QB70D - Lista Cinética

Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Curitiba
Lista de Exercícios – Cinética Química (Aulas 1 e 2) – Valor 0,5
Disciplina: Química (QB70D) - Profª Loraine
1. Faça a distinção entre velocidade instantânea e
7. A água oxigenada — H2O2 (aq) — se decompõe,
velocidade média. Em cada uma das seguintes situações, a
produzindo água e gás oxigênio, de acordo com a equação:
velocidade medida é a velocidade instantânea ou a
H2O2 (aq)  H2O(l) + ½ O2 (g)
velocidade média?
O gráfico abaixo foi construído a partir de dados
a) Em um campeonato de cachorro-quente, o vencedor
experimentais e mostra a variação da concentração de água
levou apenas 4min para comer 20 sanduíches, portanto ele
oxigenada em função do tempo.
comeu 5 cachorros-quentes por minuto.
b) No minuto 1, o vencedor estava comendo 6
cachorros-quentes por minuto mas, no minuto 3, ele
diminuiu para apenas 3 sanduíches por minuto.
2. A reação para o processo de Haber, a produção industrial
de amônia, é:
N2 + 3H2  2NH3
Suponha que sob certas condições em laboratório a amônia
seja produzida na velocidade de 6,29.10-5molL-1s-1. Em que
velocidade o nitrogênio é consumido? Em que velocidade o
hidrogênio é consumido?
3. Numa reação completa de combustão, foi consumido, em
5 minutos, 0,25 mol de metano, que foi transformado em
CO2 + H2O. A velocidade da reação será:
a) 0,8 mol/min
c) 0,05 mol/min
b) 0,4 mol/min
d) 0,6 mol/min
e) 0,3 mol/min
4. Observe a reação: 2NO + O2  2NO2
Ao dobrarmos a concentração de NO, a velocidade da
reação aumenta quatro vezes. Ao dobrarmos as
concentrações de NO e de O2, a velocidade aumenta 8
vezes. Quais são (a) a ordem dos reagentes, (b) a ordem
total da reação?
5. Observe o gráfico e escolha a alternativa correta.
a) 42 kcal é a energia liberada na reação:
z  x+y
b) 30 kcal é a energia do complexo ativado.
c) 12 kcal é a energia absorvida na reação:
x+yz
d) 32 kcal é a energia de ativação para a reação:
x+yz
6. Um isótopo radioativo se decompõe com uma meia-vida
de 15 minutos. Qual será o tempo necessário para que 80%
da amostra se decomponha?
Qual será a velocidade média de decomposição da água
oxigenada nos intervalos I, II e III?
a) 0,03 mol.L-1.min-1; 0,02 mol.L-1.min-1; 0,01 mol.L-1.min-1
b) -0,03 mol.L-1.min-1; -0,02 mol.L-1.min-1; -0,01 mol.L-1.min-1
c) 0,8 mol.L-1.min-1; 0,5 mol.L-1.min-1; 0,3 mol.L-1.min-1
d) 0,5 mol.L-1.min-1; 0,3 mol.L-1.min-1; 0,2 mol.L-1.min-1
e) 0,8 mol.L-1.min-1; 0,05 mol.L-1.min-1; 0,015 mol.L-1.min-1
8. A queima da gasolina ou do álcool, nos motores dos
carros, é que fornece a energia motriz dos mesmos. No
entanto, para que haja a “explosão” no motor, faz-se
necessário o uso de velas de ignição. Qual dos gráficos
abaixo melhor representa a variação de entalpia (calor de
reação a pressão constante) da reação de combustão no
motor?
9. A decomposição da água oxigenada em determinadas
condições experimentais produz 3,2 g de oxigênio por
minuto. A velocidade de decomposição do peróxido em
mol/min é:
Dado: O = 16 u.
a) 0,05.
b) 0,10.
c) 0,20.
d) 1,70.
e) 3,40.
10. Considere a reação:
M (g) + N (g)  O(g)
Observa-se experimentalmente que, dobrando-se a
concentração de N, a velocidade de formação de O
quadruplica; e, dobrando-se a concentração de M, a
velocidade da reação não é afetada. A equação da
velocidade v dessa reação é:
a) v = k[M]2
b) v = k[N]2
c) v = k[M]
d) v = k[M][N]
e) v = k[M][N]2
11. A reação de quebra pela água da sulfacetamida segue
cinética de primeira ordem com constante de velocidade
de 9.10-6s-1, a 120° C. Calcular o tempo de meia-vida e a
concentração que resta de sulfacetamida após 3 horas,
considerando uma concentração inicial 0,5mol.L-1.
