Q U Í M I C A Material nº 11. C + D(g) (g) A + B A + B C + D I II

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1 01) (ITA SP)Uma certa reação química é representada pela equação: A (g) + B (g) C (g), onde A, B e C significam as espécies químicas que são colocadas para reagir. erificou-se experimentalmente, numa certa temperatura, que a velocidade desta reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie A, mas não depende das concentrações das espécies B e C. Assinale a opção que contém, respectivamente, a expressão CORRETA da velocidade e o valor CORRETO da ordem da reação. a) v = k[a] [B] e 4 d) v = k[a] e 4 b) v = k[a] [B] e 3 e) v = k[a] e c) v = k[a] [B] e 0) (FATEC SP) A decomposição do acetaldeído, a 800 K, segundo a reação: CH 3 CHO (g) CH 4(g) CO (g),iniciou-se com uma velocidade de 1, mol.l -1.s -1. O gráfico que representa a variação de velocidade de decomposição do acetaldeído em função do tempo será: Q U Í M I C A Material nº 11 CINÉTICA QUÍMICA 04) (ITA SP) Considere a reação representada pela equação química 3A(g) + B(g) 4E(g). Esta reação ocorre em várias etapas, sendo que a etapa mais lenta corresponde à reação representada pela seguinte equação química: A(g) + C(g) D(g). A velocidade inicial desta última reação pode ser [A] expressa por: = 5,0 mol.s 1. Qual é a t velocidade inicial da reação (mol. s 1 ) em relação à espécie E? a) 3,8 d) 0 b) 5,0 e) 60 c) 6,7 05) (UFPR)Considere a situação descrita e ilustrada a seguir. A figura abaixo representa o diagrama de entalpia de uma reação, cuja equação balanceada, no estado de equilíbrio, é: A(g) + B(g) C(g) + D(g) H C + D(g) (g) A + B (g) (g) A + B C + D I II Suponha dois recipientes fechados, I e II, de volumes iguais e na mesma temperatura T. São colocados 1 mol de A e 1 mol de B no recipiente I; 1 mol de C e 1 mol de D no recipiente II (figura ao lado). A temperatura T nos dois recipientes é mantida constante. Sobre a reação acima, é correto afirmar: 03) (UEL PR) O ozônio próximo à superfície é um poluente muito perigoso, pois causa sérios problemas respiratórios e também ataca as plantações através da redução do processo da fotossíntese. Um possível mecanismo que explica a formação de ozônio nos grandes centros urbanos é através dos produtos da poluição causada pelos carros, representada pela equação química a seguir: NO (g) + O (g) NO (g) + O 3 (g) Estudos experimentais mostram que essa reação ocorre em duas etapas: I. NO (g) Luz NO (g) + O (lenta) II. O (g) + O O 3 (g) (rápida) De acordo com as reações apresentadas, a lei da velocidade é dada por: 0) A energia de ativação é a mesma nos dois sentidos da reação. 0) O conteúdo energético de C + D é maior que o de A + B. 04) A constante de equilíbrio químico, K, da reação, é igual a 1. 08) Para que a temperatura T seja mantida constante no recipiente II, é necessário que haja transferência de calor para o ambiente. 16) A utilização de um catalisador desloca o estado de equilíbrio no sentido do maior rendimento de C e D. 3) Quando a reação atinge o estado de equilíbrio nos recipientes I e II, a concentração de A, em mol L, no recipiente I, será igual à concentração de B, em mol L, no recipiente II. a) v = k [O ] [O] d) v = k [NO] [O 3 ] b) v = k [NO ] e) v = k [O 3 ] c) v = k [NO ] + k [O ] [O] 1

