recolhidos em uma proveta.
A tabela a seguir resume os resultados obtidos.
9. (cftmg 2005) Aumentando-se a temperatura em um
sistema químico reagente, o único fator que NÃO se
altera é a (o):
a) energia de ativação da reação.
b) tempo para o equilíbrio ser alcançado.
c) energia cinética das partículas reagentes.
d) número de colisões efetivas entre as partículas.
10. (Pucmg 2006) Considere o gráfico a seguir, no qual
estão representados o tempo e a evolução das
concentrações das espécies B, C, D e E, que participam
de uma reação química.
Analisando os quatro experimentos, um aluno concluiu
em seu caderno:
I. Quanto maior a superfície de contato do metal com a
solução aquosa, mais lenta é a formação de H2.
II. O cobre é um metal nobre.
III. O cobre atua como catalisador da reação entre o
zinco e o ácido clorídrico.
Das afirmações:
A forma CORRETA de representar essa reação é:
a) B + 3 C → D + 2 E
b) D + 2 E → B + 3 C
c) B + 2 C → D + 3 E
d) D + 3 E → B + 2 C
11. (Pucmg 2007) Durante a decomposição da água
oxigenada, ocorre a formação de água e oxigênio, de
acordo com a equação:
2H2O2(aq) → 2H2O(l) + O2(g)
Se a velocidade de liberação de oxigênio é 1 × 10−4
mol.s−1, a velocidade de consumo da água oxigenada
em mol.s−1 é:
a) apenas II está correta.
b) apenas I e II estão corretas.
c) apenas I e III estão corretas.
d) apenas II e III estão corretas.
e) I, II e III estão corretas.
13. (Pucsp 2007) A reação redox que ocorre entre os
íons brometo (Br−) e bromato (BrO3−) em meio ácido,
formando o bromo (Br2) é representada pela equação:
BrO3− (aq) + 5 Br − (aq) + 6 H+(aq) → 3 Br2(aq) + 3 H2O(l)
Um estudo cinético dessa reação em função das
concentrações dos reagentes foi efetuado, e os dados
obtidos estão listados na tabela a seguir.
a) 0,5 × 10−4
b) 1 × 10−4
c) 2 × 10−4
d) 3 × 10−4
Considerando as observações experimentais, pode-se concluir
que a lei de velocidade para a reação é:
5
a) v = k [BrO3−] [Br −] [H+]
b) v = k [BrO3−] [Br −] 5 [H+]6
c) v = k [BrO3−]2 [Br −]6 [H+]4
d) v = k [BrO3−] [Br −]3 [H+]2
e) v = k [BrO3−] [Br −] [H+]2
14. (Uel) No estudo cinético de uma
representada por: 2A(g) + B2(g) → 2AB(g)
colocou-se os seguintes dados:
16. (Ufjf 2006) Considere o diagrama de energia da
reação de decomposição do H2O2 representado.
reação
Assinale a alternativa INCORRETA:
a) v = k 2[A]
b) v = k [B2]2
c) v = k [A] [B2]
d) v = k [A]2 [B2]
e) V = K [A] [B2]2
a) A reação de decomposição do H2O2 é exotérmica.
b) A curva "A" apresenta maior energia de ativação que
a curva "B".
c) A presença de um catalisador afeta o ∆H da reação.
d) A curva "B" representa a reação com a presença de
um catalisador.
e) A letra "Z" representa o ∆H da reação de
decomposição do H2O2.
15. (Uem 2004) Os conversores catalíticos automotores,
baseados em ligas metálicas sólidas contendo ródio,
paládio ou molibdênio, são dispositivos antipoluição
existentes na maioria dos carros. Sua função é absorver
moléculas de gases poluentes e, através de um
processo chamado catálise, oxidar ou decompor esses
gases, como mostra o exemplo abaixo. Para a reação
global 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g), na qual NO2
atmosférico é gerado a partir de NO expelido dos
escapamentos de automóveis, é proposto o seguinte
mecanismo, em duas etapas:
17. (Ufmg 2007) A reação do eteno, C2H4, com
hidrogênio, H2, produz etano, C2H6. Sabe-se que, no
equilíbrio, a velocidade de formação dos produtos, V, e
a velocidade inversa, de formação dos reagentes, V',
são iguais:
C2H4 (g) + H2 (g) ↔ C2H6 (g) ∆H < 0
Foram realizados dois experimentos envolvendo essa
reação, com apenas uma diferença: um, na presença de
catalisador; o outro, na ausência deste.
