Lista de exercícios 1 - Equilíbrio

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APFQ II LISTA DE EXERCÍCIOS 1 – EQUILÍBRIO QUÍMICO 1. (Unesp) Para a produção de energia, os mamíferos oxidam compostos de carbono nos tecidos, produzindo dióxido de carbono gasoso, CO2 (g), como principal subproduto. O principal meio de remoção do CO2 (g) gerado nos tecidos envolve sua dissolução em água, seguida da reação do gás dissolvido com a água, sob a ação de um catalisador biológico, a enzima anidrase carbônica, como representado a seguir. H O

2   CO2 (g)   CO2 (aq)  calor

catalisador biológico

  HCO3 (aq)  H (aq) CO2 (aq)  H2O( )  

(etapa 1)

(etapa 2)

A respeito desse processo, é correto afirmar que a) a reação de formação de HCO3 (aq) na etapa 2 só ocorre na presença do catalisador biológico. b) a concentração de CO2 (aq) não influi na acidez do meio. c) a concentração de H+ (aq) aumenta com a elevação da temperatura. d) a concentração de H+ (aq) não varia com a elevação da temperatura. e) o aumento da concentração de CO2 (aq) aumenta a acidez do meio.

2. (Udesc) Para a reação em equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) = 2NH3(g) H = -22 kcal; assinale a alternativa que não poderia ser tomada para aumentar o rendimento do produto. a) Aumentar a concentração de H2. b) Aumentar a pressão. c) Aumentar a concentração de N2. d) Aumentar a temperatura. e) Diminuir a concentração de NH3.

3. (Unesp) Leia a notícia publicada em janeiro de 2013. China volta a registrar níveis alarmantes de poluição atmosférica Névoa voltou a encobrir céu de cidades chinesas, como a capital Pequim. Governo chinês emitiu alerta à população para os próximos dias. (g1.globo.com) O carvão mineral é a principal fonte de poluição do ar na China. Diariamente, o país queima milhões de toneladas de carvão para produzir energia elétrica, aquecer as casas e preparar alimentos. Além do carvão, o aumento do número de carros movidos a gasolina tem papel significativo no agravamento da poluição atmosférica. Entre as substâncias que poluem o ar da China estão o SO2 e compostos relacionados. Considere as equações seguintes: (1) 2 SO2(g) + O2(g) = 2 SO3(g) (2) SO3(g) + H2O(g) = H2SO4(g) Escreva a equação química que expressa a constante de equilíbrio para a reação (1). Sabendo que uma usina de geração de energia elétrica movida a carvão liberou SO2 suficiente para formar 1 kg de SO3 e considerando a reação (2), calcule a massa de H2SO4, em g, que se forma quando há vapor de água suficiente para reagir completamente com a quantidade de SO3 liberada pela usina.

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4. (Ufsj) A equação química abaixo representa a dissociação do PC 5 PCl5(g) = PCl3(g) + Cl2(g) Para se deslocar o equilíbrio para a direita, deve-se a) adicionar um catalisador. b) diminuir a pressão do sistema. c) diminuir a concentração de PC 5 . d) aumentar a concentração de C 2 .

5. (Espcex (Aman)) Considere a seguinte reação química em equilíbrio num sistema fechado a uma temperatura constante: H2O(g) + C(s) + 31,4 kcal = CO(g) + H2(g) A respeito dessa reação, são feitas as seguintes afirmações: I. A reação direta trata-se de um processo exotérmico; II. O denominador da expressão da constante de equilíbrio em termos de concentração molar K c  é igual a H2O   C; III. Se for adicionado mais monóxido de carbono CO g ao meio reacional, o equilíbrio será deslocado para a esquerda, no sentido





dos reagentes; IV. O aumento na pressão total sobre esse sistema não provoca deslocamento de equilíbrio. Das afirmações feitas, utilizando os dados acima, está(ão) correta(s): a) Todas. b) apenas I e II. c) apenas II e IV. d) apenas III. e) apenas IV.

