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Prof.: Tonny Medeiros
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Tempo de Duração
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elementar, a molecularidade é definida pelo número de
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  1. 1. 1 Prof.: Tonny Medeiros QQUUÍÍMMIICCAA CCiinnééttiiccaa qquuíímmiiccaa PPRR OO FF EE SSSS OO RR :: Tonny Medeiros 1. (Enem 2ª aplicação 2010) Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir, destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos: 1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos. 2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão. 3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas. Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas aos exemplos 1, 2 e 3, respectivamente? a) Temperatura, superfície de contato e concentração. b) Concentração, superfície de contato e catalisadores. c) Temperatura, superfície de contato e catalisadores. d) Superfície de contato, temperatura e concentração. e) Temperatura, concentração e catalisadores. 2. (Unesp 2013) Em um laboratório de química, dois estudantes realizam um experimento com o objetivo de determinar a velocidade da reação apresentada a seguir.          3 2 2 2MgCO s 2HC aq MgC aq H O CO g    Sabendo que a reação ocorre em um sistema aberto, o parâmetro do meio reacional que deverá ser considerado para a determinação da velocidade dessa reação é a) a diminuição da concentração de íons Mg2+ . b) o teor de umidade no interior do sistema. c) a diminuição da massa total do sistema. d) a variação da concentração de íons C . e) a elevação da pressão do sistema. 3. (Uel 2013) Alguns tipos de vidros destinados à construção civil são autolimpantes devido à presença de filmes nanoestruturados depositados em sua superfície. Vidros com filmes de TiO2, que apresentam propriedades fotocatalíticas, quando submetidos à radiação ultravioleta proveniente do sol, auxiliam na decomposição de compostos orgânicos aderidos na superfície do vidro. A reação a seguir é um exemplo de decomposição de um composto orgânico na presença de radiação ultravioleta (UV) catalisado por TiO2.         2luz UV TiO 2s 2 g 2 gComposto orgânico 26O 18CO 18H O     Com respeito a essa reação, considere as afirmativas a seguir. I. Na reação de decomposição, observa-se a oxidação dos átomos de carbono presentes no composto orgânico. II. O composto orgânico é o ácido octadecanoico. III. O catalisador TiO2 diminui a energia de ativação da reação de decomposição do composto orgânico. IV. O catalisador TiO2 aumenta o rendimento da reação. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV săo corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 4. (Fuvest 2013) Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experimentos que ela realizou em diferentes condições. Experi- mento Reagentes Tempo para liberar 30 mL de H2 Observações Solução de  HC aq de concentração 0,2 mol/L Metal 1 200 mL 1,0 g de Zn (raspas) 30 s Liberação de H2 e calor 2 200 mL 1,0 g de Cu (fio) Não liberou H2 Sem alterações 3 200 mL 1,0 g de Zn (pó) 18 s Liberação de H2 e calor 4 200 mL 1,0 g de Zn (raspas) + 1,0 g de Cu (fio) 8 s Liberação de H2 e calor; massa de Cu não se alterou Após realizar esses experimentos, a estudante fez três afirmações: I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu. II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás H2. III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação. Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se afirma em a) I. b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III. 5. (Espcex (Aman) 2013) A água oxigenada ou solução aquosa de peróxido de hidrogênio  2 2H O é uma espécie bastante utilizada no dia a dia na desinfecção de lentes de contato e ferimentos. A sua decomposição produz oxigênio gasoso e pode ser acelerada por alguns fatores como o incremento da temperatura e a adição de catalisadores. Um estudo experimental da cinética da reação de decomposição da água oxigenada foi realizado alterando-se fatores como a temperatura e o emprego de catalisadores, seguindo as condições experimentais listadas na tabela a seguir:
