Cinética química

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Química Solucionada
9.9999.0111 / 9.8750.0050 / 9.9400. / 9.8126.0630
Título: Cinética química (Catalisador e Lei da velocidade)
Data:
/
/ 2016
QS.2
Horário do curso de férias
Início: 04/07/2016
14:15h
16:15h
SEG
QS.1
QS.2
8:00h
10:00h
TER
QS.2
QS.1
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QUA
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QUI
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SEX
QS.2
QS.1
EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO
01 - (UNITAU SP)
A energia de ativação da reação hipotética
AB 
 CD
foi determinada na ausência e na presença de uma
substância X. Foram encontrados dois valores
diferentes de energia de ativação, sendo 11,5 Kcal/mol,
e, o outro, 45 Kcal/mol. Por outro lado, a substância X
acelerou a reação, mas não foi consumida. Assim,
afirma-se que
I.
a energia de ativação é o valor mínimo de energia
na forma de calor que as moléculas reagentes
necessitam para efetuar uma colisão eficaz.
II.
a substância X é um catalisador.
III. o valor de 45 Kcal/mol diz respeito à energia de
ativação na presença de X.
Assinale a alternativa que aponta as afirmativas
CORRETAS.
a) Apenas I e II.
b) Apenas II e III.
c) Apenas I e III.
d) I, II e III.
e) Apenas I.
02 - (UNITAU SP)
As enzimas são basicamente proteínas com atividade
catalítica
e
denominadas
genericamente
de
catalisadores biológicos. Já os catalisadores não
biológicos apresentam natureza química diversa
(ácidos, superfícies metálicas, etc). Dentre as várias
diferenças entre esses dois tipos de catalisadores, é
CORRETO afirmar:
a) Os catalisadores biológicos são mais específicos
do que os não biológicos.
b) Apenas catalisadores não biológicos oferecem um
segundo caminho, cuja energia de ativação é
menor.
c) Apenas os catalisadores biológicos não são
consumidos na reação.
d) Apenas os catalisadores não biológicos agem em
soluções aquosas.
e) Apenas as reações catalisadas por enzimas
respondem ao aumento da temperatura.
03 - (UNITAU SP)
Comparando uma reação química sem catalisador com
essa mesma reação com catalisador, é CORRETO
afirmar:
a) A energia de ativação será a mesma nas duas
condições.
b) A variação de energia livre será maior na reação
com catalisador.
c) A reação com catalisador necessita de uma
temperatura mais elevada.
d) A constante de equilíbrio será maior na reação
com catalisador.
e) A variação de entalpia será a mesma.
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04 - (UFRGS RS)
A reação global de oxidação do SO2 é representada por
SO2 (g) + ½ O2  SO3 (g).
Na presença de NO2, essa reação é processada em
duas etapas que ocorrem no mesmo recipiente,
conforme representado abaixo.
NO2 (g) + SO2 (g)  SO3 (g) + NO (g)
NO (g) + ½ O2 (g)  NO2 (g)
Assinale a alternativa que preenche corretamente as
lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que
aparecem.
Em relação à reação global, o NO2 é um ........ e sua
concentração ........ com o tempo.
a) reagente – diminui
b) reagente – não se altera
c) catalisador – diminui
d) catalisador – não se altera
e) produto – aumenta
05 - (UFU MG)
Considere o gráfico da atividade catalítica de uma
enzima (proteínas) e o aumento progressivo da
temperatura da reação.
Sobre esta reação, faça o que se pede:
a) Indique a função da enzima nas reações
bioquímicas.
b) Analise o gráfico e explique o que ocorre com a
atividade catalítica da enzima e com a velocidade
da reação à medida que se aumenta a
temperatura.
c) Explique o que ocorre com a enzima quando a
reação é aquecida continuamente.
06 - (UFJF MG)
Com base nas informações da tabela abaixo, assinale a
alternativa que correlaciona CORRETAMENTE os
fenômenos do nosso cotidiano com os fatores que
podem afetar a velocidade das reações.
Fenômenos
A. Vela se apaga quando colocada num recipiente
fechado.
B. Alimentos se estragam mais rápido quando são
guardados fora da geladeira.
C. Reações nos organismos vivos sofrem ação das
enzimas.
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D. Palha de aço enferruja mais rápido que uma barra
de aço.
