Lista de exercícios – 02

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Ministério da Educação

Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Câmpus Pato Branco

Prof. Leandro Zatta

(Departamento de Química)

Lista de exercícios – 02

1. O bromato de potássio, ao ser aquecido, decompõe-se em brometo de potássio e gás oxigênio. A equação dessa decomposição, corretamente balanceada, é: a) KBrO 3 → KBr + O 3 b) 2 KBrO 3 → 2 KBr + 3 O 2 c) 3 KBrO 3 → KBr + 3 O 2 d) KBrO 3 → KBr + O 2 e) 2 KBrO 3 → KBr + 3 O 2 2. I- Zn + 2 AgNO 3 → 2 Ag + Zn(NO 3 ) 2 II- (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4 H 2 O III- 2 Mg + O 2 → 2MgO IV- Cl 2 + 2 NaBr → Br 2 + 2 NaCl V- H 2 SO 4 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2 Dadas as reações acima, indique a opção correta de suas classificações. a. Deslocamento; decomposição; síntese; deslocamento; dupla-troca. b. Deslocamento; síntese; decomposição; deslocamento; dupla-troca. c. Dupla-troca; decomposição; síntese; dupla-troca; deslocamento. d. Dupla-troca; síntese; decomposição; dupla-troca; deslocamento. e. Síntese; decomposição; dupla-troca; dupla-troca. 3. A decomposição térmica de 1 mol de dicromato de amônio é representada pela equação: (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr

x

O

y

+

z

H 2 O Os valores de x, y e z são, respectivamente: a) 2, 3 e 4 b) 2, 7 e 4 c) 2, 7 e 8 d) 3, 2 e 4 e) 3, 2 e 8 4. A soma dos menores coeficientes inteiros que balanceiam a equação: Cl 2 + NH 3 → N 2 H 4 + NH 4 Cl É: a) 4 b) 15 c) 21 d) 8 e) 6 5. A) Faça o balanceamento das seguintes equações químicas: 1) H 2 + O 2 → H 2 O

2) N 2 + H 2 → NH 3 3) CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O 4) H 2 + I 2 → HI 5) CaCO 3 + HCl → CaCl 2 + H 2 O + CO 2 B) Assinale V ou F: 1) ( ) Reações químicas são as transformações que acontecem entre duas ou mais substâncias para formar uma ou mais substâncias diferentes. 2) ( ) Numa reação química, as substâncias que sofrem alterações são chamadas reagentes. 3) ( ) Numa reação química, as substâncias que sofrem alterações são chamadas produtos. 4) ( ) Molécula é a união de duas ou mais substâncias que se unem ao acaso. 6. 2 KClO 3 → 2 KCl + 3 O 2 a) b) c) A equação não está balanceada KCl e O 2 são os reagentes desta reação A equação está balanceada e KClO 3 é o reagente desta reação d) KClO 3 e O 2 e são os produtos desta reação 7. Classifique e balanceie as seguintes reações químicas: a) P 4 + O 2 → P 2 O 5 b) H 2 S + Cl 2 → S 8 + HCl c) H 3 BO 3 → H 4 B 6 O 11 + H 2 O d) N 2 + O 2 → N 2 O e) Au 2 O 3 → Au + O 2 f) Ca + AlCl 3 → CaCl 2 + Al g) BaCl 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 → BaSO 4 + AlCl 3 h) CaBr 2 + AgNO 3 → 2 AgBr + Ca(NO 3 ) 2 i) Al + H 2 SO 4 → Al 2 (SO 4 ) 3 + H 2 j) HCl + Ca(OH) 2 → CaCl 2 + H 2 O 8. Quando raios X de comprimento de onda de 0,090 nm são difratados por um cristal metálico, o ângulo de difração de primeira ordem ( lei de bragg)

n

= 1) mede 15,2º. Qual é a distância (em nm) entre as camadas de átomos responsáveis pela difração? (use a 9. Descreva e dê exemplos dos seguintes tipos de cristais: a) cristais iônicos; b) cristais covalentes ou reticulares; c) cristais moleculares e d) cristais metálicos. 10. Um sólido é duro, frágil e não conduz corrente elétrica. O seu fundido (a forma líquida da substância), bem como uma solução aquosa contendo a substância, conduzem corrente elétrica. Classifique o sólido. 11. Defina sólido amorfo. Como ele se difere de um sólido cristalino? 12. Defina vidro. Qual é o principal componente do vidro? 13. O NO 2 proveniente dos escapamentos dos veículos automotores é também responsável pela destruição da camada de ozônio. As reações que podem ocorrer