6. (Ufsj) O esmalte dos dentes é constituído por hidroxiapatita, substância que estabelece o seguinte equilíbrio químico na mucosa bucal: Ca5(PO4)3OH(s) + H2O(l) = 5 Ca2+(aq) + 3 PO43-(aq) + OH-(aq) Pessoas que ingerem suco de limão, íons cálcio e sacarose em demasia terão o equilíbrio acima deslocado, respectivamente, a) para a direita, para a direita, inalterado. b) para a esquerda, para a direita, para a direita. c) para a direita, para a esquerda, inalterado. d) para a esquerda, para a esquerda, para a esquerda.

7. (Pucrj) O NO pode ser produzido, numa certa temperatura, como indicado na equação termoquímica abaixo: 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6 H2O(g) H = -900 kJ Sobre a reação, é correto afirmar que: a) ela é endotérmica na formação de NO e H2O. b) ela requer 900 kJ de energia na formação de 1 mol de NO. c) em temperaturas mais baixas aumenta o rendimento da formação de NO e H2O. d) ao alcançar o equilíbrio, a expressão da constante de equilíbrio, em função das pressões parciais, será KP = {[H2O] x [NO]} / {[O2] x [NH3]}. e) se trata de um equilíbrio heterogêneo.

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8. (Mackenzie) Sob condições adequadas de temperatura e pressão, ocorre a formação do gás amônia. Assim, em um recipiente de capacidade igual a 10 L, foram colocados 5 mol de gás hidrogênio junto com 2 mol de gás nitrogênio. Ao ser atingido o equilíbrio químico, verificou-se que a concentração do gás amônia produzido era de 0,3 mol/L. Dessa forma, o valor da constante de equilíbrio (KC) é igual a a) 1,80  104 b) 3,00  102 c) 6,00  101 d) 3,60  101 e) 1,44  104

9. (Fuvest) A uma determinada temperatura, as substâncias HI, H2 e I2 estão no estado gasoso. A essa temperatura, o equilíbrio entre as três substâncias foi estudado, em recipientes fechados, partindo-se de uma mistura equimolar de H2 e I2 (experimento A) ou somente de HI (experimento B).

Pela análise dos dois gráficos, pode-se concluir que a) no experimento A, ocorre diminuição da pressão total no interior do recipiente, até que o equilíbrio seja atingido. b) no experimento B, as concentrações das substâncias (HI, H2 e I2) são iguais no instante t1. c) no experimento A, a velocidade de formação de HI aumenta com o tempo. d) no experimento B, a quantidade de matéria (em mols) de HI aumenta até que o equilíbrio seja atingido. e) no experimento A, o valor da constante de equilíbrio (K1) é maior do que 1.

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10. (Udesc) Considere a seguinte reação química em equilíbrio:

Esta equação representa a reação química na qual se baseiam alguns objetos decorativos que indicam alteração no tempo, principalmente com relação a mudanças na umidade relativa do ar. A superfície do objeto é revestida com sais a base de cloreto de cobalto (II), que apresenta coloração azul. Com relação a esse equilíbrio, assinale a alternativa correta. a) A diminuição da temperatura, juntamente com aumento da umidade, desloca o equilíbrio para a direita, tornando azul a superfície do objeto. b) O aumento da umidade faz com que a concentração dos íons cloreto diminua, deslocando assim o equilíbrio para a direita. c) O aumento da umidade do ar faz com que o equilíbrio se desloque para a esquerda, tornando rosa a cor do objeto. d) A diminuição da temperatura, mantendo a umidade constante, torna o objeto azul. e) O aumento da temperatura, mantendo a umidade constante, faz com que haja evaporação da água da superfície do objeto, tornandoo rosa.