2 06) (UFG GOA partir de 1997 a emissão de poluentes por automóveis deverá estar dentro de rígidas normas. Para isso, já estão sendo instalados catalisadores em automóveis novos. Estes catalisadores são à base de Platina e Ródio, que absorvem os gases provenientes da combustão e convertem, por exemplo, o monóxido à dióxido de carbono. 08) (UEL PR) As reações químicas podem ocorrer com absorção ou com liberação de energia. Considere o gráfico a seguir que representa a variação de energia para a transformação do reagente A nos produtos B e C. Com relação a catalisadores, pode-se afirmar que: 01) são utilizados para aumentar a velocidade de uma reação química; 0) com a sua adição, a energia de ativação é aumentada várias vezes, o que implica em um maior rendimento; 04) sua utilização desloca o equilíbrio de uma reação química; 08) são utilizados em pequenas quantidades, pois são consumidos à proporção de uma molécula por reação catalisada; 16) são utilizados em automóveis para converter o CO em CO, uma vez que o CO, em animais, forma a carboxihemoglobina, bloqueando o transporte de O aos tecidos; 3) para os catalisadores de automóveis, quanto maior a superfície exposta aos gases maior a capacidade de catálise. 07) (Fuvest SP)A reação representada pela equação acima é realizada segundo dois procedimentos: H SO 4 + CH 3 COONa CH 3 COOH + Na SO 4 I. Triturando os reagentes sólidos. II. Misturando soluções aquosas concentradas dos reagentes. Utilizando mesma quantidade de NaHSO 4 e mesma quantidade de CH 3 COONa nesses procedimentos, à mesma temperatura, a formação do ácido acético: a) é mais rápida em II porque em solução a freqüência de colisões entre os reagentes é maior. b) é mais rápida em I porque no estado sólido a concentração dos reagentes é maior. c) ocorre em I e II com igual velocidade porque os reagentes são os mesmos. d) é mais rápida em I porque o ácido acético é liberado na forma de vapor e) é mais rápida em II porque o ácido acético se dissolve na água. A partir da análise do gráfico, é correto afirmar: a) Essa é uma reação de síntese, endotérmica, cujo abaixamento da energia de ativação, pela adição do catalisador, é igual a X. b) O H para esta reação exotérmica é dado por X e a energia de ativação é dada por W. c) O valor do H, na presença do catalisador, é X, e na ausência dele é W. d) O valor da energia de ativação é independente da presença ou ausência de catalisador. e) Essa é uma reação de decomposição, endotérmica, cujo valor da energia de ativação, sem a presença de catalisador, é igual a Z. 09) (UEM PR) Assinale o que for correto. 01) A velocidade de uma reação não pode ser calculada pela diminuição da quantidade dos reagentes ou pelo aumento da quantidade de produtos, por unidade de tempo. 0) Complexo ativado é o estado intermediário (estado de transição) formado entre reagentes e produtos, em cuja estrutura existam ligações enfraquecidas (presentes nos reagentes) e formação de novas ligações (presentes nos produtos). 04) Energia de ativação é a menor quantidade de energia que deve ser fornecida aos reagentes para a formação do complexo ativado e, conseqüentemente, para a ocorrência da reação. 08) As reações que exigem menor energia de ativação são mais fáceis de ocorrer e, por isso, possuem maior velocidade. 16) Em uma reação entre dois compostos no estado sólido, o fato de se triturarem esses compostos deve, provavelmente, aumentar a velocidade da reação entre eles por aumentar suas superfícies de contato.

