QS.MED. Química Solucionada / / /

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1 / / / Título: Cinética química Data: / / 2016 QS.MED EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO 01 - (UEM PR) Assinale o que for correto. 01. Quanto maior a ordem de reação em relação a um reagente, menor é a dependência existente entre a concentração em quantidade de matéria desse reagente e a velocidade da reação global. 02. Um aumento de temperatura provoca um aumento da energia cinética das moléculas reagentes, fazendo que sua energia total se torne mais próxima, igual ou maior do que a energia de ativação. 04. Um aumento de temperatura provoca um aumento de velocidade de reações exotérmicas e endotérmicas. 08. Uma reação é dita de autocatálise quando um dos produtos atua como catalisador da reação. 16. As reações seguintes possuem molecularidades diferentes: 2NO(g) N 2 O 2 (g) N 2 O 2 (g) + H 2 (g) N 2 O(g) + H 2 O(l) 02 - (UFSC) Os conversores catalíticos utilizados nos sistemas de exaustão (escapamento) dos automóveis são, em geral, compostos de uma estrutura cerâmica recoberta com catalisadores metálicos, em geral, Au, Pd, Pt e/ou Rh. Estes catalisadores atuam de modo a converter espécies altamente tóxicas e/ou reativas produzidas a partir da queima de combustível no motor dos automóveis, como CO, NO e NO 2, em espécies pouco reativas e de baixa toxicidade, como N 2 e CO 2. As reações envolvidas no processo são mostradas abaixo: Reação I: 2NO(g) N 2 (g) + O 2 (g) Reação II: 2NO 2 (g) N 2 (g) + 2O 2 (g) Reação III: 2CO(g) + O 2 (g) 2CO 2 (g) Considerando as informações fornecidas, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. As reações I, II e III representam reações de oxirredução, nas quais a molécula de oxigênio atua como agente redutor. 02. A energia de ativação associada à formação de N 2 a partir da reação I é menor na presença de catalisadores metálicos do que na ausência de catalisadores. 04. Os catalisadores metálicos utilizados nos automóveis não são consumidos nas reações de formação de N 2, O 2 e CO 2 e podem ser utilizados por longos períodos de tempo. 08. Os produtos formados na reação I apresentam ligações do tipo. 16. Todos os compostos descritos nas reações I, II e III possuem ligações com caráter covalente. 32. Os catalisadores metálicos utilizados para converter gases de exaustão em automóveis caracterizam um exemplo de catálise homogênea (UEM PR) Um gráfico que representa a variação da energia versus o caminho de uma reação apresenta três patamares distintos, relativos à energia dos reagentes, do estado ativado e dos produtos. Em relação a esse gráfico e aos conceitos envolvidos na cinética das reações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. Em uma reação exotérmica, a energia dos reagentes é maior que a do estado ativado, sendo ambas maiores que a energia dos produtos. 02. Em uma reação endotérmica, a energia de ativação é menor que a energia absorvida na formação dos produtos a partir dos reagentes. 04. A velocidade de uma reação é inversamente proporcional à sua energia de ativação, ou seja, quanto menor a energia de ativação, mais rápida será a reação. 08. Em uma reação química, todas as colisões ocorridas entre reagentes levam à formação de produtos. 16. Um catalisador não altera a energia dos reagentes ou dos produtos, somente diminui a energia de ativação de uma reação (UFU MG) A urease é uma enzima que, em meio aquoso, catalisa a hidrólise da ureia em amônia e dióxido de carbono, de acordo com a equação química abaixo, e ocorre em algumas sementes, tais como soja, melão, melancia, entre outras. Sobre a ureia e sua reação química de transformação em amônia, marque, para as afirmativas abaixo, () erdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção. 1. A ureia é uma amina secundária que possui caráter básico. 2. A urease promove a diminuição da energia de ativação da reação de transformação da ureia em amônia. 3. Na presença da urease, a reação ocorre mais lentamente, porém, sem interrupções. 