Cinética Química. Parte I. Página 1

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1 Parte I Cinética Química 1. (Enem 2ª aplicaçã 2010) Alguns fatres pdem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir, destacam-se três exempls n cntext da preparaçã e da cnservaçã de aliments: 1. A mairia ds prduts alimentícis se cnserva pr muit mais temp quand submetids à refrigeraçã. Esse prcediment diminui a rapidez das reações que cntribuem para a degradaçã de certs aliments. 2. Um prcediment muit cmum utilizad em práticas de culinária é crte ds aliments para acelerar seu cziment, cas nã se tenha uma panela de pressã. 3. Na preparaçã de igurtes, adicinam-se a leite bactérias prdutras de enzimas que aceleram as reações envlvend açúcares e prteínas lácteas. Cm base n text, quais sã s fatres que influenciam a rapidez das transfrmações químicas relacinadas as exempls 1, 2 e 3, respectivamente? a) Temperatura, superfície de cntat e cncentraçã. b) Cncentraçã, superfície de cntat e catalisadres. c) Temperatura, superfície de cntat e catalisadres. d) Superfície de cntat, temperatura e cncentraçã. e) Temperatura, cncentraçã e catalisadres. 2. (Uerj 2014) Em um experiment, sã prduzids feixes de átms de hidrgêni, de héli, de prata e de chumb. Estes átms deslcam-se paralelamente cm velcidades de mesma magnitude. Suas energias cinéticas valem, respectivamente, E H, E He, E Ag e E Pb. A relaçã entre essas energias é dada pr: a) E He > E H > E Pb > E Ag b) E Ag > E Pb > E H > E He c) E H > E He > E Ag > E Pb d) E Pb > E Ag > E He > E H 3. (Unesp 2013) Em um labratóri de química, dis estudantes realizam um experiment cm bjetiv de determinar a velcidade da reaçã apresentada a seguir. autmóveis tem cntribuíd para reduçã da taxa de aument da pluiçã urbana. Sã representadas duas curvas das energias envlvidas na reaçã das espécies reagentes A B C D na presença e na ausência d catalisadr. Em relaçã à sua atuaçã n prcess reacinal, é crret afirmar que catalisadr a) aumenta a energia de ativaçã da reaçã direta, diminui a energia de ativaçã da reaçã inversa e deslca equilíbri reacinal n sentid ds prduts. b) aumenta a energia de ativaçã da reaçã direta, aumenta a energia de ativaçã da reaçã inversa e nã altera equilíbri reacinal. c) diminui a energia de ativaçã da reaçã direta, aumenta a energia de ativaçã da reaçã inversa e deslca equilíbri reacinal n sentid ds prduts. d) diminui a energia de ativaçã da reaçã direta, diminui a energia de ativaçã da reaçã inversa e nã altera equilíbri reacinal. e) diminui a energia de ativaçã da reaçã direta, diminui a energia de ativaçã da reaçã inversa e deslca equilíbri reacinal n sentid ds prduts. 5. (Fuvest 2013) Quand certs metais sã clcads em cntat cm sluções ácidas, pde haver frmaçã de gás hidrgêni. Abaix, segue uma tabela elabrada pr uma estudante de Química, cntend resultads de experiments que ela realizu em diferentes cndições. ( ) l( ) l ( ) ( l) ( ) MgCO3 s 2HC aq MgC 2 aq H2O CO2 g Sabend que a reaçã crre em um sistema abert, parâmetr d mei reacinal que deverá ser cnsiderad para a determinaçã da velcidade dessa reaçã é a) a diminuiçã da cncentraçã de íns Mg 2. b) ter de umidade n interir d sistema. c) a diminuiçã da massa ttal d sistema. d) a variaçã da cncentraçã de íns C l. e) a elevaçã da pressã d sistema. 4. (Fgv 2013) O us de catalisadres para diminuir a emissã de gases pluentes pels escapaments ds Página 1