Comparando-se esses dois experimentos, é CORRETO
afirmar que, na reação catalisada, aumenta:
2 NO(g) ↔ N2O2(g) (etapa rápida)
N2O2(g) + O2(g) → 2 NO2(g) (etapa lenta)
a) a concentração de etano, no equilíbrio.
b) a quantidade de energia térmica produzida.
c) a rapidez com que as velocidades V e V' se igualam.
d) a velocidade V, enquanto a velocidade V' diminui.
A velocidade da reação pode ser expressa pela reação:
Considerando essas afirmações, assinale o que for
correto.
01) A lei de velocidade da etapa lenta é igual a
v=k[O2][NO]2.
02) As reações das etapas rápida e lenta podem ser
chamadas de reações bimoleculares.
04) A catálise descrita acima é um exemplo de catálise
homogênea.
08) À temperatura e à concentração de NO (g)
constantes, se a concentração de O2(g) duplicar, a
reação global será 4 vezes mais rápida.
16) Sendo a lei de velocidade da etapa lenta, obtida
experimentalmente, igual a v=k[N2O2][O2], sua ordem de
reação é igual a 2.
18. (Ufpe) A cinética da reação entre o óxido nítrico e o
oxigênio: 2NO + O2 → 2 NO2 , é compatível com o
seguinte mecanismo:
NO + O2 ↔ OONO (Equilíbrio rápido)
NO + OONO → 2NO2 (reação aberta)
A lei de velocidade para esta reação:
(
(
(
)
)
)
(
)
É de primeira ordem em relação ao NO.
É de segunda ordem em relação ao NO2.
É de segunda ordem em relação a ambos os
reagentes.
Não apresenta constante de velocidade.
6
19. (Ufpe 2005) Quando a concentração de 2-bromo-2metilpropano, C4H9Br dobra, a velocidade da reação:
C4H9Br(aq) + OH−(aq) → C4H9OH (aq) + Br−(aq), aumenta
por um fator de 2. Se as concentrações de C4H9Br e
OH− são dobradas, o aumento da velocidade é o
mesmo: um fator de 2. Com relação a esses dados,
analise as afirmativas a seguir.
1) A lei de velocidade da reação pode ser escrita como:
v = k [C4H9Br] [OH−] e, portanto, a reação é de segunda
ordem.
2) A lei de velocidade da reação pode ser escrita como:
v = k [C4H9Br] e, portanto, a reação é de primeira
ordem.
3) A lei de velocidade da reação pode ser escrita como:
v = k [C4H9Br] e, portanto, a reação é de primeira
ordem, com relação ao C4H9Br, e de ordem zero, com
relação ao íon OH−.
4) Se a concentração de íons OH− triplicar, a velocidade
da reação não se altera.
5) A meia-vida, t(1/2), independe da concentração inicial
dos reagentes.
Estão corretas:
a) 1, 2, 4 e 5 apenas
b) 1, 3, 4 e 5 apenas
c) 2, 3, 4 e 5 apenas
d) 1 e 5 apenas
e) 1, 2, 3, 4 e 5
20. (Ufrn 2004) A camada de ozônio é considerada a
camada protetora do planeta Terra, pois controla a
passagem de raios ultravioletas, que, em excesso, são
considerados
prejudiciais
aos
seres
vivos.
Ambientalistas, pesquisadores e outros grupos da
sociedade vêm observando o aumento da incidência
desses raios sobre a Terra. A decomposição do ozônio
constitui um processo natural que pode ser acelerado
pela presença de poluentes atmosféricos. A equação a
seguir representa o equilíbrio da transformação
espontânea do ozônio em oxigênio: 2O3(g) ↔ 3O2(g)
Supõe-se que o processo dessa reação de
decomposição ocorra em duas etapas, segundo o
mecanismo:
1a etapa: rápida, reversível: O3(g) ↔ O2(g)+O(g)
2a etapa: lenta: O3(g) + O(g) → 2 O2(g)
A lei que expressa a velocidade da decomposição do
ozônio é:
a) v = k [O2]2
b) v = k [O3]
c) v = k [O3].[O]
d) v = k [O2].[O]
21. (Ufrs 2006) Uma reação monomolecular de primeira
ordem, em fase gasosa, ocorre com uma velocidade de
5,0 mol.L−1min−1 quando a concentração do reagente é
de 2,0 mol.L−1. A constante de velocidade dessa reação,
expressa em min−1, é igual a:
a) 2,0.
b) 2,5.
c) 5,0.
d) 7,0.
e) 10,0.