4. A ureia possui baixa solubilidade em água por ser um composto orgânico (UEM PR) As tabelas a seguir se referem às velocidades de reações de decomposição de duas substâncias hipotéticas XZ 2 e A 2 D 3, em meio aquoso à temperatura constante. Sabendo que a velocidade de reação de uma substância J é dada por v = k[j ] m, onde os números k e m são determinados experimentalmente, e supondo que somente k dependa da temperatura em que a reação ocorre, e levando em conta os seus conhecimentos, assinale o que for correto. 01. A constante m para a reação de decomposição da substância XZ 2 é log O gráfico da velocidade da reação de decomposição de A 2 D 3 (em mol/(l h)), vista como função da concentração (em mol/l) de A 2 D 3, é um arco de parábola. 04. Se a regra de van t Hoff é válida para a decomposição de XZ 2, o valor de k dobra, se considerarmos a equação de velocidade da reação a uma temperatura 10 C maior. 08. Se um catalisador for adicionado à reação, ele acelerará a reação até ser inteiramente consumido. quimicasolucionada@hotmail.com 1

2 16. O valor de m para a decomposição de XZ 2 é maior do que para a decomposição de A 2 D 3. perfil energético de uma reação, com e sem catalisador, pode ser representado por: 06 - (UEM PR) Dado o mecanismo em duas etapas para uma reação em fase gasosa, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). A) HBr + NO 2 HBrO + NO (etapa lenta) B) HBr + HBrO H 2 O + Br 2 (etapa rápida) 01. A reação global pode ser expressa como: 2 HBr + NO 2 H 2 O + NO + Br A etapa determinante na velocidade da reação é a etapa B. 04. A equação que representa a velocidade da reação é v = k [HBr] [NO 2 ]. 08. Em uma reação não elementar, a velocidade da reação global não pode ser escrita a partir da equação da reação global. 16. O ácido hipobromídrico pode ser considerado um composto intermediário na reação, pois é formado e consumido durante o processo (UEM PR) Dado que a lei de velocidade, determinada experimentalmente a partir de uma reação elementar, é igual a v = k [A 2 ] [X 2 ] 2, é correto afirmar que 01. essa lei de velocidade corresponde à reação elementar A 2 + 2X 2 2AX ao dobrarmos a concentração dos dois reagentes envolvidos na lei de velocidade, aquele que proporciona maior influência sobre a velocidade da reação é o X essa lei de velocidade indica que a molecularidade da reação é indubitavelmente igual a trata-se de uma reação de ordem global igual a por ser uma reação elementar, a mesma ocorre por meio de duas ou mais etapas (UFSC) Para a reação de obtenção do CH 3 CH 2 Br, têm-se as seguintes informações: 03. Expressão de equilíbrio: H 2 C=CH 2 + HBr CH 3CH 2 Br Dados termodinâmicos (a 298 K): K eq = 7,5 x 10 7 H 0 = -84,1 kj mol -1 E a = 140 kj mol -1 Com relação às informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O valor de K eq indica que a formação de CH 3 CH 2 Br é favorecida. 02. Trata-se de uma reação de eliminação. 04. O valor de H sugere que a reação é endotérmica. 08. O fato da reação apresentar H<0 indica que a velocidade de obtenção do CH 3 CH 2 Br é alta. 16. O nome IUPAC da substância CH 3 CH 2 Br é bromoetano. 32. Na molécula do eteno, há duas ligações sigma C-H (UFPE) Catalisadores viabilizam a maioria dos processos químicos comerciais, além de várias reações em sistemas biológicos e ambientais, alterando o perfil energético da reação. O (UEM PR) Assinale o que for correto. 01. Ao inserir um catalisador em um meio reacional cuja reação possa ser auxiliada por catálise, espera-se que o tempo decorrido para a formação do produto desejado seja menor. 02. A lei de velocidade é usada para estabelecer a ordem de uma reação, mas nem sempre pode ser usada para dizer sobre a molecularidade de uma reação. 04. Em uma catálise heterogênea, os reagentes e o catalisador formam um sistema com mais de uma fase, em que os reagentes estão em uma dessas fases e o catalisador em outra. hedilbertoalves@ig.com.br 2