  2. 2. 2 Prof.: Tonny Medeiros Condição Experimental Tempo de Duração da Reação no Experimento (t) Temperatura (°C) Catalisador 1 1t 60 ausente 2 2t 75 ausente 3 3t 90 presente 4 4t 90 ausente Analisando os dados fornecidos, assinale a alternativa correta que indica a ordem crescente dos tempos de duração dos experimentos. a) 1 2 3 4t t t t   d) 4 2 3 1t t t t   b) 3 4 2 1t t t t   e) 1 3 4 2t t t t   c) 3 2 1 4t t t t   6. (Ime 2013) O gráfico abaixo ilustra as variações de energia devido a uma reação química conduzida nas mesmas condições iniciais de temperatura, pressão, volume de reator e quantidades de reagentes em dois sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas pela presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível afirmar que: a) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor. b) A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor. c) A curva 1 representa a reação catalisada com energia de ativação dada por 1 3E E . d) A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por 2 3E E . e) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E1. 7. (Ueg 2013) Durante a manifestação das reações químicas, ocorrem variações de energia. A quantidade de energia envolvida está associada às características químicas dos reagentes consumidos e dos produtos que serão formados. O gráfico abaixo representa um diagrama de variação de energia de uma reação química hipotética em que a mistura dos reagentes A e B levam à formação dos produtos C e D. Com base no diagrama, no sentido direto da reação, conclui-se que a a) energia de ativação da reação sem o catalisador é igual a 15 KJ. b) energia de ativação da reação com o catalisador é igual a 40 KJ. c) reação é endotérmica. d) variação de entalpia da reação é igual a 30 KJ. 8. (Pucrj 2013) Para a reação entre duas substâncias moleculares em fase gasosa, considerando a teoria das colisões, o aumento da velocidade da reação causada pela presença de um catalisador é devido: a) ao aumento instantâneo da temperatura que acelera a agitação das moléculas. b) ao aumento da taxa de colisão entre os reagentes, porém preservando a energia necessária para que a colisão gere produtos. c) à diminuição da energia de ativação para que a colisão entre as moléculas, no início da reação, gere produtos. d) ao aumento da energia de ativação que é a diferença entre a energia final dos reagentes e dos produtos. e) à diminuição da variação de entalpia da reação. 9. (Ufpr 2013) Com o desenvolvimento da nanotecnologia, a busca de novos materiais e a pesquisa dos materiais já conhecidos, porém com partículas na escala nanométrica, se tornaram alvos de interesse mundial. A diminuição na escala de tamanho das partículas provoca alterações nas propriedades dos materiais. Por exemplo, a redução em uma ordem de grandeza no diâmetro das partículas (de 100 nm para 10 nm) de um catalisador metálico provocará alterações no processo promovido. Considerando que o catalisador metálico em questão promove a conversão de um reagente A num produto B, avalie as seguintes afirmativas: 1. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o processo de conversão poderá ocorrer em uma temperatura inferior. 2. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, a constante cinética da conversão de A em B será maior. 3. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, uma menor quantidade de massa de catalisador será necessária para que a conversão de A em B ocorra no mesmo intervalo de tempo. 4. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o sistema alcançará o equilíbrio num menor intervalo de tempo. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
  3. 3. 3 Prof.: Tonny Medeiros 10. (G1 - ifba 2012) A variação de entalpia de uma reação química, que ocorre à pressão constante, é representada pelo gráfico: Admitindo que R corresponde aos reagentes, I ao intermediário e P aos produtos, é correto afirmar que a) a energia de ativação da segunda etapa da reação é maior que a energia de ativação da primeira etapa. b) a variação de entalpia da reação é maior que zero. Desta forma, o processo global é endotérmico. c) a adição de um catalisador aumenta a velocidade da reação, promovendo, também, aumento na variação de entalpia. d) o calor de reação independe do estado de agregação dos reagentes e produtos. e) a velocidade da reação depende apenas da concentração do intermediário I. 11. (Ufsj 