22. (Ufsc 2007) A combustão do dióxido de enxofre é
uma etapa intermediária na fabricação de ácido
sulfúrico. Essa reação se processa de acordo com a
equação I:
2 SO2(g) +1 O2(g) → 2 SO3(g) + 198 kJ (I)
À temperatura ambiente, o dióxido de enxofre é oxidado
muito lentamente pelo oxigênio. Porém, em presença de
monóxido de nitrogênio, a reação se processa
rapidamente, de acordo com as equações II e III:
2 NO(g) + 1 O2(g) → 2 NO2(g) (II)
2 SO2(g) + 2 NO2(g) → 2 SO3(g) + 2 NO(g) (III)
Com relação às informações
CORRETO afirmar que:
do
enunciado,
é
(01) a concentração de monóxido de nitrogênio durante
a formação do SO3 é constante.
(02) o monóxido de nitrogênio atua como inibidor.
(04) a adição de catalisador altera a entalpia da reação.
(08) a formação do SO3, à temperatura ambiente e na
ausência de monóxido de nitrogênio, é um processo
cinéticamente desfavorável.
(16) a formação do SO3 é um processo endotérmico.
(32) o monóxido de nitrogênio atua como catalisador
diminuindo a energia de ativação da reação.
23. (Unitau) Seja a reação elementar de decomposição:
2N2O5 → 4NO2 + O2.
Podemos afirmar que:
a) a velocidade da reação pode ser calculada pela
expressão v=k[N2O5]2.
b) a velocidade da reação pode ser calculada na forma:
v=k[NO2]4.[O2].[N2O5]2.
c) a ordem global da reação é 5.
d) é uma reação endotérmica, por causa do O2.
e) é uma reação exotérmica, por causa do NO2.
24. (Unitau) Na reação de dissociação térmica do HI(g),
a velocidade de reação é proporcional ao quadrado da
concentração molar do HI. Se triplicarmos a
concentração do HI, a velocidade da reação:
a) aumentará 6 vezes.
b) aumentará 9 vezes.
c) diminuirá 6 vezes.
d) diminuirá 9 vezes.
e) diminuirá 3 vezes
7
25. Num laboratório, foram
experiências para a reação:
efetuadas
diversas
2H2 + 2NO  N2 + 2H2O
Experiência
[H2]
mol/l
[NO]
mol/l
Veloc (mol.L-1.s1
)
1
0,10
0,10
0,10
2
0,20
0,10
0,20
3
0,10
0,20
0,40
4
0,30
0,10
0,30
5
0,10
0,30
0,90
Com os resultados das velocidades iniciais obtidos,
montou-se a tabela acima. Determine :
a)
b)
c)
d)
e)
A equação da velocidade para essa reação.
Se a reação é elementar ou não.
A ordem global da reação.
A ordem da reação em relação ao H2.
A ordem da reação em relação ao NO.
26. Os dados abaixo referem-se à reação 3 A + B + C
 A2B + AC realizada a 25 oC e as concentrações
molares são dadas em mol/L..
[A]
[B]
[C]
V (mol.L.s-1)
0,5
0,5
0,5
0,02
0,5
0,5
1,0
0,02
0,5
1,0
0,5
0,04
1,0
0,5
0,5
0,08
Responda :
a)
b)
c)
d)
e)
Qual a equação da velocidade dessa reação ?
O processo é elementar? Justifique.
Calcule o valor da constante de velocidade.
Qual a ordem global da reação?
Qual a ordem da reação em relação à C?
27. Uma das reações que podem ocorrer no ar poluído
é a reação do dióxido de nitrogênio, NO 2, com o ozônio,
O3 :
NO2(g) + O3(g)  NO3(g) + O2(g)
Os seguintes dados foram coletados nessa reação, a 25
oC :
Concentração de
NO2 (mol/l)
Concentração de
O3 (mol/l)
Velocidade
(mol/l.s)
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) Qual a expressão da lei da velocidade?
b) Qual o valor da constante de velocidade para essa
reação ?
c) A reação é elementar ou não elementar?
d) Qual a ordem global da reação?
