Lista de Exercícios - Cinética Química 2013

LISTA DE EXERCÍCIOS
CINÉTICA QUÍMICA
1) O NO2 proveniente dos escapamentos dos veículos automotores é também
responsável pela destruição da camada de ozônio. As reações que podem ocorrer no ar
poluído pelo NO2, com o ozônio, estão representadas pelas equações químicas I e II, e
pela equação química global III.
I - NO2(g) + O3(g) → NO3(g) + O2(g) (etapa lenta)
II - NO3(g) + NO2(g) → N2O5(g) (etapa rápida)
III - 2NO2(g) + O3(g) → N2O5(g) + O2(g) (equação química global)
Com base nessas informações e nos conhecimentos sobre cinética química, pode-se
afirmar:
a) A expressão de velocidade para a equação química global III é representada por V =
k[NO2][O3].
b) A adição de catalisador às etapas I e II não altera a velocidade da reação III.
c) Duplicando-se a concentração molar de NO2(g) a velocidade da reação quadruplica.
d) A velocidade das reações químicas exotérmicas aumentam com a elevação da
temperatura.
e) A equação química III representa uma reação elementar.
2) A água oxigenada é empregada, freqüentemente, como agente microbicida de ação
oxidante local. A liberação do oxigênio, que ocorre durante a sua decomposição, é
acelerada por uma enzima presente no sangue. Na limpeza de um ferimento, esse
microbicida liberou, ao se decompor, 1,6 g de oxigênio por segundo. Nessas condições,
a velocidade de decomposição da água oxigenada, em mol/min, é igual a:
a) 6,0
c) 3,4
b) 5,4
d) 1,7
3) Um prego de ferro foi colocado em uma solução aquosa ácida e aconteceu a reação
representada pela equação:
Fe(s) + 2H+(aq) → Fe2+(aq) + H2(g)
Para tornar essa reação mais rápida, pode-se repetir o experimento fazendo o seguinte:
I. aquecer a solução de ácido
II. usar solução de ácido mais diluída
III. triturar o prego
A rapidez SOMENTE é aumentada quando se realiza
a) I
c) III
e) I e III
b) II
d) I e II
4) Muitas das reações químicas que ocorrem no nosso organismo, nas indústrias
químicas e na atmosfera são afetadas por certos catalisadores. Por exemplo, no homem,
as enzimas são os catalisadores das reações bioquímicas. A função destes nas reações
químicas é:
a) diminuir a energia de ativação da reação.
b) tornar espontânea uma reação não espontânea.
c) deslocar o equilíbrio da reação.
d) diminuir a entalpia total de uma reação.
5) O ácido oxálico, H2C2O4, reage com o íon permanganato (MnO4–) formando CO2 e
H2O conforme a equação abaixo.
2 MnO4(aq) + 5 H2C2O4(aq) + 6 H+(aq)
2 Mn2+(aq) + 10 CO2(g) + 8 H2O
Sabendo que a lei cinética da reação é v = k [MnO4–] . [H2C2O4], são apresentadas as
afirmações abaixo.
I. A ordem em relação a cada reagente é igual a 1 e a ordem global da reação é igual a 2.
II. A velocidade inicial da reação triplica quando a concentração inicial do íon
permanganato é triplicada.
III. Quando a concentração inicial do ácido oxálico é duplicada, a velocidade da reação
quadruplica.
IV. O íon permanganato sofre oxidação, sendo, por esta razão, o agente redutor,
enquanto o ácido oxálico é o agente oxidante.
Estão corretas apenas as afirmativas
a) Apenas I e II.
c) Apenas I, II e IV.
b) Apenas I e III.
d) Apenas II, III e IV.
e) I, II, III e IV.
6) Considere a equação genérica representada por:
2A + B
1/2 C + D + 2E.
É correto afirmar que a velocidade de formação de:
a) E é igual à velocidade de desaparecimento de B.
b) D é igual à velocidade de desaparecimento de A.
c) C é igual à velocidade de desaparecimento de B.
d) C é igual à velocidade de desaparecimento de A.
e) D é igual à velocidade de desaparecimento de B.
7) Considerando que a reação:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(I) ocorra numa única etapa, pode-se afirmar que:
a) A soma das velocidades de consumo do CH4(g) e O2(g) é igual à velocidade de
formação da água.
b) A velocidade de consumo do O2(g) é a metade da velocidade de formação do CO2(g).
c) A velocidade de consumo do CH4(g) é igual à velocidade de formação do CO2(g).
d) A velocidade da reação é dada por V = K[CH4(g)] ⋅ [O2(g)].
e) A reação é de primeira ordem.
8) No interior das células do organismo humano, existe uma substância denominada
catalase, que atua como catalisador na decomposição da água oxigenada. Com base
nessa equação e nos conhecimentos sobre cinética química, é correto afirmar:
a) A catalase é consumida durante a reação.
b) A catalase acelera a decomposição da água oxigenada, aumentando a energia de
ativação da reação.
c) A catalase possibilita a diminuição de energia de ativação da etapa determinante da
velocidade de reação.
d) O aumento da concentração de água oxigenada diminui a velocidade da reação.
e) O aumento da temperatura favorece a decomposição da água oxigenada.
