ExerciciosCinética Química

Cinética Química
Parte I
1. (Enem 2ª aplicação 2010) Alguns fatores podem alterar a
rapidez das reações químicas. A seguir, destacam-se três
exemplos no contexto da preparação e da conservação de
alimentos:
1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por
muito mais tempo quando submetidos à refrigeração.
Esse procedimento diminui a rapidez das reações que
contribuem para a degradação de certos alimentos.
2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de
culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu
cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão.
3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite
bactérias produtoras de enzimas que aceleram as
reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas.
Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a
rapidez das transformações químicas relacionadas aos
exemplos 1, 2 e 3, respectivamente?
a) Temperatura, superfície de contato e concentração.
b) Concentração, superfície de contato e catalisadores.
c) Temperatura, superfície de contato e catalisadores.
d) Superfície de contato, temperatura e concentração.
e) Temperatura, concentração e catalisadores.
2. (Uerj 2014) Em um experimento, são produzidos feixes
de átomos de hidrogênio, de hélio, de prata e de chumbo.
Estes átomos deslocam-se paralelamente com velocidades
de mesma magnitude. Suas energias cinéticas valem,
respectivamente, EH, EHe, EAg e EPb.
A relação entre essas energias é dada por:
a) EHe > EH > EPb > EAg
b) EAg > EPb > EH > EHe
c) EH > EHe > EAg > EPb
d) EPb > EAg > EHe > EH
3. (Unesp 2013) Em um laboratório de química, dois
estudantes realizam um experimento com o objetivo de
determinar a velocidade da reação apresentada a seguir.
automóveis tem contribuído para redução da taxa de
aumento da poluição urbana.
São representadas duas curvas das energias envolvidas na
reação das espécies reagentes A + B → C + D na presença
e na ausência do catalisador.
Em relação à sua atuação no processo reacional, é correto
afirmar que o catalisador
a) aumenta a energia de ativação da reação direta, diminui
a energia de ativação da reação inversa e desloca o
equilíbrio reacional no sentido dos produtos.
b) aumenta a energia de ativação da reação direta,
aumenta a energia de ativação da reação inversa e não
altera o equilíbrio reacional.
c) diminui a energia de ativação da reação direta, aumenta
a energia de ativação da reação inversa e desloca o
equilíbrio reacional no sentido dos produtos.
d) diminui a energia de ativação da reação direta, diminui a
energia de ativação da reação inversa e não altera o
equilíbrio reacional.
e) diminui a energia de ativação da reação direta, diminui a
energia de ativação da reação inversa e desloca o
equilíbrio reacional no sentido dos produtos.
5. (Fuvest 2013) Quando certos metais são colocados em
contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás
hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma
estudante de Química, contendo resultados de
experimentos que ela realizou em diferentes condições.
MgCO3 ( s ) + 2HCℓ ( aq) → MgCℓ 2 ( aq ) + H2O ( ℓ ) + CO2 ( g )
Sabendo que a reação ocorre em um sistema aberto, o
parâmetro do meio reacional que deverá ser considerado
para a determinação da velocidade dessa reação é
2+
a) a diminuição da concentração de íons Mg .
b) o teor de umidade no interior do sistema.
c) a diminuição da massa total do sistema.
d) a variação da concentração de íons Cℓ− .
e) a elevação da pressão do sistema.
4. (Fgv 2013) O uso de catalisadores para diminuir a
emissão de gases poluentes pelos escapamentos dos
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Experi
mento
1
2
3
4
Reagentes
Solução de
HCℓ ( aq)
de
Metal
concentraçã
o
0,2 mol/L
1,0 g
de Zn
200 mL
(raspas
)
1,0 g
200 mL
de Cu
(fio)
1,0 g
200 mL
de Zn
(pó)
1,0 g
de Zn
(raspas
200 mL
) + 1,0
g de Cu
(fio)
Tempo
para
liberar
30 mL
de H2
Observaçõe
s
30 s
Liberação
de H2 e
calor
Não
liberou
H2
Sem
alterações
18 s
Liberação
de H2 e
calor
8s
Liberação
de H2 e
calor; massa
de Cu não
se alterou
Após realizar esses experimentos, a estudante fez três
afirmações:
Com base no esquema, responda qual a curva que
representa a reação na presença de catalisador. Explique
sua resposta e faça uma previsão sobre a variação da
entalpia dessa reação na ausência e na presença do
catalisador.