28. Dado o processo : 2A + B + 3C  Produtos, foi
obtida experimentalmente a seguinte tabela :
[A]
Experiência
(mol/l)
I
0,1
[B]
(mol/l)
0,2
[C]
(mol/l)
0,3
II
0,1
0,4
0,3
Velocidade
inicial0,1
(mol/l-1
-1
s )
0,4
III
0,1
0,4
0,6
0,4
IV
0,2
0,4
0,6
3,2
Com base nessas informações, determine :
a) a lei da velocidade da reação.
b) A constante de velocidade (k)
c) Trata-se de uma reação elementar ou não
elementar?
d) Qual a ordem global da reação?
e) Qual a ordem da reação para cada um dos
reagentes?
29. (Vunesp-SP) A oxidação do íon iodeto pelo peróxido
de hidrogênio em meio ácido ocorre segundo a equação
química balanceada : H2O2 + 3 I-+ 2H+  2 H2O + (I3)Medidas de velocidade de reação indicaram que o processo é
de primeira ordem em relação à concentração de cada um dos
reagentes.
a) Escreva a equação da velocidade da reação.
b) Trata-se de uma reação elementar ou
elementar ? Justifique.
não
30. ( Cefet-PR) A reação: NO2 + CO → CO2 + NO é de
segunda ordem em relação ao NO2 e de ordem zero em
relação ao CO. Em determinadas condições de pressão
e temperatura, essa reação ocorre com velocidade v. Se
triplicarmos a concentração de NO 2 e duplicarmos a
concentração de CO, qual será a nova velocidade da
reação?
31. (PUC) Em determinada experiência, a reação de
formação da água está ocorrendo com o consumo de 4
8
mols de oxigênio por minuto. Conseqüentemente, a
velocidade de consumo de hidrogênio é de :
c) Qual o valor da constante de velocidade (k) dessa
reação ?
a)
b)
c)
d)
e)
36. (ITA) Uma certa reação química é representada pela
equação: 2 A + 2 B → C, 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.
2 mol/min
4 mol/min
8 mol/min
12 mol/min
16 mol/min
32. Considere a equação: 2 NO2(g) + 4 CO(g)  N2(g) + 4
CO2(g)
Admita que a formação do N2 ocorra numa velocidade
média constante igual a 0,5 mol/L.min. Assinale a opção
que mostra a velocidade de consumo do CO 2 em
mol/L.min.
a)
b)
c)
d)
e)
a) Escreva a equação da velocidade para a formação
de C.
b) Qual é a ordem global da reação?
c) Qual a ordem da reação em relação à B?
37. (PUC) Em determinada experiência, a reação de
formação da água está ocorrendo com o consumo de 8
mols de oxigênio por minuto. Conseqüentemente, a
velocidade de consumo de hidrogênio é de :
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
33.(Esal-MG) Das proposições abaixo, relacionadas
com a cinética química, a única falsa é:
a) A velocidade de uma reação pode ser medida pelo
consumo de reagentes na unidade de tempo.
b) A colisão entre as partículas químicas é necessária
para que haja reação.
c) Temperaturas e catalisadores são fatores que
influenciam na velocidade da reação.
d) A concentração dos reagentes afeta a velocidade
da reação.
e) A natureza dos reagentes não exerce influência na
velocidade de reação.
34. 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.
Escreva a equação da velocidade da reação
mencionada.
35. Foram obtidos os seguintes dados experimentais
para a reação : X + Y → Z
[X]
mol/L
[Y]
mol/L
Velocidade de
formação de Z
(mol/L.s)
0,30
0,15
9,00 . 10-3
0,60
0,30
3,60 . 10-2
0,30
0,30
1,80 . 10-2
a) Qual é a equação da velocidade para a formação de
Z?
b) Qual é a ordem global da reação ?
a)
b)
c)
d)
e)
2 mol/min
4 mol/min
8 mol/min
12 mol/min
16 mol/min
38. (F.Objetivo) Considere a reação reversível : A + B
 C + D. A variação de entalpia ( H) 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)
b)
c)
d)
e)
85 kcal
50 kcal
35 kcal
70 kcal
55 kcal
Gabarito dos exercícios conceituais
1.
2.