3 10) (UFMS)O acetato de metila, muito usado como solvente industrial, sofre um processo de saponificação segundo a equação: CH 3 CO CH 3 + OH - (aq) CH 3 CO - (aq) + CH 3 OH Os dados da cinética da reação, a 5ºC, estão registrados na tabela a seguir. 1)( FURG RS) A cinética da reação: A + 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 5 C. Com base nos resultados apresentados, é correto afirmar que 01) a equação de velocidade da reação é v=k[ch 3 CO CH 3 ][OH ]. 0) a reação global é de segunda ordem. 04) a constante de velocidade é,7mol L s 1. 08) a equação de velocidade da reação é v=k[ch 3 CO CH 3 ] [OH ]. 16) a constante de velocidade é de 1,4L mol 1 s 1. 11) (PUC RS) O óxido nítrico reage com hidrogênio, produzindo nitrogênio e vapor d água de acordo com a seguinte equação: NO (g) + H (g) N (g) + H O (g) Acredita-se que essa reação ocorra em duas etapas: 1ª etapa (lenta): NO (g) + H (g) N O (g) + H O (g) ª etapa (rápida): N O (g) + H (g) N (g) + H O (g) Caso as concentrações de NO e H sejam duplicadas simultaneamente, efetuando a reação em sistema fechado, a velocidade da reação ficará multiplicada por: a) d) 6 b) 3 e) 8 c) 4 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) e 1. d) -1 e 1. b) 1 e 1. e) -1 e. c) e. 13) (UFRJ) A oxidação do brometo de hidrogênio pode ser descrita em 3 etapas: I. HBr (g) + O (g) HOOBr (g) (etapa lenta) II. HBr (g) + HOOBr (g) HOBr (g) (etapa rápida) III. HOBr (g) + HBr (g) Br O (g) + H O (g) (etapa rápida) a) Apresente a expressão da velocidade da reação de oxidação do brometo de hidrogênio. b) Utilizando a equação global da oxidação do brometo de hidrogênio, determine o número de mol de Br produzido quando são consumidos 3,g de O. 14) (UEPB) Em relação aos aspectos ambientais, uma das grandes preocupações atuais é o uso indiscriminado de produtos químicos, tais como os propelentes (clorofluorcarbonetos) usados em aerossóis e gases refrigerantes e os óxidos de nitrogênio provenientes da queima de combustíveis de automóveis e aviões. Tais produtos vêm destruindo a camada de ozônio, O 3, da atmosfera, possibilitando uma indesejável incidência cada vez maior de raios ultravioleta no planeta. Entender como a destruição do ozônio ocorre é muito importante. Por exemplo, sabe-se que a reação entre o ozônio, O 3, e o dióxido de nitrogênio, NO, a 31K, é de primeira ordem em relação a estes dois gases e ocorre segundo a equação: NO (g) + O 3 (g) N O 5 (g) + O (g) A partir dessas informações e da lei de velocidade da reação, responda: a) Como se altera a velocidade da reação se a concentração do NO for triplicada? b) Como se altera a velocidade da reação se a concentração do O 3 for reduzida à metade? 3

4 15) (UEM PR) Os conversores catalíticos automotores, baseados em ligas metálicas sólidas contendo ródio, paládio ou molibdênio, são dispositivos antipoluição existentes na maioria dos carros. Sua função é absorver moléculas de gases poluentes e, através de um processo chamado catálise, oxidar ou decompor esses gases, como mostra o exemplo abaixo. Para a reação global NO(g) + O (g) NO (g), na qual NO atmosférico é gerado a partir de NO expelido dos escapamentos de automóveis, é proposto o seguinte mecanismo, em duas etapas: N O (g) + O (g) NO (g) (etapa lenta) NO(g) N O (g) (etapa rápida) Considerando essas afirmações, assinale o que for correto. 01) A lei de velocidade da etapa lenta é igual a v = k[o ][NO]. 0) As reações das etapas rápida e lenta podem ser chamadas de reações bimoleculares. 04) A catálise descrita acima é um exemplo de catálise homogênea. 