7. (Ufmg 2013) Para investigar a cinética de reações de
–
oxirredução envolvendo o íon iodeto, I , e iodo, I2, um
estudante utilizou duas substâncias: o persulfato de
potássio, K2S2O8, capaz de promover a oxidação do iodeto e
o tiossulfato de potássio, K2S2O3, capaz de promover a
redução do iodo.
As equações químicas das reações envolvendo essas
espécies estão apresentadas na tabela.
Equaçã
o
Reação
I
K 2S2O8 ( aq) + 2KI ( aq ) → 2K 2SO4 ( aq) + I2 ( aq
II
2K 2S2O3 ( aq ) + I2 ( aq ) → K 2S4 O6 ( aq) + 2KI ( aq
Com essas informações, o estudante propôs um
experimento, no qual adicionou a dois tubos de ensaio, A e
B, as seguintes soluções:
I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na
presença de Cu.
II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o
aumento da velocidade de liberação do gás H2.
III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que,
quanto maior o quociente superfície de contato/massa
total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação.
Tubo A: 10 mL de KI, 0,5 mol/L + 10 mL de K2S2O3, 0,01
mol/L.
Tubo B: 10 mL de K2S2O8, 0,02 mol/L + gotas de solução de
amido.
Com os dados contidos na tabela, a estudante somente
poderia concluir o que se afirma em
a) I.
b) II.
c) I e II.
d) I e III.
e) II e III.
Em seguida, ele transferiu o conteúdo do tubo A para o
tubo B. Quando o conteúdo dos dois tubos foi misturado,
ocorreu a produção de iodo, de acordo com a reação I, e o
seu consumo, de acordo com a reação II, ambas indicadas
na tabela desta questão.
6. (Unesp 2013) O esquema apresentado descreve os
diagramas energéticos para uma mesma reação química,
realizada na ausência e na presença de um agente
catalisador.
a) CALCULE as quantidades, em mol, dos reagentes contidos
nos dois tubos.
b) O primeiro reagente a ser consumido completamente é o
KI, K2S2O3 ou K2S2O8?
Transcorridos alguns minutos, a solução, que inicialmente
era incolor, adquiriu uma coloração azul. Essa cor aparece
somente quando o iodo, I2, se liga ao amido, uma reação
que é muito rápida.
c) EXPLIQUE por que a cor somente aparece após algum
tempo de reação.
d) Considerando-se as reações I e II, sabe-se que a I é lenta
e que a II é rápida. EXPLIQUE como se modificariam as
observações feitas durante o experimento, caso a reação
I fosse rápida e a reação II fosse lenta.
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8. (Uepg 2013) No ar poluído pode ocorrer a reação
representada abaixo entre o dióxido de nitrogênio (NO2 )
e o ozônio ( O3 ) :
NO2( g) + O3( g) ⇌ NO3( g) + O2( g)
Para essa reação, os seguintes dados foram obtidos a
25 °C:
Velocidade
inicial
( mol L ⋅ s )
Experiment
o
Concentraçã
o inicial de
NO2
(mol/L)
Concentraçã
o inicial de
O3 (mol/L)
1
5,0 × 10 −6
1,0 × 10 −6
2,2 × 10 −3
2
5,0 × 10 −6
2,0 × 10 −6
4,4 × 10−3
3
2,5 × 10−6
2,0 × 10 −6
2,2 × 10 −3
De acordo com os dados da tabela, assinale o que for
correto.
01) A ordem global da reação é 2.
02) A expressão da lei cinética da reação é
υ = k [NO2 ] [O3 ].
04) A ordem da reação em relação ao O3 é 2, pois
duplicando a sua concentração a velocidade também é
duplicada.
08) Utilizando os dados do experimento 1, o valor da
constante de velocidade para essa reação é de
4,4 × 108 mol L ⋅ s.