3. C
4. C
5. D
6. C
7.
8
9
v=k[HBr][O2] – Equação da etapa mais lenta que
comanda a velocidade da reação global.
v=k[A]3
I – O H da reação é dado por K.
II – Energia de ativação com catalisador é dado
por Y
III – A reação é endotérmica.
IV – O abaixamento da energia de ativação
verificado pela adição de um catalisador é dado
por Z.
V – Está correta.
I e III são elementares, pois os expoentes da
equação da velocidade coincidem com os
coeficientes da reação química.
v=k[Cu]3[HNO3]8
9
10.
11.
12.
v=k[X]2[Y]
v=k[2X]2[3Y]
v=k[4][3]
v=12k
v=k[A][B]
v=2.103.6.10-8.2.10-8
v=24.10-13mol/L.s
a) v=k[A][B]2
b) Substituindo os valores da primeira linha da
tabela na equação da velocidade, temos:
2=k.1.1
k=2
26.
27.
Gabarito dos exercícios avançados
1.
a) A etapa determinante da velocidade da reação
é a etapa lenta. Portanto, etapa I.
b) v = k[HOOH][ I−]
2.
a) V = k [HgCl2] . [C2O42−]2
b) k = 8,0.10−3
c) V = 8,0.10−9mol. L−1. min−1
28.
a) N2(g) + O2(g) → 2NO
Kc = [NO]2/([N2][O2])
5 × 10−4 = (1,0 × 10−5)2/(4,0 × 10−3 × [O2])
[O2] = 5,0 ×10−5 mol L−1.
b)
v(direta) =K1[N2][O2]; v(inversa) = K2[NO]2
No equilíbrio v(direta) = v(inversa), então:
K1[N2][O2] = K2[NO]2
2,0 × 10−6 × 4,0 × 10−3 × 5,0 ×10−5 = K2(1,0 ×
10−5)2
K2 = 4,0 × 10−3.
4. [A]
5. [D]
6. [C]
7. [A]
8. [A]
9. [A]
10. [C]
11. [C]
12. [D]
13. [E]
14. [D]
15. 2 + 16 = 18
16. [C]
17. [C]
18. V F F F
19. [C]
20. [C]
21. [B]
22. 01 + 08 + 32 = 41
23. [A]
24. [B]
25. a) v=k[H2][NO]2
b) Não elementar, pois os expoentes da equação
da velocidade não coincidem com os coeficientes
da equação química.
c) 1+2=3
d) ordem 1
3.
29.
30.
e) 2a ordem
a) v=k[A]2[B]
b) Não, pois os expoentes da equação da
velocidade não coincidem com os coeficientes da
equação química.
c) Utilizando os valores da primeira linha na
equação da velocidade, temos:
0,02=k[0,5]2[0,5]
k=0,02/0,125
k=0,16 L2/mol2.s
d) 2+1=3
e) 0 ordem
a) v=k[O3][NO2]
b) Utilizando os valores da primeira linha na
equação da velocidade, temos:
2,2.10-2=k[5.10-5][10-5]
2,2.10-2=k.5.10-10
k=2,2.10-2/5.10-10
k=0,44.108 L/mol.s
c) A reação é elementar.
d) 2a ordem
a) v=k[A]3[B]2[C]0
b) Utilizando os valores da primeira linha na
equação da velocidade, temos:
0,1=k[0,1]3[0,2]2
0,1=k.4.10-5
k=0,025.105
k=025.102 L4/mol4.s
c) A reação é não elementar.
d) 3+2=5 : 5a ordem
e) A = ordem 3; B=ordem 2 e C ordem zero
a) v=k[H2O2][I-][H+]
b) Não elementar, pois os expoentes da equação da
velocidade não coincidem com os coeficientes da
equação química.
v=k[NO2]2[CO]0
v=k[3]2[2]0
v=9k
A velocidade será 9 vezes maior.
31. C
32. B
33. E
34. v=k[A]2
35. a) v=k[X][Y]
b) 1+1=2 : ordem 2 ou segunda ordem
c) Utilizando os valores da primeira linha na
equação da velocidade, temos:
9.10-3=k[0,3][0,15]
9.10-3=k.0,045
-3
k=200.10
k=0,2 L/mol.s
36. a) v=k[A]2[B]0
b) Ordem 2
c) zero
37. E
38 .A
10