3 08. A reação A + X XA, que possui a lei de velocidade v = k [X] determinada experimentalmente, terá sua velocidade dependente somente da concentração de X. 16. Na reação HNO 3 (l) + NaOH(s) NaNO 3 (s) + H 2 O(l), feita em recipiente hermeticamente fechado, um aumento na pressão do sistema altera a velocidade da reação (UFU MG) Uma reação química processa-se, conforme o diagrama de energia abaixo. Energia I II Sentido da reação Em relação à essa reação e às energias envolvidas, apresentadas acima, é INCORRETO afirmar que: a) II representa a Energia de Ativação da reação. b) é uma reação endotérmica, sendo I a energia absorvida na reação. c) I representa o calor liberado na reação. d) III representa a Energia de Ativação para a reação inversa (PUC RS) O óxido nítrico reage com hidrogênio, produzindo nitrogênio e vapor d água de acordo com a seguinte equação: 2NO (g) + 2H 2(g) N 2(g) + 2H 2 O (g) Acredita-se que essa reação ocorra em duas etapas: 1ª etapa (lenta): 2NO (g) + H 2(g) N 2 O (g) + H 2 O (g) 2ª etapa (rápida): N 2 O (g) + H 2(g) N 2(g) + H 2 O (g) Caso as concentrações de NO e H 2 sejam duplicadas simultaneamente, efetuando a reação em sistema fechado, a velocidade da reação ficará multiplicada por: a) 2 b) 3 c) 4 d) 6 e) (ESCS DF) A catalase é uma enzima empregada na reação de decomposição do peróxido de hidrogênio, um dos compostos responsáveis pela formação de radicais livres no organismo. A ação dessa enzima permite que essa reação ocorra com uma velocidade 100 milhões de vezes maior do que a velocidade da reação sem a sua participação. Este aumento na velocidade da reação só é possível porque a catalase: a) desloca o equilíbrio da reação no sentido dos produtos; b) forma um composto iônico com o peróxido de hidrogênio; c) reduz a barreira de energia que separa reagentes dos produtos; d) aumenta a energia livre de ativação da reação; e) aumenta a diferença de energia entre os reagentes e os produtos. III I 14 - (UFPR) Sobre o diagrama abaixo, referente à reação A + B C + D, considere as afirmativas a seguir: Energia Potencial (kj) A+ B C+ D sentido da reação I. O processo é exotérmico. II. Na reação, H = -250 kj. III. A energia de ativação vale +120 kj. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa I é verdadeira. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras (FURG RS) A cinética da reação: 2 A + 2 B C foi estudada sendo determinada a velocidade inicial da produção de C para misturas de várias composições, como está indicado na tabela abaixo, a 25 C. Se a lei de velocidade é dada por v = k [A] a [B] b, então, os valores dos coeficientes a e b são, respectivamente: a) 2 e 1. b) 1 e 1. c) 2 e 2. d) -1 e 1. e) -1 e (ITA SP) Considere as sequintes afirmações relativas a reações químicas em que não haja variação de temperatura e pressão: I. Uma reação química realizada com a adição de um catalisador é denominada heterogênea se existir uma superfície de contato visível entre os reagentes e o catalisador. II. A ordem de qualquer reação química em relação à concentração do catalisador é igual a zero. III. A constante de equilíbrio de uma reação química realizada com a adição de um catalisador tem valor numérico maior do que a da reação não catalisada. I. A lei de velocidade de uma reação química realizada com a adição de um catalisador, mantidas constantes as concentrações dos demais reagentes, é igual àquela da mesma reação não catalisada.. Um dos produtos de uma ração química pode ser o catalisador desta mesma reação. Das afirmações feitas, estão CORRETAS: a) apenas I e III b) apenas I e c) apenas I, II e I d) apenas II, I e e) apenas III, I e 17 - (ITA SP) A equação: 2A + B PRODUTOS representa uma determinada reação química que ocorre no estado gasoso. A lei de velocidade para esta reação depende da concentração de cada um dos reagentes, e a ordem parcial desta reação em relação a cada um dos reagentes é igual hedilbertoalves@ig.com.br 3

4 aos respectivos coeficientes estequiométricos. Seja 1 a velocidade da reação quando as pressão parcial de A e B é igual a p A e p B, respectivamente, e 2 a velocidade da reação quando estas pressões parciais são triplicadas. A opção que fornece o valor CORRETO da razão 2 / 1 é a) 1 b) 3 c) 9 d) 27 e) (UESPI) Considere o seguinte mecanismo para a formação da hélice dupla de DNA, a partir das fitas A e B. 1a etapa: A + B 2a etapa: hélice instável hélice instável (equilíbrio rápido, K 1 ) hélice dupla estável (etapa lenta, k 2 ) Deduza a equação de velocidade para a formação da hélice dupla estável a partir das fitas A e B: A + B hélice dupla estável