08) À temperatura e à concentração de NO(g) constantes, se a concentração de O (g) duplicar, a reação global será 4 vezes mais rápida. 16) Sendo a lei de velocidade da etapa lenta, obtida experimentalmente, igual a v=k[n O ][O ], sua ordem de reação é igual a. 16) (UEM PR) Sobre a combustão completa do propano (C 3 H 8 ), observou-se que,4 litros desse gás são consumidos em 10 minutos. Considerando o sistema nas CNTP e que o propano, o O e o CO são gases ideais, responda: a) Qual é a velocidade de consumo de C 3 H 8 em mol/min? b) Qual é a velocidade de consumo de O em mol/min? c) Qual é a velocidade de formação de CO em litros/min? 17) (UEM PR) Considerando os fundamentos da cinética das reações químicas, assinale o que for correto. 01) A energia de ativação tem um valor característico para cada reação química e varia bruscamente com a temperatura e com a concentração dos reagentes. 0) Quanto menor a energia de ativação, mais rápida será a reação. 04) A velocidade de uma reação química aumenta com a temperatura. 08) A velocidade das reações enzimáticas é fortemente dependente do ph e da temperatura. 16) Se a lei de velocidade de uma reação química é do tipo: velocidade = k [A]. [B], significa que, dobrando a concentração dos reagentes A e B, a velocidade da reação aumentará 8 vezes. 3) Para uma reação cuja lei de velocidade seja: velocidade = k [A] n [B] m, a ordem global da reação é m + n. 18) (UEM PR) A uma dada temperatura, medidas experimentais da velocidade da reação abaixo mostraram tratar-se de uma reação de primeira ordem em relação à concentração de S O 8 e também de primeira ordem em relação a I. S O 8 + 3I SO 4 + I 3 Considerando essas afirmações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) A lei de velocidade da reação pode ser descrita por v k[s O8 ];[I ]. 0) Provavelmente existem erros nas medidas experimentais, visto que os coeficientes obtidos são diferentes dos coeficientes da equação balanceada. 04) Se são mantidas constantes a temperatura e a concentração de I, a velocidade da reação duplicar-se-á se a concentração de S O 8 for duplicada. 08) Uma elevação da temperatura irá alterar a velocidade da reação, somente se a reação for endotérmica. 16) A adição de um catalisador ao sistema aumenta a velocidade da reação porque diminui a energia de ativação para a formação dos produtos. 4

5 19) (UFMS) Com relação à cinética das reações químicas, é correto afirmar: 01) A equação a seguir representa uma reação química cuja cinética da reação é de primeira ordem tanto com respeito ao reagente A quanto ao reagente B: A(g) B(g) C(g). Mantendo-se constantes a massa e a temperatura e reduzindo-se os volumes de A(g) e B(g) à metade, a velocidade da reação duplica. 0) A partir da reação química: A(g) B(g) C(g), verificou-se experimentalmente que, numa dada temperatura, a velocidade dessa reação quadruplica com a duplicação da concentração do reagente A, mas não depende das concentrações dos reagentes B e C. Conseqüentemente, pode-se concluir que se trata de uma reação de ordem com a expressão para a velocidade da reação representada por: v k [A]. 04) Em cinética química, a elevação de temperatura aumenta a velocidade das reações químicas porque aumenta a energia de ativação. 08) Na autocatálise, um dos produtos da reação age como catalisador da própria reação. 16) Numa reação química, um ativador minimiza a ação do efeito catalisador. 3) Na catálise heterogênea, uma substância sólida catalisa a reação entre dois gases ou líquidos. 1) (UEPG PR) Sobre o diagrama abaixo, que representa a entalpia de uma reação química, assinale o que for correto. 