2012) O gás 2AB se decompõe em A e 2B , e o volume de 2B produzido é medido como função do tempo, obtendo-se os dados da tabela a seguir: t/min V/L 0 0,0 5 4,5 10 8,9 15 12,0 20 14,3 Com base nos dados acima, é CORRETO afirmar que a) a velocidade média no intervalo de 5 a 10 minutos é 1,20 L min. b) com 15 minutos de reação, a velocidade instantânea é 1,20 L min. c) acima de 20 minutos, a velocidade média é constante e igual a 3,0 L min. d) a velocidade média de produção de 2B nos primeiros 5 minutos é 0,90 L min. 12. (Ufg 2012) A água oxigenada comercial é uma solução de peróxido de hidrogênio (H2O2) que pode ser encontrada nas concentrações de 3, 6 ou 9% (m/v). Essas concentrações correspondem a 10, 20 e 30 volumes de oxigênio liberado por litro de H2O2 decomposto. Considere a reação de decomposição do H2O2 apresentada a seguir: 2 2 (aq) 2 (aq) 2 (g)2 H O 2 H O O  Qual gráfico representa a cinética de distribuição das concentrações das espécies presentes nessa reação? a) b) c) d) e) 13. (Udesc 2012) A cinética química é a parte da química que trata das velocidades das reações. Macroscopicamente, os resultados de estudos cinéticos permitem a modelagem de sistemas complexos, tais como processos que ocorrem na atmosfera ou até mesmo no corpo humano. O estudo de catalisadores, que são cruciais para a indústria química e para o desenvolvimento de novos combustíveis, também é um ramo da cinética química. Sobre esse tema, leia atentamente as proposições abaixo. I. A energia de ativação de uma reação é uma medida da energia cinética mínima necessária às espécies, para que reajam quando elas colidirem. II. Em uma reação que ocorre em múltiplas etapas, as etapas que ocorrem mais rapidamente serão determinantes para a velocidade da reação global. III. Um catalisador é uma substância que modifica o mecanismo de reação, provendo uma rota alternativa com energia de ativação drasticamente aumentada para a reação, o que diminui assim a velocidade da reação. IV. Uma reação ocorre geralmente como resultado de uma série de etapas chamadas de reações elementares. Numa reação
  4. 4. 4 Prof.: Tonny Medeiros elementar, a molecularidade é definida pelo número de partículas (moléculas, átomos ou íons) de reagente envolvidas em uma reação elementar. V. A constante de velocidade de uma reação pode ser obtida pela medida da constante de equilíbrio da reação. A relação entre as constantes de equilíbrio da reação direta e inversa, quando estas são iguais, fornece o valor da constante de velocidade. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e V são verdadeiras. c) Somente as afirmativas IV e V são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. 14. (Mackenzie 2012) O diagrama abaixo se refere a um processo químico representado pela equação química 2(g) 2(g) (g)X Y 2XY ,  realizado por meio de dois caminhos reacionais diferentes, ambos nas mesmas condições de temperatura e de pressão. A respeito desse diagrama, é INCORRETO afirmar que a) a diferença entre os valores de energia, representados pelas letras A e B, corresponde à diminuição da energia de ativação do processo, provocada pelo uso de um catalisador. b) o valor de energia representado pela letra C identifica a entalpia do produto. c) o valor de energia representado pela letra D se refere à entalpia dos reagentes. d) a diferença entre os valores de energia, representados pelas letras A e D, corresponde à energia de ativação do processo catalisado. e) a diferença entre os valores de energia, representados pelas letras C e D, corresponde à variação da entalpia do processo. 15. (Mackenzie 2012) A tabela mostra a variação da velocidade inicial da reação hipotética representada pela equação 2(g) (g) (g)A 2 B C ,  em função das concentrações iniciais dos reagentes utilizados no processo. Experimento [A] inicial (mol/L) [B] inicial (mol/L) Velocidade inicial (mol/L.min) Temperatura (K) 1 1,0 1,0 0,4 338 2 2,0 1,0 0,2 298 3 1,0 1,0 0,1 298 4 2,0 2,0 0,4 298 Interpretando-se a tabela, considere as afirmações I, II, III e IV abaixo. I. O valor da constante de proporcionalidade k é igual para todos os experimentos. II. A lei cinética da velocidade pode ser expressa pela equação v = k∙[A]∙[B]. III. Trata-se de uma reação cuja ordem global é 2. IV. As ordens para os reagentes A e B são, respectivamente, zero e 2. São verdadeiras, apenas as afirmações a) I e III. b) I e IV. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV. 16. (Espcex (Aman) 2012) Os dados da tabela abaixo, obtidos experimentalmente em idênticas condições, referem-se à reação: 3A 2B C 2D   Experiência Concentração de A [A] em 1 mol L  Concentração de B [B] em 1 mol L  Velocidade v em 1 1 mol L min    1 2,5 5,0 5,0 2 5,0 5,0 20,0 3 5,0 10,0 20,0 Baseando-se na tabela, são feitas as seguintes afirmações: I. A reação é elementar. II. A expressão da velocidade da reação é    3 2 v K A B .   III. A expressão da velocidade da reação é    2 0 v K A B .   IV. Dobrando-se a concentração de B, o valor da velocidade da reação não se altera. V. A ordem da reação em relação a B é 1 (1ª ordem). Das afirmações feitas, utilizando os dados acima, estão corretas apenas: a) I e II. b) I, II e III. c) II e III. d) III e IV. e) III, IV e V. 17. (Ufpa 2012) Os resultados de três experimentos, feitos para encontrar a lei de velocidade para a reação 2 2 22 NO(g) 2 H (g) N (g) 2 H O(g)   , encontram-se na tabela abaixo. Tabela 1 – Velocidade inicial de consumo de NO(g) Experimento [NO] inicial (mol L-1 ) [H2] inicial (mol L-1 ) Velocidade de consumo inicial de NO(mol L-1 s-1 ) 1 4,0 x 10-3 2,0 x 10-3 1,2 x 10-5 2 8,0 x 10-3 2,0 x 10-3 4,8 x 10-5 3 4,0 x 10-3 4,0 x 10-3 2,4 x 10-5 De acordo com esses resultados, é correto concluir que a equação de velocidade é a) v = k [NO] [H2]2 b) v = k [NO]2 [H2]2 c) v = k [NO]2 [H2] d) v = k [NO]4 [H2]2 e) v = k [NO]1/2 [H2]
  5. 5. 5 Prof.: Tonny Medeiros 18. (Ufsm 2012) O alumínio reciclado das latas de refrigerantes é usado para a produção de esculturas. A chuva ácida pode destruir as esculturas de alumínio, pois ele reage em meio ácido conforme a reação a seguir. (s) 2 4(aq) 2 4 3(aq) 2(g)2A 3H SO A (SO ) 3H   Com referência a essa reação, são feitas as seguintes observações experimentais: - A reação libera calor. - Duplicando a concentração de ácido sulfúrico, duplica a velocidade de desprendimento do gás. - A velocidade de desprendimento do gás aumenta com a temperatura. - A diminuição do tamanho das partículas de alumínio aumenta a velocidade da reação. Com base nessas observações, é correto afirmar: a) A reação é endotérmica, pois a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. b) A velocidade da reação aumenta com o aumento da concentração de ácido sulfúrico, pois a adição desse reagente diminui a energia de ativação da reação. c) A temperaturas mais altas, a energia cinética molecular aumenta, por isso as colisões entre as moléculas ocorrem com maior energia, levando a um aumento da velocidade da reação. d) A reação é endotérmica, portanto a velocidade da reação aumenta com o aumento da temperatura. e) A superfície de contato diminui com a diminuição do tamanho das partículas de alumínio, por isso a velocidade da reação aumenta. 19. (Uepa 2012) Um dos grandes problemas ambientais na atualidade relaciona-se com o desaparecimento da camada de ozônio na atmosfera. É importante notar que, quando desaparece o gás ozônio, aparece imediatamente o gás oxigênio de acordo com a equação abaixo:     hv 3 g 2 g2O 3O Considerando a velocidade de aparecimento de 2O igual a 12 mol L s, a velocidade de desaparecimento do ozônio na atmosfera em mol L s é: a) 12 b) 8 c) 6 d) 4 e) 2 20. (Ufsj 2012) O gráfico a seguir representa o andamento da reação    g gA B . Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a) adicionando-se um catalisador, as concentrações de A e B em II não serão modificadas. b) a linha contínua identifica o composto A, pois a sua concentração é zero em I e vai aumentando com o tempo. c) em III, o sistema está em equilíbrio, pois as concentrações de A e B não variam mais com o tempo. d) a concentração de B permanece constante, pois os coeficientes estequiométricos da reação são iguais a 1. 