Fatores
I.
superfície de contato
II.
concentração
III. catalisador
IV. temperatura
a) A – IV; B – III; C- II; D – I
b) A– I; B – II; C – IV; D – III
c) A – II; B – III; C – I; D – IV
d) A – III; B – I; C – IV; D - II
e) A – II; B – IV; C – III; D – I
07 - (PUC RJ)
A decomposição enzimática da ureia se dá pela ação da
enzima urease em grande excesso de água.
urease
(NH2)2CO + H2O  2 NH3 + CO2
A lei de velocidade dessa reação é:
vel = k[(NH2)2CO] [urease]
Onde vel é a velocidade da reação, e os termos entre
colchetes são as concentrações de ureia e urease num
determinado instante, e k é a constante de velocidade.
Sobre a reação, a única opção incorreta é:
a) a urease é catalisador da reação.
b) a ordem global da reação é igual a 2.
c) a ordem de reação do reagente H2O é zero nessas
condições de reação.
d) o valor da constante de velocidade da reação não
varia em função da temperatura de reação.
e) quando as concentrações de ureia e de urease são
diminuídos para metade dos valores inicias, a
velocidade instantânea é quatro vezes menor em
relação à inicial.
08 - (PUC MG)
Considere a reação de decomposição da amônia:
1
3
NH3(g) 
N2(g) + H2(g) que possui uma energia de

2
2
–1
ativação de 150 kJ mol e uma variação de entalpia H
–1
= 46 kJ mol .
A energia de ativação da formação da amônia é:
–1
a) 46 kJ mol
–1
b) 104 kJ mol
–1
c) 150 kJ mol
–1
d) 196 kJ mol
09 - (PUC MG)
Utilizando conhecimentos de cinética química, é
CORRETO afirmar que, quando se risca um palito de
fósforo na caixa de palitos:
a) o atrito fornece a energia interna para iniciar a
combustão do palito liberando entalpia que
mantém a reação até o consumo total do palito.
b) o atrito fornece o calor necessário para iniciar a
combustão do palito liberando a energia de
ativação que mantém a reação até o consumo total
do palito.
c) o atrito fornece a entalpia para iniciar a combustão
do palito liberando entropia que mantém a reação
até o consumo total do palito.
d) o atrito fornece a energia de ativação necessária
para iniciar a combustão do palito liberando calor
que mantém a reação até o consumo total do
palito.
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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:
Condição
Tempo de Duraçãoda Reação Temperatura
Catalisador
Experimental no Experimento (t)
(C)
1
t1
60
ausente
2
t2
75
ausente
3
t3
90
presente
4
t4
90
ausente
Analisando os dados fornecidos, assinale a alternativa
correta que indica a ordem crescente dos tempos de
duração dos experimentos.
a) t1<t2<t3<t4
b) t3<t4<t2<t1
c) t3<t2<t1<t4
d) t4<t2<t3<t1
e) t1<t3<t4<t2
11 - (UNIUBE MG)
No estudo das velocidades das reações, conceitua-se a
ordem de reação como a soma dos expoentes aos quais
estão elevadas as concentrações na expressão de
velocidade, não sendo associada aos coeficientes da
reação. Qualquer hipótese levantada sobre uma reação
química em nível molecular deverá, obrigatoriamente,
concordar com a lei de velocidade, pois ela é proposta
única e exclusivamente com base em dados
experimentais. Imagine que um grupo de estudantes
queira determinar a ordem de reação para os reagentes
da reação entre gás oxigênio e monóxido de nitrogênio,
formando dióxido de nitrogênio, representada abaixo.
O2(g) + 2 NO(g) 
V = K.[O2] .[NO]
 2 NO2(g)
Para a determinação dos valores de “a” e “b”, os alunos
realizaram 4 experimentos cujos dados são mostrados
na tabela abaixo.
a
b
De acordo com as informações dadas e os conceitos
sobre cinética química, a ordem de reação em relação
ao O2, NO e a expressão da velocidade para a reação
são, respectivamente:
a) 1; 1 e V = K.[O2].[NO]
2
b) 2; 1 e V = K.[O2] .[NO]
2
2
c) 2; 2 e V = K.[O2] .[NO]
2
2
d) 1; 1 e V = K.[O2] .[NO]
2
e) 1; 2 e V = K.[O2].[NO]
12 - (UNITAU SP)
Os dados da tabela abaixo referem-se ao processo
químico: X + Y + Z  W. Para esse processo, assinale
a alternativa que apresenta CORRETAMENTE a
expressão da velocidade e a ordem da reação em
relação a X, Y e Z.
