14ª lista - Cinética química (reações elementares e não elementares). Determinação da lei de velocidade, variação da velocidade utilizando lei de velocidade, ordem da reação em relação a um reagente e ordem da reação global. Questão 01 - (UFG GO) A amônia é matéria-prima para a fabricação de fertilizantes como a ureia (CON2H4), o sulfato de amônio [(NH4)2SO4)] e o fosfato de amônio [(NH4)3PO4]. A reação de formação da amônia se processa em duas etapas, conforme equações químicas fornecidas abaixo. N2 (g) + 2 H2 (g) N2H4 (g) (1) lenta N2H4 (g) + H2 (g) 2 NH3 (g) (2) rápida Dessa forma, a velocidade da equação global N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) é dada pela seguinte expressão: a) b) c) d) e) v = k [N2] [H2]2 v = k [NH3]2 v = k [N2] [H2]3 v = k [NH3]2/[N2] [H2]3 v = k [N2H4]/[N2] [H2]2 Questão 02 - (UDESC SC) Considere as seguintes etapas de uma reação: Etapa 1: NO2(g) + NO2(g) → NO3(g) + NO(g) (lenta) Etapa 2: NO3(g) + CO(g) → NO2(g) + CO2(g) (rápida) Assinale a alternativa incorreta. a) b) c) d) e) a expressão da velocidade de reação pode ser escrita como v = k[NO2][NO2]. a expressão da velocidade de reação pode ser escrita como v = k[NO2]2. a velocidade da reação depende da primeira etapa. a velocidade da reação é sempre governada pela última etapa. a equação global da reação é NO2(g) + CO(g) → NO(g) + CO2(g). Questão 03 - (UDESC SC) As espécies químicas A e B reagem a uma certa temperatura de acordo com a reação 2 A(g) + 2 B(g) C(g) . Verificou-se que a velocidade desta reação quadruplica quando a concentração de A duplica, independente da concentração de B. Assinale a alternativa que corresponde à expressão da velocidade e ao valor da ordem da reação, respectivamente. a) b) c) d) v = k.[A]2 e 2 v = k.[A]2 e 4 v = k .[A]2 .[B]2 e 2 v = k .[A]2 .[B]2 e 4 e) v = k.[A]2..[B]2 e 1 Questão 04 - (UEPG PR) Dada a equação genérica: aA + bB cC + dD e aplicando-se a lei da ação das massas, tem-se a expressão abaixo para o cálculo da velocidade dessa reação. Sobre o assunto, assinale o que for correto. v = k[A]a [B]b 01. [A] e [B] representam a concentração molar dos reagentes. 02. Quanto maior o valor de k maior será a velocidade da reação. 04. Quanto maior a ordem da reação, menor será a influência da concentração dos reagentes sobre a velocidade. 08. A soma dos expoentes (a+b) indica a ordem da reação. Questão 05 - (Mackenzie SP) Os dados empíricos 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 gás A, em temperatura constante. Experiment o 1 2 3 [A](mol.L 1 ) 1,0 2,0 1,0 [O 2 ](mol.L 1 ) 4,0 4,0 2,0 v(mol.L 1.min 4,0 10 4 32 10 4 2,0 10 4 1 ) A equação de velocidade para essa reação pode ser escrita como v = k [A]x·[O2]y, em que x e y são, respectivamente, as ordens de reação em relação aos componentes A e O2. Assim, de acordo com os dados empíricos obtidos, os valores de x e y são, respectivamente, a) b) c) d) e) 1 e 3. 2 e 3. 3 e 1. 3 e 2. 2 e 1. Questão 06 - (UFGD MS) Em uma reação química hipotética X + Y experimentalmente, os dados apresentados na Tabela: Produto, obteve-se, Com os dados apresentados, indique a alternativa correta para a equação de velocidade desta reação. a) b) c) d) e) v=k v = k.[X] v= k.[X].[Y] v = k.[X]2.[Y]3 v = k.[Y] Questão 07 - (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: Após a realização dos experimentos, o engenheiro pode concluir corretamente que a ordem global da reação estudada é igual a: a) b) c) d) e) 1. 2. 3. 4. 5. Questão 08 - (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. a) b) c) d) e) v = k [X]2 [Z]3, X: 2ª ordem, Y: ordem zero, Z: 3ª ordem v = k [X] [Y] [Z]3, X: 1ª ordem, Y: 1ª ordem, Z: 3ª ordem v = k [X] [Z]3, X: 1ª ordem, Y: ordem zero, Z: 3ª ordem v = k [X]2 [Y]2×[Z]2, X: 2ª ordem, Y: 2ª ordem, Z: 2ª ordem v = k [X] [Y]3, X: 1ª ordem, Y: 3ª ordem, Z: ordem zero Questão 09 - (UEM PR) Sobre os conceitos de cinética química, assinale o que for correto. 01. A reação 2A + D A2D é classificada como elementar se v = k [A]2[D]. 02. Se a velocidade da reação 2A + 2D E + G duplicar ao duplicar-se [A], mantendo-se [D] constante, então a reação é de segunda ordem em relação a A. 04. Se a reação global CaO + CO2 CaCO3 possuir a etapa intermediária lenta Ca(OH)2 CaO + H2O, então a lei de velocidade é v = k [CaO]2[CO2][H2O]. 08. Considerando que a reação N2 + O2 2NO é elementar, sua molecularidade é igual a 2. 16. É possível aumentar o rendimento da reação N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (H < 0) combinando-se um aumento da temperatura e da pressão do sistema, pois esse procedimento, feito com valores adequados de temperatura e pressão, afeta, neste caso, de forma favorável, o balanço entre a cinética e o equilíbrio químico da reação. Questão 10 - (UFPE) A determinação da lei de velocidade de uma reação é baseada em resultados experimentais. No estudo cinético da reação NO (g) 1 2 O 2 (g) NO 2 (g) , realizado na temperatura T, observou-se como a velocidade inicial da reação variou, de acordo com o gráfico abaixo: Com base nas informações do gráfico, é correto afirmar que: 00. 01. 02. 03. a ordem da reação em relação ao O2 é 0,5. a reação é de segunda ordem em relação ao NO. a unidade de k é L2 mol-2 min–1. na temperatura T, se [NO]=[O2]=1 mol/L, a velocidade da reação será igual a 28 mol L–1 min–1 04. o aumento da concentração dos reagentes aumenta a velocidade da reação devido a uma diminuição da energia de ativação. Gabarito Questão 01 - Gab: A Questão 02 - Gab: D Questão 03 - Gab: A Questão 04 - Gab: 11 Questão 05 - Gab: C Questão 06 - Gab: C Questão 07 - Gab: C Questão 08 - Gab: A Questão 09 - Gab: 25 Questão 10 - Gab: FVVVF