2 Experi - ment Reagentes Sluçã de HC aq l( ) de cncentraçã 0,2 ml/l ml ml ml ml Metal (raspas ) de Cu (fi) (pó) (raspas ) 1,0 g de Cu (fi) Temp para liberar 30mL de H 2 30 s Nã liberu H 2 18 s 8 s Observaçõe s Liberaçã calr Sem alterações Liberaçã calr Liberaçã calr; massa de Cu nã se alteru Após realizar esses experiments, a estudante fez três afirmações: I. A velcidade da reaçã cm ácid aumenta na presença de Cu. II. O aument na cncentraçã inicial d ácid causa aument da velcidade de liberaçã d gás H 2. III. Os resultads ds experiments 1 e 3 mstram que, quant mair quciente superfície de cntat/massa ttal de amstra, mair a velcidade de reaçã. Cm s dads cntids na tabela, a estudante smente pderia cncluir que se afirma em a) I. b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III. 6. (Unesp 2013) O esquema apresentad descreve s diagramas energétics para uma mesma reaçã química, realizada na ausência e na presença de um agente catalisadr. Cm base n esquema, respnda qual a curva que representa a reaçã na presença de catalisadr. Explique sua respsta e faça uma previsã sbre a variaçã da entalpia dessa reaçã na ausência e na presença d catalisadr. 7. (Ufmg 2013) Para investigar a cinética de reações de xirreduçã envlvend ín idet, I, e id, I 2, um estudante utilizu duas substâncias: persulfat de ptássi, K 2 S 2 O 8, capaz de prmver a xidaçã d idet e tissulfat de ptássi, K 2 S 2 O 3, capaz de prmver a reduçã d id. As equações químicas das reações envlvend essas espécies estã apresentadas na tabela. Equaçã I II Reaçã ( ) ( ) ( ) ( K2S2O8 aq 2KI aq 2K2SO4 aq I2 a ( ) ( ) K S O ( aq) 2KI( 2K2S2O3 aq I2 aq Cm essas infrmações, estudante prpôs um experiment, n qual adicinu a dis tubs de ensai, A e B, as seguintes sluções: Tub A: 10 ml de KI, 0,5 ml/l 10 ml de K 2 S 2 O 3, 0,01 ml/l. Tub B: 10 ml de K 2 S 2 O 8, 0,02 ml/l gtas de sluçã de amid. a) CALCULE as quantidades, em ml, ds reagentes cntids ns dis tubs. Em seguida, ele transferiu cnteúd d tub A para tub B. Quand cnteúd ds dis tubs fi misturad, crreu a prduçã de id, de acrd cm a reaçã I, e seu cnsum, de acrd cm a reaçã II, ambas indicadas na tabela desta questã. b) O primeir reagente a ser cnsumid cmpletamente é KI, K 2 S 2 O 3 u K 2 S 2 O 8? Transcrrids alguns minuts, a sluçã, que inicialmente era inclr, adquiriu uma clraçã azul. Essa cr aparece smente quand id, I 2, se liga a amid, uma reaçã que é muit rápida. c) EXPLIQUE pr que a cr smente aparece após algum temp de reaçã. d) Cnsiderand-se as reações I e II, sabe-se que a I é lenta e que a II é rápida. EXPLIQUE cm se mdificariam as bservações feitas durante experiment, cas a reaçã I fsse rápida e a reaçã II fsse lenta. Página 2

3 8. (Uepg 2013) N ar pluíd pde crrer a reaçã NO representada abaix entre dióxid de nitrgêni ( ) 2 e zôni ( O 3) : NO2( g) O3( g) NO3( g) O2( g) Para essa reaçã, s seguintes dads fram btids a 25 C: Experiment Cncentraçã inicial de NO 2 (ml/l) 1 6 5, , ,5 Cncentraçã inicial de O (ml/l) 3 1,0 6 2,0 6 2,0 6 De acrd cm s dads da tabela, assinale que fr crret. 01) A rdem glbal da reaçã é 2. 02) A expressã da lei cinética da reaçã é [ ][ ] 2 3 υ= k NO O. Velcidade inicial ml L s ( ) 2,2 3 4,4 3 2,2 3 04) A rdem da reaçã em relaçã a O 3 é 2, pis duplicand a sua cncentraçã a velcidade também é duplicada. 