10 - (EsPCEX)
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
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2
3
a) v = k [X]  [Z] , X: 2ª ordem, Y: ordem zero, Z: 3ª
ordem
3
b) v = k [X]  [Y]  [Z] , X: 1ª ordem, Y: 1ª ordem, Z: 3ª
ordem
3
c) v = k [X]  [Z] , X: 1ª ordem, Y: ordem zero, Z: 3ª
ordem
2
2
2
d) v = k [X]  [Y] ×[Z] , X: 2ª ordem, Y: 2ª ordem, Z: 2ª
ordem
3
e) v = k [X]  [Y] , X: 1ª ordem, Y: 3ª ordem, Z: ordem
zero
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16 - (PUC MG)
Considere a reação:
Ca(s) + 2H2O(l)  Ca(OH)2(aq) + H2(g)
Numa certa temperatura, 12,03 g de cálcio reagiram em
45 segundos. A velocidade de consumo de cálcio em
–1
mol/min é:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
13 - (UFRGS RS)
O tempo de meia-vida é definido como o tempo
necessário para que a concentração inicial de reagente
seja reduzida à metade. Uma reação química do tipo A
 B tem a concentração do reagente A e a velocidade
instantânea de decomposição monitoradas ao longo do
tempo, resultando na tabela abaixo.
17 - (PUC MG)
A ordem dessa reação e o tempo de meiavida do
reagente A são, respectivamente,
a) ordem zero, 5 minutos.
b) primeira ordem, 5 minutos.
c) primeira ordem, 10 minutos.
d) segunda ordem, 5 minutos.
e) segunda ordem, 10 minutos.
14 - (UFPA)
Foi solicitado a alguns alunos que apresentassem suas
propostas para a equação de velocidade da seguinte
reação química:
2 Na(s) + F2(g)  2 NaF(s)
1/2
Uma das propostas apresentadas foi: V = k [Na] [F2]
Considerando a reação química e a equação de
velocidade apresentadas, é correto afirmar:
a) A proposta não é válida, pois a molecularidade da
equação de velocidade não corresponde à soma
dos coeficientes estequiométricos da equação
química balanceada.
b) Pela proposta apresentada, a reação deve ocorrer
em mais de uma etapa.
c) A equação proposta considera que a reação ocorre
em uma única etapa.
d) A ordem de reação proposta para F2 está correta,
pois necessariamente a reação é de primeira
ordem em relação a esse reagente.
e) Pela equação proposta, a molecularidade da
reação é fracionária; o que, apesar de ser uma
situação rara, é possível de ocorrer.
15 - (UFGD MS)
Em uma reação química hipotética X + Y  Produto,
obteve-se, experimentalmente, os dados apresentados
na Tabela:
Com os dados apresentados, indique a alternativa
correta para a equação de velocidade desta reação.
a) v = k
b) v = k.[X]
c) v= k.[X].[Y]
2
3
d) v = k.[X] .[Y]
e) v = k.[Y]
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1
1
H 2 (g)  I 2 (g)  HI(g) . Se,
2
2
numa temperatura definida, a velocidade de consumo
–3
–1
de hidrogênio é 2,50 x 10 mol s , a velocidade de
–1
formação do iodeto de hidrogênio em mmol s é:
a) 1,25
b) 2,50
c) 5,00
d) 10,00
Considere a reação
18 - (Unimontes MG)
Considere a reação a seguir:
C4H9Cl(aq) + H2O(l)  C4H9OH(aq) + HCl(aq)
Em um laboratório, a concentração de cloreto de butila
foi medida conforme a reação se processava, como
apresentado na tabela:
À medida que a reação se processa, pode-se afirmar
que a taxa ou a velocidade média dessa reação:
a) aumenta.
b) não se altera.
c) duplica.
d) diminui.
19 - (ACAFE SC)
Considere a reação de decomposição do pentóxido de
dinitrogênio:
2N2O5(g)  4NO2(g) + O2(g)
Considerando que a velocidade de desaparecimento do
–3
– –
pentóxido de dinitrogênio seja de 610
mol.L .s
.assinale a alternativa que apresenta o valor correto
para a velocidade de aparecimento NO2 expressa em
– –
mol.L .s .
–3
a) 1810
–3
b) 2410
–3
c) 610
–3
d) 1210
20 - (FGV SP)
Para otimizar as condições de um processo industrial
que depende de uma reação de soluções aquosas de
três diferentes reagentes para a formação de um
produto, um engenheiro químico realizou um
experimento que consistiu em uma série de reações nas
mesmas condições de temperatura e agitação. Os
resultados são apresentados na tabela:
[email protected] 3
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Após a realização dos experimentos, o engenheiro pode
concluir corretamente que a ordem global da reação
estudada é igual a
a) 1.
b) 2.
c) 3.
d) 4.
e) 5.