16) A velocidade da rea‫חד‬o independe da concentra‫חד‬o de
NO 2 .
9. (Ime 2013) O gráfico abaixo ilustra as variações de
energia devido a uma reação química conduzida nas
mesmas condições iniciais de temperatura, pressão,
volume de reator e quantidades de reagentes em dois
sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas pela
presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível
afirmar que:
a) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com
absorção de calor.
b) A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre com
absorção de calor.
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c) A curva 1 representa a reação catalisada com energia de
ativação dada por E1 + E3 .
d) A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre
com liberação de calor e a sua energia de ativação é
dada por E2 + E3 .
e) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com
liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por
E1.
10. (Espcex (Aman) 2013) A água oxigenada ou solução
aquosa de peróxido de hidrogênio (H2O2 ) é uma espécie
bastante utilizada no dia a dia na desinfecção de lentes de
contato e ferimentos. A sua decomposição produz oxigênio
gasoso e pode ser acelerada por alguns fatores como o
incremento da temperatura e a adição de catalisadores. Um
estudo experimental da cinética da reação de
decomposição da água oxigenada foi realizado alterando-se
fatores como a temperatura e o emprego de catalisadores,
seguindo as condições experimentais listadas na tabela a
seguir:
1
Tempo de
Duração da
Reação no
Experimento
(t)
t1
60
ausente
2
t2
75
ausente
3
t3
90
presente
4
t4
90
ausente
Condição
Experimental
Temperatura
(°C)
Catalisador
Analisando os dados fornecidos, assinale a alternativa
correta que indica a ordem crescente dos tempos de
duração dos experimentos.
a) t1 < t 2 < t 3 < t 4
b) t 3 < t 4 < t 2 < t1
c) t 3 < t 2 < t1 < t 4
d) t 4 < t 2 < t3 < t1
e) t1 < t 3 < t 4 < t 2
11. (Pucrj 2013) Para a reação entre duas substâncias
moleculares em fase gasosa, considerando a teoria das
colisões, o aumento da velocidade da reação causada pela
presença de um catalisador é devido:
a) ao aumento instantâneo da temperatura que acelera a
agitação das moléculas.
b) ao aumento da taxa de colisão entre os reagentes,
porém preservando a energia necessária para que a
colisão gere produtos.
c) à diminuição da energia de ativação para que a colisão
entre as moléculas, no início da reação, gere produtos.
d) ao aumento da energia de ativação que é a diferença
entre a energia final dos reagentes e dos produtos.
e) à diminuição da variação de entalpia da reação.
12. (Cefet MG 2013) A síntese do álcool terc-butílico pode
ser realizada via substituição nucleofílica de 1ª ordem, a
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partir do cloreto de terc-butila, de acordo com as etapas
descritas.
I.
(CH3 )3 C Cℓ
II.
(CH3 )3 C+
→ (CH3 )3 C+
+ H2O
+
Cℓ−
→ (CH3 )3 C OH2+
(lenta)
(rápida)
III.
(CH3 )3 C OH2+
→ (CH3 )3 C OH + H+
(rápida)
A velocidade v para essa reação de síntese é expressa por
a) k[(CH3 )3 C Cℓ]
b) k[(CH3 )3 C OH2+ ]
c) k[(CH3 )3 C+ ]2 [Cℓ − ]
d) k[(CH3 )3 C OH][H+ ]
e) k[(CH3 )3 C+ ][(CH3 )3 C OH2+ ]
13. (Unicamp 2012) Glow sticks ou light sticks são
pequenos tubos plásticos utilizados em festas por causa da
luz que eles emitem. Ao serem pressionados, ocorre uma
mistura de peróxido de hidrogênio com um éster orgânico e
um corante. Com o tempo, o peróxido e o éster vão
reagindo, liberando energia que excita o corante, que está
em excesso. O corante excitado, ao voltar para a condição
não excitada, emite luz. Quanto maior a quantidade de
moléculas excitadas, mais intensa é a luz emitida. Esse
processo é contínuo, enquanto o dispositivo funciona. Com
base no conhecimento químico, é possível afirmar que o
funcionamento do dispositivo, numa temperatura mais
baixa, mostrará uma luz
a) mais intensa e de menor duração que numa temperatura
mais alta.
b) mais intensa e de maior duração que numa temperatura
mais alta.
c) menos intensa e de maior duração que numa
temperatura mais alta.
d) menos intensa e de menor duração que numa
temperatura mais alta.