21. (Pucrs 2012) Adoçar um cafezinho com algumas colheres de açúcar é uma experiência familiar a todos. Sobre essa situação, é correto afirmar: a) Maiores quantidades de açúcar permitem adoçar o café mais rapidamente, pois a superfície de contato com a solução é menor. b) A presença de açúcar previamente dissolvido no café favorece a dissolução de mais açúcar, com base no princípio “semelhante dissolve semelhante”. c) O uso de açúcar de granulação grossa retarda a dissolução, pois os grãos maiores são mais robustos e menos quebradiços. d) A agitação com colher acelera sensivelmente a velocidade de dissolução, pois a maior movimentação das partículas produz um aumento de temperatura. e) A temperatura elevada do café favorece a rápida dissolução do açúcar, pois as partículas movem-se com maior velocidade e todos os processos moleculares ficam acelerados, inclusive o de dissolução. 22. (Espcex (Aman) 2011) Considere a equação balanceada: 3 2 24 NH 5 O 4 NO 6 H O   Admita a variação de concentração em mol por litro  1 mol L  do monóxido de nitrogênio (NO) em função do tempo em segundos (s), conforme os dados, da tabela abaixo: [NO]  1 mol L  0 0,15 0,25 0,31 0,34 Tempo (s) 0 180 360 540 720 A velocidade média, em função do monóxido de nitrogênio (NO), e a velocidade média da reação acima representada, no intervalo de tempo de 6 a 9 minutos (min), são, respectivamente, em 1 1 mol L min    : a) 2 2 10  e 3 5 10  d) 2 2 10  e 3 2 10  b) 2 5 10  e 2 2 10  e) 3 2 10  e 2 8 10  c) 2 3 10  e 2 2 10  23. (Fuvest 2011) Ao abastecer um automóvel com gasolina, é possível sentir o odor do combustível a certa distância da bomba. Isso significa que, no ar, existem moléculas dos componentes da gasolina, que são percebidas pelo olfato. Mesmo havendo, no ar, moléculas de combustível e de oxigênio, não há combustão nesse caso. Três explicações diferentes foram propostas para isso:
  6. 6. 6 Prof.: Tonny Medeiros I. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio estão em equilíbrio químico e, por isso, não reagem. II. À temperatura ambiente, as moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio não têm energia suficiente para iniciar a combustão. III. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio encontram-se tão separadas que não há colisão entre elas. Dentre as explicações, está correto apenas o que se propõe em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 24. (Udesc 2011) O diagrama de energia representa duas reações químicas distintas, representadas por A e B. Analisando o diagrama, pode-se afirmar que: a) A e B são reações endotérmicas. b) a energia de ativação é igual em ambas as reações. c) ambas as reações apresentam o mesmo valor de H . d) o H de A é maior que o H de B. e) a reação representada por A ocorre mais rapidamente que a representada por B, porque possui uma energia de ativação maior. 25. (Uftm 2011) A reação de decomposição do peróxido de hidrogênio, bem como vários processos industriais, podem ser catalisados pela presença de metais. O gráfico representa o perfil da energia envolvida e o caminho da reação para um processo A + B  C + D, sem e com catalisador. A curva ___________ é a da reação com catalisador. Na ausência de catalisador, a energia de ativação da reação inversa (C + D  A + B) ___________ é que a da reação direta. A reação direta (A + B  C + D) é __________________. As lacunas são correta e respectivamente preenchidas por a) I ... maior ... endotérmica b) I ... maior ... exotérmica c) II ... maior ... endotérmica d) II ... maior ... exotérmica e) II ... menor ... exotérmica 26. (Pucpr 2010) Compostos naturais são muito utilizados na denominada Medicina Naturalista. Povos indígenas amazônicos há muito fazem uso da casca da Quina (Coutarea hexandra) para extrair quinina, princípio ativo no tratamento da malária. Antigos relatos chineses também fazem menção a uma substância, a artemisina, encontrada no arbusto Losna (Artemisia absinthium), que também está relacionada ao tratamento da malária. Em estudos sobre a cinética de degradação da quinina por ácido, foram verificadas as seguintes velocidades em unidades arbitrárias: Quinina (mol L-1 ) Ácido (mol L-1 ) Velocidade (u.a.) 1,0 x 10-4 1,0 x 10-4 0,5 x 10-4 2,0 x 10-4 5,0 x 10-3 1,0 x 10-2 1,0 x 10-2 2,5 x 10-3 2,4 x 10-3 9,6 x 10-3 4,8 x 10-3 1,2 x 10-3 A partir desses dados, pode-se concluir que a lei de velocidade assume a forma a) V = K [quinina]2 b) V = K     2 quinina ácido c) V = K2 [quinina]2 d) V = K [quinina] [ácido]2 e) V = K     2 ácido quinina 27. (Ufrgs 2010) Considere a reação a seguir, que está ocorrendo a 556 K. 2HI (g)  H2 (g) + I2 (g) Essa reação tem a sua velocidade monitorada em função da concentração, resultando na seguinte tabela. [HI] (mol L-1 ) Veloc. (mol L-1 s-1 ) 0,01 3,5 x 10-11 0,02 14 x 10-11 Nessas condições, o valor da constante cinética da reação, em L mol-1 s-1 , é a) 3,5 x 10-11 . b) 7,0 x 10-11 . c) 3,5 x 10-9 . d) 3,5 x 10-7 . e) 7,0 x 10-7 . 28. (Uel 2009) A contribuição do óxido nitroso (N2O) para problemas ambientais tem despertado o interesse de cientistas, pois a sua ação no efeito e na depleção da camada de ozônio já está bem estabelecida. Acredita-se que a decomposição deste óxido em fase gasosa em duas etapas elementares, representadas pelas equações químicas a seguir. k1 Etapa 1: N2O(g)  N2(g) + O(g)