12. Uma substância decompõe-se de acordo com uma lei
de velocidade de segunda ordem. Sendo a constante de
velocidade 6,8.10-4L.mol-1.s-1, calcule a meia-vida da
substância quando:
 a concentração inicial for 0,05mol.L-1
 a concentração inicial for 0,01mol.L-1
13. Na sulfonação do tolueno a 50°C formam-se,
principalmente,
dois
isômeros;
o
ácido
ometilbenzenossulfônico e o ácido p-metilbenzenossulfônico.
As reações de sulfonação podem ser consideradas de
primeira ordem e a formação do isômero meta é
desprezável. A constante de velocidade de formação do
isômero orto é 4,6.10-2min-1. O rendimento máximo que
pode se obter nesse isômero é de 40% em relação à
quantidade inicial de tolueno. Calcule a meia-vida do tolueno
naquela temperatura.
14. Determinou-se a constante de velocidade para a
decomposição de primeira ordem de um composto orgânico,
em diversas temperaturas:
k (s-1) 0,00492
0,0216
0,095
0,326
1,15
T (°C)
5
15
25
35
45
Construa o gráfico de Arrhenius e calcule a energia de
ativação para a reação.
15. Azometano C2H6N2 decompõe-se segundo a equação:
C2H6N2  C2H6 + N2
Determinar a ordem de reação e a constante de velocidade a
partir dos dados abaixo:
Experiência [C2H6N2] (mol.L-1)
V (mol.L-1s-1)
1
2
16. A decomposição de primeira ordem do peróxido de
hidrogênio possui uma constante de velocidade de 2,25.10-6s1
a uma certa temperatura. Observando a equação abaixo e
partindo de uma concentração inicial de 0,8 mol.L -1 de H2O2,
calcule:
2 H2O2  2 H2O + O2
 A concentração de H2O2 após um dia.
 O tempo necessário para a concentração de H2O2 cair a
0,75 mol.L-1.
17. Analise as afirmativas abaixo:
I. A energia de ativação de uma reação química aumenta
com o aumento da temperatura do sistema reacional.
II. A velocidade de uma reação química é determinada pela
etapa mais lenta.
III. A variação de entalpia de uma reação independe do uso
de catalisadores.
IV. Todas as colisões entre as moléculas de um reagente são
efetivas, excetuando-se quando os reagentes são líquidos e
em temperaturas baixas.
Assinale a alternativa que contempla as afirmativas corretas.
a) I, II e IV, apenas.
b) II, III e IV, apenas.
c) I, III e IV, apenas.
d) II e III, apenas.
e) I e III, apenas.
18. A hidrazina (N2H4) é líquida e recentemente chamou a
atenção como possível combustível para foguetes, por causa
de suas fortes propriedades redutoras. Uma reação típica da
hidrazina é:
N2H4 + 2 I2  4 HI + N2
Supondo as velocidades expressas em mol/L,
V1 = velocidade de consumo de N2H4
V2 = velocidade de consumo de I2
V3 = velocidade de formação de HI
V4 = velocidade de formação de N2
Podemos afirmar que:
a) V1 = V2 = V3 = V4.
b) V1 = V2/2 = V3/4 = V4.
c) V1 = 2V2 = 4V3 = V4.
d) V1 = V2/4 = V3/4 = V4/2.
e) V1 = 4V2 = 4V3 = 2V4.
19. O HBr é oxidado de acordo com a seguinte reação:
4HBr + O2  2H2O + 2Br2
O seguinte mecanismo é proposto para esta reação:
HBr + O2  HOOBr
(lenta)
HOOBr + HBr  2HOBr (rápida)
HOBr + HBr  H2O + Br2 (rápida)
a) Verifique a estequiometria da reação
b) Identifique os intermediários neste mecanismo
c) Qual a molecularidade de cada etapa?
d) Escreva a lei de velocidade para cada etapa.
e) Identifique a etapa determinante da velocidade.
20. O rótulo de uma garrafa de peróxido de hidrogênio,
H2O2, 3% (em volume) afirma que a solução deve ser
armazenada em local fresco e escuro. H2O2 decompõe-se
lentamente ao longo do tempo, e a velocidade de
decomposição aumenta com um aumento da temperatura e
na presença de luz. No entanto, a taxa de decomposição
aumenta drasticamente se uma pequena quantidade de pó
de MnO2 é adicionado à solução. Os produtos da
decomposição são H2O e O2. MnO2 não é consumido na
reação.
a) Escreva a reação de decomposição do H2O2
b) Qual o papel do MnO2 na reação?
c) Quando o pó de MnO2 é substituído por uma lâmina a
velocidade de decomposição não é significativamente
aumentada. O que pode explicar este fato?
d) O MnO2 faz parte da estequiometria de decomposição do
H2O2?