Sugestão: Expresse a constante de velocidade da equação global, k, em termos das constantes K 1 (constante de equilíbrio) e k 2 (constante de velocidade) das etapas individuais. a) v = k [hélice instável] b) v = k [A][B] c) v = k [A] 2 d) v = k [B] 2 e) v = k / [A][B] 19 - (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). erificou-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) v = k [A] 2 e 2 b) v = k [A] 2 e 4 c) v = k [A] 2 [B] 2 e 2 d) v = k [A] 2 [B] 2 e 4 e) v = k [A] 2 [B] 2 e 1 duas primeiras horas após o preparo do suco, é de, aproximadamente, a) 2,5 x 10-4 b) 6,0 x 10-4 c) 3,0 x 10-2 d) 4,0 x 10-2 e) 7,0 x (PUC SP) As substâncias nitrato de chumbo (II) e iodeto de potássio reagem entre si tanto no estado sólido quanto em solução aquosa, formando o iodeto de chumbo (II), sólido amarelo insolúvel em água a temperatura ambiente. reação 1 Pb(NO 3 ) 2 (s) + 2 KI(s) Pbl 2 (s) + 2KNO 3 (s) reação 2 Pb(NO 3 ) 2 (aq) + 2KI(aq) Pbl 2 (s) + 2KNO 3 (aq) Sob determinadas condições, o carvão reage em contato com o oxigênio. Nas churrasqueiras, pedaços de carvão são queimados, fornecendo calor suficiente para assar a carne. Em minas de carvão, muitas vezes o pó de carvão disperso no ar entra em combustão, causando acidentes. reação 3 C(pedaços) + O 2 (g) CO 2 (g) reação 4 C(em pó) + O 2(g) CO 2(g) A síntese da amônia é um processo exotérmico, realizado a partir da reação do gás nitrogênio e do gás hidrogênio. Em um reator foram realizadas duas sínteses, a primeira a 300 C e a segunda a 500 C. A pressão no sistema reacional foi a mesma nos dois experimentos. reação 5 N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) t = 300 C reação 6 N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) t = 500 C Analisando os fatores envolvidos nos processos acima que influenciam na rapidez das reações descritas, pode-se afirmar sobre a velocidade (v) de cada reação que a) v 1 > v 2, v 3 > v 4, v 5 > v 6 b) v 1 < v 2, v 3 > v 4, v 5 > v 6 c) v 1 < v 2, v 3 < v 4, v 5 < v 6 d) v 1 < v 2, v 3 > v 4, v 5 < v 6 e) v 1 > v 2, v 3 < v 4, v 5 < v (UDESC SC) O dióxido de carbono (CO 2 ) pode ser preparado em laboratório por meio da reação CaCO 3(s) + 2 HCl (aq) CaCl 2(aq) + H 2 O (l) + CO 2(g) 20 - (PUC RS) Uma forma de ingerirmos a vitamina C é através do consumo de sucos de frutas. O suco deve ser consumido logo após ser preparado, pois essa vitamina sofre oxidação e perde sua ação em pouco tempo. O gráfico abaixo apresenta a curva de decomposição da vitamina C, presente no suco de acerola, em função do tempo. Considerando as condições experimentais, descritas na tabela acima, é CORRETO afirmar que a formação de dióxido de carbono ocorre com maior rapidez na(s) condição(ões): a) III. b) II. c) I. d) I. e) I e I (UFTM MG) O gráfico refere-se ao diagrama energético da reação de decomposição do ácido fórmico, onde se vêem destacados dois caminhos de reação: Pela análise do gráfico, é correto afirmar que a velocidade média de decomposição da vitamina C, em molar/min, nas hedilbertoalves@ig.com.br 4

5 Energia HCOOH I II H O + CO (PUC MG) A água sanitária é uma solução aquosa que contém os íons ClO -, Na +, Cl -, OH -. O seu poder desinfetante deve-se essencialmente aos íons ClO -. Com o tempo, esses íons se dissociam, como representado na seguinte reação: 2ClO - 2Cl - + O 2. Considere o gráfico seguinte, representando as evoluções, com o tempo da concentração de ClO - em três frascos de água sanitária, cada um guardado numa temperatura diferente. É INCORRETO afirmar: Coordenada da reação Analisando o gráfico, pode-se afirmar que a) a curva II representa a reação não catalisada. b) a reação de decomposição do ácido fórmico é exotérmica. c) a rapidez da reação catalisada, curva I, é maior porque apresenta maior energia de ativação. d) a rapidez da reação catalisada, curva II, é maior e ocorre em várias etapas. e) a presença de catalisador diminui o H da reação decomposição do ácido fórmico (UNIUBE MG) O gás hidrogênio (H 2 ) é usado na hidrogenação de óleos vegetais, e esses são empregados na produção industrial de margarinas. Este gás pode ser preparado em laboratório através da reação Zn (s) + 2HCl (aq) ZnCl 2 (aq) + H 