  7. 7. 7 Prof.: Tonny Medeiros k2 Etapa 2: N2O(g) + O(g) N2(g) + O2(g) Dado: A lei de velocidade encontrada experimentalmente para a decomposição do óxido nitroso = k[N2O]. Assinale a alternativa CORRETA. a) A equação global de decomposição é: N2O (g) N2 (g) + O (g). b) O átomo de oxigênio é um catalisador. c) A etapa 1 é a determinante da velocidade da reação global. d) A constante de velocidade k1 é maior que a constante de velocidade k2. e) O produto da reação global é uma mistura heterogênea. 29. (Uece 2008) A ação anestésica do clorofórmio (CHCℓ3) dá-se por esse ser muito volátil. Dessa forma, ele absorve calor da pele, a qual tem temperatura diminuída, então os nervos sensitivos, que mandam as informações ao cérebro, ficam inativos e a sensação de dor e diminuída. A tabela a seguir apresenta os dados de três experimentos da reação química dada por: CHCℓ3(g) + Cℓ2(g)  CCℓ4(g) + HCℓ(g). Usando esses dados, assinale o correto. a) A lei da velocidade é: v = k[CHCℓ3][Cℓ2]. b) A reação é de segunda ordem em relação ao clorofórmio. c) O valor da constante de velocidade é k = 5 × 103 (mol/L)-1 /2 s-1 . d) A reação é de ordem três meios 3 2       em relação ao cloro. 30. (Uece 2007) Um óxido de nitrogênio se decompõe de acordo com a reação 2N2O5  4NO2 + O2 e apresenta o seguinte mecanismo: N2O5  NO2 + NO3 (etapa lenta) NO3  NO + O2 (etapa rápida) NO + N2O5  NO2 + N2O4 (etapa rápida) N2O4  2NO2 (etapa rápida) Analisando os processos descritos acima, podemos afirmar, corretamente. a) A molecularidade máxima dessa reação é 1. b) A expressão da velocidade é V = k[N2O5]. c) Trata-se de uma reação de segunda ordem. d) A etapa IV é determinante para o cálculo da velocidade. Gabarito: Resposta da questão 1: [C] São fatores que aceleram a velocidade das reações químicas: aumento da temperatura e da superfície de contato e a presença de catalisadores. Resposta da questão 2: [C] Como o gás carbônico escapa do sistema aberto, pode-se medir a massa total do sistema e verificar a sua diminuição. Resposta da questão 3: [D] I. Correta. Na reação de decomposição, observa-se a oxidação dos átomos de carbono presentes no composto orgânico, o produto formado é o 2CO . II. Correta. De acordo com a estequiometria da reação, o composto orgânico é o ácido octadecanoico 8 36 2(C H O ). III. Correta. O catalisador TiO2 diminui a energia de ativação da reação de decomposição do composto orgânico. IV. Incorreta. O catalisador TiO2 não aumenta o rendimento da reação. Resposta da questão 4: [D] I. Correta. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu. 4 200 mL 1,0 g de Zn (raspas) + 1,0 g de Cu (fio) 8 s (menor tempo) Liberação de H2 e calor; massa de Cu não se alterou O zinco reage com o ácido clorídrico: Cu 2 2Zn(s) HC (aq) H (g) ZnC (aq)   . II. Incorreta. Nas experiências, verifica-se a utilização de mesma concentração de ácido clorídrico (0,2 mol/L) e mesmo volume (200 mL), como na quarta experiência a velocidade foi maior (menor tempo) conclui-se que o cobre atuou como catalisador. III. Correta. Os resultados dos experimentos 1 (raspas) e 3 (pó) mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação. Resposta da questão 5: [B] Condição Experimental Tempo de Duração da Reação no Experimento (t) Temperatura (°C) Catalisador 1 1t 60 (ausência de catalisador) 2 (mais rápida do que 1) 2t 75 (maior temperatura) (ausência de catalisador) 3 (mais rápida do que 1, 2 e 4) 3t 90 (maior temperatura) (presença de catalisador) 4 (mais rápida do que 1 e 2) 4t 90 (maior temperatura) (ausência de catalisador) Conclusão final:   3 4 2 1t t t t . Resposta da questão 6: [E] Ocorre liberação de calor, já que a reação é exotérmica. A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E1.