14. (Uftm 2012) A formação do ácido nítrico (HNO3 ) pelo
processo Ostwald pode ocorrer em duas etapas pela reação
da amônia (NH3 ) com o oxigênio do ar. Entretanto, este
processo só é viável em escala industrial quando essa
reação é realizada sobre a superfície de platina, pois a
cinética reacional é favorecida. Na figura, é representado o
diagrama da energia potencial, considerando-se a primeira
etapa do processo na ausência da platina.
a) Apresente a variação do número de oxidação do átomo
de nitrogênio na conversão de amônia em ácido nítrico.
Quanto ao calor de reação, como se classifica a primeira
etapa do processo Ostwald? Justifique.
b) Qual é a função da platina no processo da síntese do
ácido nítrico? Refaça o desenho do diagrama de energia
apresentado na figura, considerando dois caminhos de
reação, com e sem o uso da platina.
15. (Ita 2002) Considere uma reação química representada
pela equação: Reagentes → Produtos. A figura a seguir
mostra esquematicamente como varia a energia potencial
(Ep) deste sistema reagente em função do avanço da
reação química. As letras a, b, c, d e e representam
diferenças de energia.
Com base nas informações apresentadas na figura é
CORRETO afirmar que
a) a energia de ativação da reação direta é a diferença de
energia dada por c - a + d.
b) a variação de entalpia da reação é a diferença de
energia dada por e - d.
c) a energia de ativação da reação direta é a diferença de
energia dada por b + d.
d) a variação de entalpia da reação é a diferença de
energia dada por e - (a + b).
e) a variação de entalpia da reação é a diferença de energia
dada por e.
16. (Mackenzie 2002) A combustão da gasolina pode ser
equacionada por:
C8H18 + O2 → CO2 + H2O (equação não balanceada)
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Considere que após uma hora e meia de reação foram
produzidos 36 mols de CO2. Dessa forma, a velocidade de
reação, expressa em número de mols de gasolina
consumida por minuto, é de:
a) 3,0
b) 4,5
c) 0,1
d) 0,4
e) 0,05
Parte II: como cai na UFJF
1. (Ufjf 2012) A síntese da amônia foi desenvolvida por
Haber-Bosh e teve papel importante durante a 1ª Guerra
Mundial. A Alemanha não conseguia importar salitre para
fabricação dos explosivos e, a partir da síntese de NH3, os
alemães produziam o HNO3 e deste chegavam aos
explosivos de que necessitavam. A equação que representa
sua formação é mostrada abaixo:
c) Suponha que a uma determinada temperatura T foram
colocados, em um recipiente de 2,0 litros de capacidade,
2,0 mols de gás nitrogênio e 4,0 mols de gás hidrogênio.
Calcule o valor da constante de equilíbrio, Kc, sabendo
que havia se formado 2,0 mols de amônia ao se atingir o
equilíbrio.
d) Considere que a lei de velocidade para a reação de
formação da amônia é v = k [H2 ]3 [N2 ]. Calcule
quantas vezes a velocidade final aumenta, quando a
concentração de nitrogênio é duplicada e a de
hidrogênio é triplicada, mantendo-se a temperatura
constante.
2. (Ufjf 2006) Considere o diagrama de energia da reação
de decomposição do H2O2 representado.
3H2(g) + N2(g) ⇌ 2NH3(g)
a) A partir da equação química para a reação de formação
da amônia, descrita acima, e sabendo que a reação
apresenta ∆H < 0, o que aconteceria com o equilíbrio,
caso a temperatura do sistema aumentasse?
b) Calcule a variação de entalpia da formação da amônia, a
partir das energias de ligação mostradas na tabela a
seguir, a 298K:
Ligação
H−H
N≡N
H−N
Energia de
-1
Ligação (kJ.mol )
436
944
390
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Assinale a alternativa INCORRETA:
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.
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