21 - (UEPA)
Considere a queima do isooctano, segundo a reação
abaixo:
2 C8H18(l) + 25 O2(g)  16 CO2(g) + 18 H2O(g)
Se a concentração de C8H18 está diminuindo a
–1 –1
velocidade de 0,22 mol.l s , as velocidades de
formação da concentração de CO2 e H2O,
respectivamente são:
–1 –1
a) 1,22 e 1,38 mol.L s
–1 –1
b) 1,76 e 1,98 mol.L s
–1 –1
c) 1,96 e 2,12 mol.L s
–1 –1
d) 2,08 e 2,18 mol.L s
–1 –1
e) 2,17 e 2,22 mol.L s
22 - (UEPA)
Um dos grandes problemas ambientais na atualidade
relaciona-se com o desaparecimento da camada de
ozônio na atmosfera. É importante notar que, quando
desaparece o gás ozônio, aparece imediatamente o gás
oxigênio de acordo com a equação abaixo:
hv
2O3 (g) 
3O 2 (g)
Considerando a velocidade de aparecimento de O2 igual
a 12 mol/L.s, a velocidade de desaparecimento do
ozônio na atmosfera em mol/L.s é:
a) 12
b) 8
c) 6
d) 4
e) 2
23 - (UNESP SP)
Em um laboratório de química, dois estudantes realizam
um experimento com o objetivo de determinar a
velocidade da reação apresentada a seguir.
MgCO3(s) + 2HCl(aq)  MgCl2(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.
24 - (ITA SP)
A reação entre os íons brometo e bromato, em meio
aquoso e ácido, pode ser representada pela seguinte
equação química balanceada:
–
–
+
5Br (aq) + BrO3 (aq) + 6 H (aq)  3 Br2(aq) + 3H2O(l)
Sabendo que a velocidade de desaparecimento do íon
–6
–1 –1
bromato é igual a 5,6310 molL s , assinale a
alternativa que apresenta o valor CORRETO para a
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velocidade de aparecimento do bromo, Br2, expressa em
–1 –1
molL s .
–5
a) 1,6910
–6
b) 5,6310
–6
c) 1,9010
–6
d) 1,1310
–16
e) 1,8010
25 - (ASCES PE)
A maior parte das reações químicas ocorre em várias
etapas, que são chamadas de reações elementares. O
óxido nítrico reage com bromo, produzindo NOBr de
acordo com a reação:
2 NO(g) + Br2(l)  2 NOBr(g)
O seguinte mecanismo foi proposto para a referida
reação:
Etapa 1: NO + Br2  NOBr2 (lenta)
Etapa 2: NOBr2 + NO  2 NOBr (rápida)
Com relação a esse mecanismo, as seguintes
afirmações foram feitas:
1) A reação elementar 1 é unimolecular e portanto, a
molecularidade desta reação é igual a 1.
2) A lei de velocidade sugerida por esse mecanismo
é: v = k [NO][Br2].
3) A etapa determinante da velocidade da reação é a
etapa 2.
Está(ão) correta(s) apenas:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 1 e 2
e) 2 e 3
26 - (UFT TO)
Considere a equação para a reação de obtenção do
dióxido de nitrogênio:
2NO(g) + O2(g)  2NO2(g)
A tabela a seguir apresenta dados obtidos
experimentalmente para determinação da cinética de
reação do dióxido de nitrogênio à temperatura de 400ºC.
A ordem global da reação é:
a) 4
b) 3
c) 2
d) 1
e) 0
GABARITO:
1) Gab: A; 2) Gab: A; 3) Gab: E; 4) Gab: D
5) Gab:
a)
A enzima atua como um catalisador biológico, diminuindo
a energia de ativação necessária para os reagentes
atingirem o complexo ativado da reação bioquímica,
resultando no aumento da velocidade da reação.
b)
Com o aumento da temperatura (de 0 a 30ºC) a atividade
catalítica da enzima e a velocidade da reação aumentam,
atingindo seu máximo em torno de 30ºC, entretanto,
depois de 30ºC a atividade catalítica da enzima diminui
bruscamente, resultando na diminuição da velocidade da
reação.
c)
Quando a reação é aquecida continuamente, a enzima
começa a sofrer desnaturação (perde a estrutura
tridimensional), diminuindo gradativamente a atividade
catalítica, a partir de 30ºC.
6) Gab: E; 7) Gab: D; 8) Gab: B; 9) Gab: D; 10) Gab: B; 11) Gab: E
12) Gab: A; 13) Gab: C; 14) Gab: B; 15) Gab: C; 16) Gab: D
17) Gab: C; 18) Gab: D; 19) Gab: D; 20) Gab: C; 21) Gab: B;
22) Gab: B; 23) Gab: C; 24) Gab: A; 25) Gab: B; 26) Gab: B.
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