  8. 8. 8 Prof.: Tonny Medeiros Resposta da questão 7: [D] Alternativa [A]: Falsa. A energia de ativação sem catalisador vale 40 kJ. Alternativa [B]: Falsa. A energia de ativação com catalisador vale 25 kJ. Alternativa [C]: Falsa. A reação é exotérmica, pois a energia dos produtos é menor em relação à energia dos reagentes, indicando que a reação liberou calor. Alternativa [D]: Verdadeira. PRODUTOS REAGENTESH H – H 10 – 20 30kJ.Δ      Resposta da questão 8: [C] O catalisador é uma substância que acelera a reação química, pois diminui a energia de ativação necessária para o seu início, tendo que transpor uma energia menor é mais fácil a reação começar. Resposta da questão 9: [C] 1. Falsa. A redução de tamanho das partículas do catalisador não interfere na temperatura do processo. 2. Falsa. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, a constante cinética da conversão de A em B não será alterada. 3. Verdadeira. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, uma menor quantidade de massa de catalisador será necessária para que a conversão de A em B ocorra no mesmo intervalo de tempo, ou seja, a velocidade aumentará. 4. Verdadeira. Com a redução de tamanho das partículas do catalisador, o sistema alcançará o equilíbrio num menor intervalo de tempo, ou seja, as velocidades da reação direta e da inversa aumentarão. Resposta da questão 10: [B] A variação de entalpia é maior do que zero, pois a entalpia dos produtos é maior do que a entalpia dos reagentes. Resposta da questão 11: [D] Considerações importantes: Equação do processo: 22AB 2A B  1. Cálculo da velocidade média da reação: 2BAB A MEDIA VV V V 2 2 1    Cálculo de 2BV entre 5 e 10 minutos: 2B Volume 8,9 4,5 V 0,88 L / min Tempo 5 Δ Δ     Portanto, concluímos que a velocidade média da reação entre 5 e 10 minutos vale 0,88L/min (o que exclui a alternativa [A]). 2. Com os dados fornecidos, não é possível calcular velocidades instantâneas (o que exclui as alternativas [B] e [C]). 3. Cálculo da velocidade média de formação de B2 (nos primeiros 5 minutos) a partir dos dados do exercício: 2B Volume 4,5 V 0,9 L / min Tempo 5 Δ Δ    Resposta da questão 12: [E] 2 2 (aq) 2 (aq) 2 (g) 2 2 2 2 2 H O 2 H O O 2 H O (gasta) : 2 H O (forma) : 1 O (forma)   Resposta da questão 13: [E] I. Verdadeira. A energia de ativação de uma reação é uma medida da energia cinética mínima necessária às espécies, para que reajam quando elas colidirem. II. Falsa. Em uma reação que ocorre em múltiplas etapas, as etapas que ocorrem mais lentamente serão determinantes para a velocidade da reação global. III. Falsa. Um catalisador é uma substância que modifica o mecanismo de reação, provendo uma rota alternativa com energia de ativação drasticamente diminuída para a reação, o que aumenta assim a velocidade da reação. IV. Verdadeira. Uma reação ocorre geralmente como resultado de uma série de etapas chamadas de reações elementares. Numa reação elementar, a molecularidade é definida pelo número de partículas (moléculas, átomos ou íons) de reagente envolvidas em uma reação elementar. V. Falsa. A constante de velocidade de uma reação genérica (aA bB cC dD)   pode ser obtida da seguinte maneira: a b a b aA bB cC dD v k[A] [B] v k [A] [B]        Observação: direta inversa a b direta direta c d inversa inversa direta inversa a b c d direta inversa c d direta eq a b inversa aA bB cC dD v k [A] [B] v k [C] [D] No equilíbrio : v v k [A] [B] k [C] [D] k [C] [D] K k [A] [B]               Resposta da questão 14: [D] A diferença entre os valores de energia, representados pelas letras A e D, corresponde à energia de ativação do processo não catalisado. Resposta da questão 15: [C] O valor da constante de velocidade é diferente para o experimento 1, pois a temperatura é maior. A partir da análise da tabela, vem: Partindo-se do experimento 3 para 2, verifica-se que a concentração de A dobra e a velocidade também. Conclui-se que a ordem de A é 1. Partindo-se do experimento 2 para 4, verifica-se que a concentração de B dobra e a velocidade também. Conclui-se que a ordem de B é 1. Então, 1 1 v k[A] [B] . A ordem global da reação é 2.