08) Utilizand s dads d experiment 1, valr da cnstante de velcidade para essa reaçã é de 8 4,4 10 ml L s. 16) A velcidade חדdarea independe חדdacncentra de NO (Ime 2013) O gráfic abaix ilustra as variações de energia devid a uma reaçã química cnduzida nas mesmas cndições iniciais de temperatura, pressã, vlume de reatr e quantidades de reagentes em dis sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas pela presença de catalisadr. Cm base n gráfic, é pssível afirmar que: a) A curva 1 representa a reaçã catalisada, que crre cm absrçã de calr. b) A curva 2 representa a reaçã catalisada, que crre cm absrçã de calr. c) A curva 1 representa a reaçã catalisada cm energia de ativaçã dada pr E1 E 3. d) A curva 2 representa a reaçã nã catalisada, que crre cm liberaçã de calr e a sua energia de ativaçã é dada pr E2 E 3. e) A curva 1 representa a reaçã catalisada, que crre cm liberaçã de calr e a sua energia de ativaçã é dada pr E (Espcex (Aman) 2013) A água xigenada u sluçã H O é uma espécie aqusa de peróxid de hidrgêni ( ) 2 2 bastante utilizada n dia a dia na desinfecçã de lentes de cntat e feriments. A sua decmpsiçã prduz xigêni gass e pde ser acelerada pr alguns fatres cm increment da temperatura e a adiçã de catalisadres. Um estud experimental da cinética da reaçã de decmpsiçã da água xigenada fi realizad alterand-se fatres cm a temperatura e empreg de catalisadres, seguind as cndições experimentais listadas na tabela a seguir: Cndiçã Experimental Temp de Duraçã da Reaçã n Experiment (t) 1 1 Temperatura ( C) Catalisadr t 60 ausente 2 t 2 75 ausente 3 t 3 90 presente 4 t 4 90 ausente Analisand s dads frnecids, assinale a alternativa crreta que indica a rdem crescente ds temps de duraçã ds experiments. a) t 1 < t 2 < t 3 < t 4 b) t3 < t4 < t2 < t1 c) t3 < t2 < t1 < t4 d) t4 < t2 < t3 < t1 e) t1< t3 < t4 < t2 11. (Pucrj 2013) Para a reaçã entre duas substâncias mleculares em fase gassa, cnsiderand a teria das clisões, aument da velcidade da reaçã causada pela presença de um catalisadr é devid: a) a aument instantâne da temperatura que acelera a agitaçã das mléculas. b) a aument da taxa de clisã entre s reagentes, prém preservand a energia necessária para que a clisã gere prduts. c) à diminuiçã da energia de ativaçã para que a clisã entre as mléculas, n iníci da reaçã, gere prduts. d) a aument da energia de ativaçã que é a diferença entre a energia final ds reagentes e ds prduts. e) à diminuiçã da variaçã de entalpia da reaçã. 12. (Cefet MG 2013) A síntese d álcl terc-butílic pde ser realizada via substituiçã nuclefílica de 1ª rdem, a Página 3

4 partir d clret de terc-butila, de acrd cm as etapas descritas. I. (CH 3) 3C l 3 3 l II. (CH 3) 3C H2O (CH 3) 3C OH 2 C (CH ) C C (lenta) (rápida) III. (CH 3) 3C OH (CH ) C OH H (rápida) A velcidade v para essa reaçã de síntese é expressa pr k[(ch ) C C l ] a) 3 3 b) k[(ch 3) 3C OH 2] 2 c) k[(ch 3) 3C ] [C l ] d) k[(ch 3) 3C OH][H ] e) k[(ch 3) 3C ][(CH 3) 3C OH 2] 13. (Unicamp 2012) Glw sticks u light sticks sã pequens tubs plástics utilizads em festas pr causa da luz que eles emitem. A serem pressinads, crre uma mistura de peróxid de hidrgêni cm um éster rgânic e um crante. Cm temp, peróxid e éster vã reagind, liberand energia que excita crante, que está em excess. O crante excitad, a vltar para a cndiçã nã excitada, emite luz. Quant mair a quantidade de mléculas excitadas, mais intensa é a luz emitida. Esse prcess é cntínu, enquant dispsitiv funcina. Cm base n cnheciment químic, é pssível afirmar que funcinament d dispsitiv, numa temperatura mais baixa, mstrará uma luz a) mais intensa e de menr duraçã que numa temperatura mais alta. b) mais intensa e de mair duraçã que numa temperatura mais alta. c) mens intensa e de mair duraçã que numa temperatura mais alta. d) mens intensa e de menr duraçã que numa temperatura mais alta. 14. (Uftm 