01) A energia de ativação da reação C + D A + B é igual a ( H H 3 ) 0) A reação A + B C + D é exotérmica. 04) A entalpia da reação A + B C + D é igual a ( H 3 H 1 ) 08) A energia de ativação da reação A + B C + D é igual a H 16) A utilização de um catalisador apropriado diminui o valor de H ) (UFLA MG)Considerando a equação X Y + Z, o gráfico que melhor representa a variação de concentração das espécies químicas X, Y e Z com o tempo é: a) b) 0) (UEM PR) Assinale o que for correto. 01) Para a reação HO(l) HO(l) O(g), a velocidade média em relação a H O (l) equivale a [H O ] / t. (l) 0) Se a lei de velocidade de uma dada reação é v k[a] [B] 3, pode-se afirmar que a ordem total da reação é 5. 04) Para a reação AZ (l) AZ Z(g), cuja lei de velocidade é igual a v k[az ], pode-se afirmar que a molecularidade é igual a 1. 08) Para a reação G(g) E(s) GE(s), pode-se afirmar que a velocidade da reação independe da concentração de E (s). 16) A dissolução de um gás em um solvente inerte é um processo exotérmico. c) d) e) 5

6 3)(UFG GO)Uma das formas de representar mecanismos de reações químicas é apresentado no gráfico a seguir, que representa as várias etapas de uma reação. 5) (UEPG PR) O gráfico abaixo mostra a composição da atmosfera, desde a sua formação até os dias atuais. As áreas numeradas mostram a composição aproximada, em volume, dos gases atmosféricos. O aparecimento da vida deve ter ocorrido há aproximadamente 3,5 bilhões de anos. Analise o gráfico e assinale o que for correto. De acordo com esse gráfico, a) o uso de um catalisador aumentará a energia liberada pela reação. b) o uso de um catalisador diminuirá a energia liberada pela reação. c) o uso do catalisador, para aumentar a velocidade da reação, é mais efetivo na segunda etapa. d) a primeira etapa é a que determina a velocidade da reação. e) a terceira etapa é a que determina a velocidade da reação. 4) (UEM PR)Com base no perfil para as reações 1 e descritas pelas curvas do gráfico abaixo, assinale o que for correto. (Adaptado de The Random House Encyclopedias, 1990) 01) O processo da respiração, que consiste em assimilar oxigênio e eliminar gás carbônico, coincide com o início da vida no planeta. 0) Amônia e gás carbônico foram substâncias predominantes na atmosfera antes do início da vida. 04) Os constituintes em II, III e são substâncias compostas, formadas por moléculas polares. 08) Ao longo do tempo houve aumento dos teores de vapor d água e oxigênio. 16) Em I e I, os compostos predominantes são substâncias simples, cujas moléculas estabelecem ligações por forças de an der Waals. 6) (UFSC) Uma reação genérica A + B C + D, em determinadas condições de pressão, temperatura e concentração, ocorre com velocidade de 4 moles/l.s. Nas mesmas condições, mas na presença das substâncias (x,y,z e w) as velocidades da reação são: 01) Na reação 1, existem duas barreiras de energia de ativação para a reação A C. 0) A reação A D da reação é endotérmica. 04) Na reação 1, são formados dois complexos ativados (ou estados intermediários). 08) Na reação, a etapa lenta está entre o caminho B C. 16) Na reação 1, a etapa rápida está entre o caminho A B. X A B B C Y A B B C X Z A B B C X W A B B C ,0moles/L.s,0moles/L.s 14,0moles/ L.s 7,0moles/L.s Com base nesses fatos, é CORRETO afirmar: 01) X é um inibidor da reação. 0) Z é um ativador que atua com o catalisador X. 04) W é um promotor que atua com o veneno X. 08) Y é um inibidor da reação. 16) Z sozinho não exerceria nenhuma ação sobre a velocidade 6