  9. 9. 9 Prof.: Tonny Medeiros Resposta da questão 16: [D] De acordo com a tabela fornecida no enunciado, a partir das experiências 1 e 2, percebe-se que a concentração de B é mantida constante (5,0 mol/L); a concentração de A dobra e, consequentemente, a velocidade quadruplica, isto significa que o expoente de A é 2 2 (2 4). A partir da análise das experiências 2 e 3, percebe-se que a concentração de A permanece constante; a concentração de B dobra e a velocidade permanece constante, isto significa que o expoente de B é zero 0 (2 1). Conclusão: a equação da velocidade é dada por    2 0 v K A B   e a reação é de ordem zero em relação à B. Resposta da questão 17: [C] A partir dos experimentos 1 e 2, a concentração de NO dobra e a velocidade quadruplica, logo, o expoente é 2. A partir dos experimentos 1 e 3, a concentração de H2 dobra e a velocidade também dobra, logo, o expoente é 1. Teremos: v = k [NO]2 [H2]1 . Resposta da questão 18: [C] De acordo com as observações experimentais, vamos justificar as alternativas falsas: [A] Se a reação libera calor, podemos afirmar que é exotérmica. [B] O aumento da concentração de reagentes provoca aumento na velocidade de uma reação química, pois causa aumento na frequência das colisões efetivas. A energia de ativação só pode ser alterada em função do uso de um catalisador. [C] Verdadeira. [D] Como já foi dito na alternativa [A], a reação é exotérmica. [E] Quando usamos o alumínio em pequenos pedaços, ocorrerá um aumento da superfície de contato, provocando assim um aumento na velocidade da reação. Resposta da questão 19: [B] A proporção entre ozônio consumido e oxigênio formado é 2:3. Sendo assim: Se 3 2 O O 2 3  então O3 O2 V V 2 . 3  Portanto 3OV 8mol / L.s Resposta da questão 20: [C] [A] Falsa. O uso do catalisador faz com que a reação alcance o equilíbrio mias cedo. Isso significa que em II as concentrações de reagente e produto estarão mais próximas do estado de equilíbrio com uso do catalisador. [B] Falsa. A linha continua realmente identifica A, mas não parte de zero. [C] Verdadeira. No equilíbrio, as concentrações de A e B estão constantes. [D] Falsa. A linha tracejada corresponde a B (produto) e não é constante durante toda a reação. Resposta da questão 21: [E] A dissolução do açúcar é um processo endotérmico, logo é favorecida pela elevação da temperatura. Resposta da questão 22: [A] [NO]  1 mol L  0 0,15 0,25 0,31 0,34 Tempo (min) 0 3 6 9 12 1 1 1 1 NO 2 1 1 NO (0,31 0,25) mol.L 0,06 mol.L v 0,02 mol.L .min (9 6) min 3 min v 2,0 10 mol.L .min               3 2 24 NH 5 O 4 NO 6 H O   2 2 1 1NO média 3 1 1 média v 2,0 10 v 0,5 10 mol.L .min 4 4 v 5,0 10 mol.L .min               Resposta da questão 23: [B] Dentre as explicações, está correto apenas o que se propõe em II, ou seja, à temperatura ambiente, as moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio não têm energia de ativação suficiente para iniciar a combustão. Resposta da questão 24: [C] O gráfico mostra que ambas as reações apresentam mesmo valor de variação de entalpia sendo exotérmicas, entretanto, apresentam energias de ativação diferentes. O caminho A apresenta maior energia de ativação, o que sugere que a reação seja mais lenta, quando comparada com B, que apresenta menor energia de ativação. Resposta da questão 25: [D] A curva II representa a reação com catalisador, pois apresenta menor energia de ativação. A reação inversa apresenta energia de ativação maior em relação à energia de ativação da reação direta. Quando observamos o gráfico no sentido da reação direta, observamos que a entalpia dos produtos é menor em relação à entalpia dos reagentes, ou seja, a reação direta é exotérmica. Resposta da questão 26: [D] A partir da análise da segunda e da terceira linha da tabela (de baixo para cima), teremos: Quinina (mol L-1 ) Ácido (mol L-1 ) Velocidade (u.a.) 1,0 x 10-4 (dobrou) 0,5 x 10-4 1,0 x 10-2 (constante) 1,0 x 10-2 (constante) 9,6 x 10-3 (dobrou) 4,8 x 10-3 Como a concentração de quinina dobrou e a velocidade também, concluímos que o expoente da quinina é 1. A partir da análise da primeira e da segunda linha da tabela (de cima para baixo), teremos: Quinina (mol L-1 ) Ácido (mol L-1 ) Velocidade (u.a.) 1,0 x 10-4 (constante) 1,0 x 10-4 (constante) 0,5 x 10-2 1,0 x 10-2 (dobrou) 2,4 x 10-3 9,6 x 10-3 (quadruplicou) Como a concentração do ácido dobrou e a velocidade quadruplicou, concluímos que o expoente do ácido é 2. Resposta da questão 27: [D] Podemos notar que a concentração de HI dobra e a velocidade quadruplica, então: velocidade = k[HI]2 , a partir da segunda linha da tabela, teremos: 14 x 10-11 = k(0,02)2 k = 11 7 2 2 14 x 10 3,5 x 10 (2 x 10 )     Resposta da questão 28: [C] Resposta da questão 29: [C] Resposta da questão 30: [B]

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