2012) A frmaçã d ácid nítric ( HNO 3) pel prcess Ostwald pde crrer em duas etapas pela reaçã NH cm xigêni d ar. Entretant, este da amônia ( ) 3 prcess só é viável em escala industrial quand essa reaçã é realizada sbre a superfície de platina, pis a cinética reacinal é favrecida. Na figura, é representad diagrama da energia ptencial, cnsiderand-se a primeira etapa d prcess na ausência da platina. a) Apresente a variaçã d númer de xidaçã d átm de nitrgêni na cnversã de amônia em ácid nítric. Quant a calr de reaçã, cm se classifica a primeira etapa d prcess Ostwald? Justifique. b) Qual é a funçã da platina n prcess da síntese d ácid nítric? Refaça desenh d diagrama de energia apresentad na figura, cnsiderand dis caminhs de reaçã, cm e sem us da platina. 15. (Ita 2002) Cnsidere uma reaçã química representada pela equaçã: Reagentes Prduts. A figura a seguir mstra esquematicamente cm varia a energia ptencial (Ep) deste sistema reagente em funçã d avanç da reaçã química. As letras a, b, c, d e e representam diferenças de energia. Cm base nas infrmações apresentadas na figura é CORRETO afirmar que a) a energia de ativaçã da reaçã direta é a diferença de energia dada pr c - a d. b) a variaçã de entalpia da reaçã é a diferença de energia dada pr e - d. c) a energia de ativaçã da reaçã direta é a diferença de energia dada pr b d. d) a variaçã de entalpia da reaçã é a diferença de energia dada pr e - (a b). e) a variaçã de entalpia da reaçã é a diferença de energia dada pr e. 16. (Mackenzie 2002) A cmbustã da gaslina pde ser equacinada pr: C 8 H 18 O 2 CO 2 H 2 O (equaçã nã balanceada) Página 4

5 Cnsidere que após uma hra e meia de reaçã fram prduzids 36 mls de CO 2. Dessa frma, a velcidade de reaçã, expressa em númer de mls de gaslina cnsumida pr minut, é de: a) 3,0 b) 4,5 c) 0,1 d) 0,4 e) 0,05 Parte II: cm cai na UFJF 1. (Ufjf 2012) A síntese da amônia fi desenvlvida pr Haber-Bsh e teve papel imprtante durante a 1ª Guerra Mundial. A Alemanha nã cnseguia imprtar salitre para fabricaçã ds explsivs e, a partir da síntese de NH 3, s alemães prduziam HNO 3 e deste chegavam as explsivs de que necessitavam. A equaçã que representa sua frmaçã é mstrada abaix: c) Supnha que a uma determinada temperatura T fram clcads, em um recipiente de 2,0 litrs de capacidade, 2,0 mls de gás nitrgêni e 4,0 mls de gás hidrgêni. Calcule valr da cnstante de equilíbri, Kc, sabend que havia se frmad 2,0 mls de amônia a se atingir equilíbri. d) Cnsidere que a lei de velcidade para a reaçã de 3 frmaçã da amônia é v = k [H 2] [N 2]. Calcule quantas vezes a velcidade final aumenta, quand a cncentraçã de nitrgêni é duplicada e a de hidrgêni é triplicada, mantend-se a temperatura cnstante. 2. (Ufjf 2006) Cnsidere diagrama de energia da reaçã de decmpsiçã d H 2 O 2 representad. 3H2(g) N2(g) 2NH3(g) a) A partir da equaçã química para a reaçã de frmaçã da amônia, descrita acima, e sabend que a reaçã apresenta H< 0, que acnteceria cm equilíbri, cas a temperatura d sistema aumentasse? b) Calcule a variaçã de entalpia da frmaçã da amônia, a partir das energias de ligaçã mstradas na tabela a seguir, a 298K: Ligaçã Energia de Ligaçã (kj.ml -1 ) H H 436 N N 944 H N 390 Assinale a alternativa INCORRETA: a) A reaçã de decmpsiçã d H 2 O 2 é extérmica. b) A curva "A" apresenta mair energia de ativaçã que a curva "B". c) A presença de um catalisadr afeta H da reaçã. d) A curva "B" representa a reaçã cm a presença de um catalisadr. e) A letra "Z" representa H da reaçã de decmpsiçã d H 2 O 2. Página 5