7 7)(UNIFESP SP)Na tabela, são fornecidas as energias de ativação e as variações de entalpia, a 5ºC, de três reações do tipo A B. Reação E a (kj/mol) H (kj/mol) I 85 0 II III 5 +0 Para a reação que apresenta maior velocidade de conversão de A em B, a diferença entre a energia de ativação do complexo ativado e a entalpia do produto deve valer: a) 5 kj. d) 80 kj. b) 45 kj. e) 105 kj. c) 65 kj. 8) (UFMS) Numa aula prática de cinética química, um grupo de alunos estudou, nas mesmas condições de temperatura, concentração e pressão, a decomposição do peróxido de hidrogênio, a partir das situações I e II, abaixo descritas: Situação I: Na presença de íons Fe + (aq), em meio ácido, em duas etapas: 1 a etapa: H O (aq) + Fe + (aq) + H + (aq) Fe 3+ (aq) + H O(l). a etapa: Fe 3+ (aq) + H O (aq) Fe + (aq) + O (g) + H + (aq). Situação II: Na ausência de íons Fe + (aq), em meio ácido, em uma única etapa: H O (aq) H O(l) + O (g). A partir da experiência acima descrita, é correto afirmar que 01) a velocidade da decomposição do H O (aq), em I e II, é a mesma. 0) os íons Fe + se oxidam na 1a etapa de I, sendo, portanto, oxidantes. 04) na ausência de íons Fe +, a decomposição do H O (aq) é mais lenta. 08) na a etapa de I, os íons Fe 3+ são oxidantes. 16) as etapas de I são mais rápidas que a etapa de II. 3) em I, os íons Fe + não são consumidos nas reações. 9) (UNIFESP SP) Tetróxido de dinitrogênio se decompõe rapidamente em dióxido de nitrogênio, em condições ambientais. N O 4 (g) NO (g) A tabela mostra parte dos dados obtidos no estudo cinético da decomposição do tetróxido de dinitrogênio, em condições ambientais. Tempo (µs) [N O 4 ] [NO ] 0 0, ,033 x 40 y 0,050 Os valores de x e de y na tabela e a velocidade média de consumo de N O 4 nos 0 µs iniciais devem ser, respectivamente, a) 0,034, 0,05 e 1, mol L 1 µs 1. b) 0,034, 0,05 e 8, mol L 1 µs 1. c) 0,033, 0,01 e 1, mol L 1 µs 1. d) 0,017, 0,033 e 1, mol L 1 µs 1. e) 0,017, 0,05 e 8, mol L 1 µs 1. 30) (UFSC)O nitrogênio do ar não é assimilável, mas por uma ação simbiótica entre os legumes e certas bactérias que existem nos nódulos das raízes, ele é fixado no solo em forma de compostos amoniacais. A cada ano, em toda a superfície terrestre, um bilhão de toneladas de nitrogênio atmosférico é transformado em N fixado, sendo que, dentre todas as reações químicas realizadas, a síntese da amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio atmosférico é a mais importante, conhecida como Processo de Haber : N (g) 3H (g) NH 3(g) Em uma experiência para determinar a lei de velocidade desta reação, os dados da tabela a seguir foram obtidos: [N ], moll 0,03 0,06 0,03 [H ], moll 0,01 0,01 0,0 velocidade, moll min 5 4, 0 4 1, ,4 0 Com base nas informações do enunciado, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A lei de velocidade da reação de formação da amônia é v = k[n ].[H ] 3. 0) A partir de 10g de N são obtidos 17g de NH 3. 04) Se a velocidade de formação da amônia é igual a 3,4 x 10 4 moll min, então a velocidade de consumo do nitrogênio é de 1,7 x 10 4 moll min. 08) A reação de formação da amônia é de segunda ordem em relação ao nitrogênio e ao hidrogênio. 16) Quando a concentração de N duplica, a velocidade da reação se reduz à metade. 3) A expressão da constante de equilíbrio para a reação é: K = [NH 3 ] / [N ].[ H ] 3. 64) A velocidade de consumo do hidrogênio é um terço da velocidade de consumo do nitrogênio. GABARITO 01)E 06)49 11)E 16)* 1)1 6)6 0)E 07)A 1)A 17)6 )B 7)A 03)B 08)E 13)* 18)1 3)C 8)60 04)C 09)30 14)* 19)4 4)31 9)B 05)4 10)1 15)18 0)6 5)4 30)37 *13) a) v=k [HBr] [O ] ; b) 0, mol de Br *14) a) Triplica ; b) Reduz pela metade *16) a) 10 - mol/min. b) mol/min.; c) mol/min. 7