no ar poluído pelo NO 2 , com o ozônio, estão representadas pelas equações químicas I e II, e pela equação química global III. I - NO 2(g) + O 3(g) → NO 3(g) + O 2(g) (etapa lenta) II - NO 3(g) + NO 2(g) → N 2 O 5(g) (etapa rápida) III - 2NO 2(g) + O 3(g) → N 2 O 5(g) + O 2(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[NO 2 ][O 3 ]. b) A adição de catalisador às etapas I e II não altera a velocidade da reação III. c) Duplicando-se a concentração molar de NO 2(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. 14. Quando a concentração de 2-bromo-2-metilpropano, C 4 H 9 Br, é dobrada, a velocidade da reação C 4 H 9 Br (aq) + OH (aq)  C 4 H 9 OH (aq) + Br aumenta por um fator de 2. Se as concentrações de C reação? 4 H 9 Br e OH são dobradas, o aumento da velocidade é o mesmo, um fator de 2. Quais são as ordens dos reagentes e a ordem total da 15. Quatro experimentos foram realizados para descobrir como a velocidade inicial de consumo de íons BrO 3 na reação BrO 3 (aq) + 5 Br (aq) + 6 H + (aq)  3 Br 2(aq) + 3 H 2 O (l) varia à medida que as concentrações dos reagentes são mudadas. Use os dados experimentais da tabela seguinte para determinar a ordem da reação em relação a cada reagente e a ordem total. Escreva a lei de velocidade para a reação e determine o valor de k.

Experimento Concentração inicial, mol.L

-1 BrO 3 - Br - H + Velocidade inicial (mol BrO 3 ).L

-1 .s

-1

1 2 3 4 0,10 0,20 0,10 0,20 0,10 0,10 0,30 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 1,2 x 10 -3 2,4 x 10 -3 3,5 x 10 -3 5,4 x 10 -3 16. Escreva a lei de velocidade para o consumo de íons persulfato na reação abaixo, com relação a cada reagente e determinar o valor de k, sendo fornecidos os seguintes dados constantes da tabela. S 2 O 8 2 (aq) + 3 I (aq)  2 SO 4 2 (aq) + I 3 (aq) .

Experimento

1 2 3

Concentração inicial, mol.L

-1 S 2 O 8 2- I -

0,15 0,22 0,22 0,21 0,21 0,12

Velocidade inicial, (mol S 2 O 8 2 ).L

-1 .s

-1

1,14 1,70 0,98 17. Num determinado meio onde ocorre a reação: N 2 O 5  N 2 O 4 + ½ O 2 observou-se a seguinte variação na concentração de N 2 O 5 em função do tempo:

[N 2 O 5 ] (mol.L

-1 ) Tempo (s) 0,233 0 0,200 180 0,180 300 0,165 540 0,155 840 Calcule a velocidade média da reação no intervalo de 3 a 5 min. 18. No estudo da cinética da reação: 2 NO (g) + H 2(g)  N 2 O (g) + H 2 O (g) , à temperatura de 700 ºC, foram obtidos os dados constantes do quadro abaixo:

Concentração inicial (mol.L

[NO]

0,025

-1 ) [H 2 ]

0,01

Velocidade inicial (mol.L

v 1

-1 .s

-1 )

= 2,4 x 10 -6 Pedem-se: a) b) a ordem global da reação; a constante de velocidade nessa temperatura. 0,025 0,0125 0,005 0,01 v 2 = 1,2 x 10 -6 v 3 = 0,6 x 10 -6 19. A amônia pode ser queimada de acordo com a reação: 4 NH 3(g) + 5 O 2(g)  4 NO (g) + 6 H 2 O (g) . Suponha que em um determinado momento durante a reação a amônia esteja reagindo à velocidade de 0,24 mol.dm

-3 .s

-1 . (a) Qual a velocidade de reação do oxigênio? (b) Qual a velocidade de formação da água? 20. Acredita-se que a decomposição do NO 2 Cl envolve um mecanismo de duas etapas: 1ª: NO fosse rápida? 2 Cl  NO 2 + Cl e 2ª: NO 2 Cl + Cl  NO 2 + Cl 2 . Qual seria a lei da velocidade experimental observada, se a primeira etapa fosse lenta e a segunda 21. Esboce um gráfico mostrando como pode diminuir a concentração de um reagente com o tempo. Recorrendo ao seu gráfico, explique a diferença entre as velocidades média e instantânea. 22. Enumere os fatores que determinam a velocidade de uma reação. 23. A velocidade de decréscimo de [A] numa reação foi medida como segue: Calcule a velocidade média da reação –∆[A]/∆t entre: (a) 40,0 e 60,0 min. (b) 20,0 e 80,0 min. (c) 0,0 e 100,0 min. 24. O pentacloreto de fósforo é um reagente muito importante em química orgânica. Ele é preparado em fase gasosa através da reação: PCl 3(g) + Cl 2(g) PCl 5(g) Um frasco de 3,00 L contém as seguintes quantidades de equilíbrio, a 200° C: 0,120 mol de PCl 5 ; 0,600 mol de PCl 3 ; e 0,0120 de Cl 2 . Calcule o valor da constante de equilíbrio, em (mol/L) -1 , a essa temperatura. 25. Um equilíbrio envolvido na formação da chuva ácida está representado pela equação: 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g)

Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de dióxido de enxofre e 5 mols de oxigênio. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de mols de trióxido de enxofre medido foi 4. O valor aproximado da constante de equilíbrio é: 26. Três mols de gás amoníaco (NH 2NH 3 N 2 + 3H 2 3 ) são colocados num recipiente. Com aquecimento conveniente, estabelece o seguinte equilíbrio gasoso: . Calcular o grau de dissociação (em %) do NH 3 , sabendo que no equilíbrio existem 2,7 mols desse gás. 27. Um sistema químico, a certa temperatura, contém os gases F 2(g) , O 2(g) e OF 2(g) em equilíbrio, de acordo com a equação: 2 F 2(g) + 1 O 2(g) + 11,0 kcal 2 FO 2(g) Analisando o sistema, podemos afirmar que: I. Se aumentarmos a temperatura do sistema, a concentração de OF 2(g) aumentará.

II. Se aumentarmos a pressão sobre o sistema, a concentração de OF 2(g) aumentará.

III. Se aumentarmos a pressão sobre o sistema, a constante de equilíbrio aumentará.

IV. Se adicionarmos ao sistema um catalisador adequado, a concentração de OF 2(g) aumentará.

a) somente a afirmativa II está correta.

b) somente as afirmativas I e II estão corretas.

c) somente as afirmativas II e IV estão corretas.

d) somente as afirmativas I, II e III estão corretas.

e) todas as afirmativas estão corretas.

28. Observe o seguinte equilíbrio abaixo: 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) ∆H < 0 Se aumentarmos a concentração do dióxido de enxofre, acontecerá o seguinte: a) O equilíbrio se deslocará para a direita, aumentando a concentração de SO 3 e diminuindo a concentração de O 2 .

b) O equilíbrio se deslocará para a esquerda, aumentando a concentração de O 2 e diminuindo a concentração de SO 3 .

c) O equilíbrio se deslocará para a direita, diminuindo a concentração de SO 3 e aumentando a concentração de O 2 .

d) O equilíbrio se deslocará para a esquerda, mas todas as concentrações permanecerão inalteradas.

e) O equilíbrio não se deslocará porque somente a variação da temperatura afeta esse tipo de equilíbrio.

29. Na equação aA + bB cC + dD, após atingir o equilíbrio químico, podemos concluir a respeito da constante de equilíbrio que: a) Quanto maior for o valor de Kc, menor será o rendimento da reação direta. b) Kc independe da temperatura. c) Se as velocidades das reações direta e inversa forem iguais, então K2 = 0. d) Kc depende das molaridades iniciais dos reagentes. e) Quanto maior for o valor de Kc, maior será a concentração dos produtos. 30.Foram colocados em um recipiente fechado, de capacidade 2,0 litros, 6,5 mols de CO e 5 mols de NO 2 . À temperatura de 200°C o equilíbrio foi atingido e verificou-se que haviam sido formados 3,5 mols de CO 2 . Podemos dizer que o valor de Kc para o equilíbrio dessa reação é: CO + NO 2 CO 2 + NO a) 4,23. b) 3,84. c) 2,72. d) 1,96. e) 3,72. 31. Sabendo-se que no equilíbrio: H 2(g) + I 2(g) 2HI (g) A pressão parcial do Hidrogênio é 0,22 atm, a do Iodo é 0,22 atm e a do ácido Iodídrico é 1,56 atm, o valor do Kp é? 32. São colocados 8,0 mols de amônia num recipiente fechado de 5,0 litros de capacidade. Acima de 450°C, estabelece-se, após algum tempo, o equilíbrio: 2NH 3(g) 3H 2(g) + N 2(g) Sabendo que a variação do número de mols dos participantes está registrada no gráfico, podemos afirmar que, nestas condições, a constante de equilíbrio, Kc, é igual a:

a) 27,00 b) 5,40 c) 1,08 d) 2,16 33. Bicarbonato de sódio sólido é usado como fermento químico porque se decompõe termicamente, formando gás carbônico, de acordo com a reação representada pela equação química: 2NaHCO 3(s) Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (g) Escreva a expressão matemática para a constante de equilíbrio expressa em termos de concentração (Kc) e em termos de pressões parciais (Kp).