2(g) Considerando as condições experimentais, descritas na tabela abaixo, Condição é correto afirmar que a formação do gás hidrogênio ocorre com maior rapidez em a) I. b) II. c) III. d) I (UFTM MG) Analise o gráfico de energia abaixo, obtido de uma mesma reação química.uma reação foi feita com catalisador e outra sem catalisador. Energia Temperatura (ºC) Estado de Agregação Concentração do HCl (mol/l) I 25 Granulado 1,0 II 25 Granulado 0,5 III 30 Pulverizado 1,0 I 30 Pulverizado 0,5 sem catalisador com catalisador a) Para manter um melhor poder desinfetante, a água sanitária deve ser conservada num lugar fresco. b) Depois de 50 dias de conservação a T = 30 o C, a água sanitária perdeu mais de 50% do seu poder desinfetante. c) Depois de 200 dias de conservação a T = 20 o C, a água sanitária perdeu mais de 50% do seu poder desinfetante. d) Um frasco de água sanitária, conservado 6 meses a T = 40 o C, mantém um bom poder desinfetante (PUC MG) Foi realizado o estudo da cinética da decomposição da água oxigenada, representada pela reação: 2H2O2( aq) 2H2O O2( g) A variação da concentração da água oxigenada com o tempo é representada pelo seguinte gráfico. -1 [HO 2 2]/mol.L Assinale o gráfico que representa a variação da velocidade de decomposição de H 2 O 2 com o tempo: a- (HO 22) coordenada da reação Assinale a afirmativa correta. a) A reação é exotérmica devido ao catalisador empregado. b) A entalpia da reação modificou-se devido ao emprego do catalisador. c) A energia de ativação da reação diminuiu devido ao emprego do catalisador. d) A reação é endotérmica devido ao emprego do catalisador. e) O catalisador não teve efeito algum na energia de ativação da reação. b- (HO 22) hedilbertoalves@ig.com.br 5

6 c- (HO 22) d- (HO 22) I. Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de 3 minutos, a curva obtida apresentará um patamar. Estão corretas as afirmações a) I e II. c) II e III. b) I e III. d) II e I. e) III e I (EFEI SP) Considere o perfil da reação descrita na figura abaixo, onde R = reagentes e P = produtos. A energia de ativação é maior quando a reação ocorre na direção: 31 - (UFTM MG) Considere dois cubos de presunto de mesma massa e com 4 cm de aresta cada. Um desses cubos foi cortado em 8 cubos de 2 cm de aresta; o outro foi deixado intacto. Caso os cubos sejam expostos ao ar à mesma temperatura, os menores se deteriorarão mais rapidamente, pois sua área total de contato com o ambiente é a) 2 vezes menor. b) 3 vezes menor. c) 2 vezes maior. d) 3 vezes maior. e) 4 vezes maior. a) direta (R P). b) inversa (P R). c) direta ou inversa, tanto faz: a energia é igual. d) do pico máximo de energia (UPE PE) Admita que uma planta aquática exposta ao CO 2 e luz solar fixa o dióxido de carbono pelo processo de fotossíntese, armazenando-o na forma polimérica, de acordo com a equação simplificada CO 2 (g) + H 2 O(l) Luz (CH 2 O) n + O 2 (g). Sabe-se que 0,30g da planta aquática absorve pela fotossíntese 1x10 2 mol de CO 2 /h, retendo os átomos de carbono sob a forma (CH 2 O) n. Considere que a velocidade da reação de fotossíntese é constante. Em quanto tempo, a planta aquática terá sua massa triplicada? Dados: m a (C) = 12u, m a (O) = 16u, m a (H) = 1u a) 3h b) 2h c) 1h d) 5h e) 4h 30 - (FATEC SP) Em aparelhagem adequada, nas condições ambientes, certa massa de carbonato de cálcio foi colocada para reagir com excesso de ácido clorídrico diluído. Dessa transformação, resultou um gás. O volume de gás liberado foi medido a cada 30 segundos. Os resultados são apresentados a seguir: Tempo(s) olumede gás(cm) Analisando-se esses dados, afirma-se: I. O volume de gás liberado aumentará se após 180 segundos adicionarmos mais ácido. II. O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada. III. O gás liberado nessa transformação é o hidrogênio, H 2. GABARITO: 1) Gab: 14 2) Gab: 30 3) Gab: 20 4) Gab: FFF 5) Gab: 06 6) Gab: 13 7) Gab: 15 8) Gab: 17 9) Gab: FFF 10) Gab: 15 11) Gab: B 12) Gab: E 13) Gab: C 14) Gab: A 15) Gab: A 16) GAB: B 17) Gab: D 18) Gab: B 19) Gab: A 20) Gab: B 21) Gab: C 22) Gab: A 23) Gab: D 24) Gab: C 25) Gab: C 26) Gab: D 27) Gab: D 28) Gab: B 29) Gab: B 30) Gab: D 31) Gab: C hedilbertoalves@ig.com.br 6