9) A formação do dióxido de carbono (CO2) pode ser representada pela equação:
C(s) + O2(g)
CO2(g)
Se a velocidade de formação do CO2 for de 4 mol/minuto, o consumo de oxigênio, em
mol/minuto, será:
a) 8.
c) 2.
e)
4.
b) 16.
d) 12.
10) Uma certa reação química é representada pela equação:
2 A(g) + 2 B(g)
C(g)
em que 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. Indique a opção que contém, respectivamente, a
expressão correta da velocidade e o valor correto da ordem da reação:
a) v = k [A]2 [B]2 e 4.
c) v = k [A]2 [B]2 e 2.
e) v = k [A]2 e 2.
2
2
2
b) v = k [A] [B] e 3.
d) v = k [A] e 4.
11) Foram obtidos os seguintes dados experimentais para a reação
X + Y
Z:
[x] (mol / L)
[y] (mol / L)
v (mol / L . s)
0,15
0,15
9
0,15
0,30
18
0,30
0,15
36
a) Qual a expressão da lei de velocidade da reação?
b) Qual o valor da constante de velocidade dessa reação?
12) A combustão do butano (C4H10) correspondente à equação:
C4H10 + (13/2)O2 → 4CO2 + 5H2O + Energia
Se a velocidade da reação for 0,05 mol/min qual a massa de CO2 produzida em 1 hora?
a) 880 g
b) 264 g
c) 8,8 g
d) 528 g
e) 132 g
Massas atômicas: C = 12 u; O = 16 u; H = 1 u
A relação a seguir mostra a variação da concentração de uma substância A, em função
do tempo em uma reação química:
aA + bB → cC + dD
Qual será o valor da velocidade média da reação (em mol.L-1.min-1) de A
correspondente ao intervalo entre 4 e 14 minutos?
13) No início do século XX, a expectativa da Primeira Guerra Mundial gerou uma
grande
necessidade de compostos nitrogenados. Haber foi o pioneiro na produção de amônia, a
partir do nitrogênio do ar. Se a amônia for colocada num recipiente fechado, sua
decomposição ocorre de acordo com a seguinte equação química não balanceada:
NH3(g) → N2(g) + H2(g).
As variações das concentrações com o tempo estão ilustradas na figura a seguir:
A partir da análise da figura acima, podemos afirmar que as curvas A, B e C
representam a variação temporal das concentrações dos seguintes componentes da
reação, respectivamente:
a) H2, N2 e NH3
b) NH3, H2 e N2
c) NH3, N2 e H2
d) N2, H2 e NH3
e) H2, NH3 e N2
14) Tetróxido de dinitrogênio se decompõe rapidamente em dióxido de nitrogênio,
em condições ambientais. A tabela mostra parte dos dados obtidos no estudo
cinético da decomposição do tetróxido de dinitrogênio, em condições ambientais.
Os valores de x e de y na tabela e a velocidade média de consumo de N2O4 nos 20
μs iniciais devem ser, respectivamente.
a) 0,034; 0,025 e 1,7 × 10-3 mol.L-1.μs-1
c) 0,033; 0,012 e 1,7 × 10-3 mol.L-1.μs-1
e) 0,017; 0,025 e 8,5 × 10-4 mol.L-1.μs-1
b) 0,034; 0,025 e 8,5 × 10-4 mol.L-1.μs-1
d) 0,017; 0,033 e 1,7 × 10-3 mol.L-1.μs-1
15) A vitamina C é muito usada como aditivo de alimentos processados. Ela é oxidada
pelo ar, o que protege outras substâncias presentes nos alimentos. Um certo alimento
processado, inicialmente embalado a vácuo, é aberto e armazenado sob duas condições
diferentes: em refrigerador a 4 °C e em armário fechado à temperatura ambiente, 25°C.
O gráfico mostra a variação do teor de vitamina C em cada uma dessas condições.
Analisando o gráfico, é correto afirmar que a velocidade de oxidação da vitamina C:
a) é maior a 4°C do que a 25°C.
b) é diretamente proporcional à temperatura de armazenagem do produto.
c) é inversamente proporcional à temperatura de armazenagem do produto.
d) não depende da temperatura de armazenagem do produto.
e) é maior no refrigerador, por causa da umidade.
16)
17)
18)
19) Em uma experiência de cinética química, aumentaram-se diversas vezes a
concentração de um dos reagentes, "A", mantendo-se fixa a concentração das outras
substâncias e se observou que a velocidade da reação não se alterou. Assim, se pode
afirmar que a ordem desta reação em relação ao reagente A é igual a:
a) 1
b) 0
c) 2
d) -1
e) 1,5
20) Foram obtidos os seguintes dados experimentais para a velocidade de hidrólise de
sacarose em solução diluída, a uma temperatura constante.
Com base nos dados anteriores, determine o(a):
a) molecularidade da reação;
b) equação da velocidade;
c) ordem da reação;
d) valor da constante de velocidade.