11. (Fatec) A produção de alimentos para a população mundial necessita de quantidades de fertilizantes em grande escala, sendo que muitos deles se podem obter a partir do amoníaco. Fritz Haber (1868-1934), na procura de soluções para a otimização do processo, descobre o efeito do ferro como catalisador, baixando a energia de ativação da reação. Carl Bosch (1874-1940), engenheiro químico e colega de Haber, trabalhando nos limites da tecnologia no início do século XX, desenha o processo industrial catalítico de altas pressões e altas temperaturas, ainda hoje utilizado como único meio de produção de amoníaco e conhecido por processo de Haber-Bosch. Controlar as condições que afetam os diferentes equilíbrios que constituem o processo de formação destes e de outros produtos, otimizando a sua rentabilidade, é um dos objetivos da Ciência/Química e da Tecnologia para o desenvolvimento da sociedade. (nautilus.fis.uc.pt/spf/DTE/pdfs/fisica_quimica_a_11_homol.pdf Acesso em: 28.09.2012.) Considere a reação de formação da amônia N2(g) + 3 H2(g) = 2NH3(g) e o gráfico, que mostra a influência conjunta da pressão e da temperatura no seu rendimento.

A análise do gráfico permite concluir, corretamente, que a) a reação de formação da amônia é endotérmica. b) o rendimento da reação, a 300 atm, é maior a 600°C. c) a constante de equilíbrio ( K c ) não depende da temperatura. d) a constante de equilíbrio ( K c ) é maior a 400°C do que a 500°C. e) a reação de formação da amônia é favorecida pela diminuição da pressão. ____________________________________________________________________________________ www.etecap.com.br Avenida Conego Antonio Roccato, Km 3,5 – Jardim Santa Mônica – CEP 13082-015 – Campinas – SP Tel.: (19) 3246-2888

12. (Uepg) NH3 , O2 , NO e H2O encontram-se misturados em um meio reacional em equilíbrio, que pode ser expresso pela equação: 4 NH3(g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6 H2O(g) Mantendo-se a temperatura e o volume constantes, e considerando-se alterações que podem ocorrer neste equilíbrio e os possíveis efeitos, assinale o que for correto. 01) A adição de NO não provoca mudança na quantidade H2O no meio reacional. 02) A adição de NO provoca um aumento na concentração de O2 . 04) A remoção de O2 provoca um aumento na concentração de NH3 . 08) A adição de NH3 faz com que haja um aumento no valor da constante de equilíbrio da reação, K c . 16) A remoção de NO provoca uma diminuição na concentração de NH3 .

13. (Unb) Em um frasco de 1,0 L, foram colocados, a determinada temperatura, 0,880 g de N2O e 1,760 g de O2 gasosos, para reagir. Após se estabelecer o equilíbrio químico, foi formado 1,012 g de gás NO2. Considerando essas condições, calcule a concentração molar de equilíbrio do O2 e multiplique o resultado por 104. Despreze, caso exista, a parte fracionária do resultado obtido, após ter efetuado todos os cálculos solicitados. 14. (Ufjf - Adaptada) A síntese da amônia foi desenvolvida por Haber-Bosh e teve papel importante durante a 1ª Guerra Mundial. A Alemanha não conseguia importar salitre para fabricação dos explosivos e, a partir da síntese de NH3, os alemães produziam o HNO3 e deste chegavam aos explosivos de que necessitavam. A equação que representa sua formação é mostrada abaixo: 3 H2(g) + N2(g) = 2 NH3(g) a) A partir da equação química para a reação de formação da amônia, descrita acima, e sabendo que a reação apresenta H  0, o que aconteceria com o equilíbrio, caso a temperatura do sistema aumentasse? b) Suponha que a uma determinada temperatura T foram colocados, em um recipiente de 2,0 litros de capacidade, 2,0 mols de gás nitrogênio e 4,0 mols de gás hidrogênio. Calcule o valor da constante de equilíbrio, Kc, sabendo que havia se formado 2,0 mols de amônia ao se atingir o equilíbrio. 15. (Fuvest) A isomerização catalítica de parafinas de cadeia não ramificada, produzindo seus isômeros ramificados, é um processo importante na indústria petroquímica. A uma determinada temperatura e pressão, na presença de um catalisador, o equilíbrio

é atingido após certo tempo, sendo a constante de equilíbrio igual a 2,5. Nesse processo, partindo exclusivamente de 70,0 g de nbutano, ao se atingir a situação de equilíbrio, x gramas de n-butano terão sido convertidos em isobutano. O valor de x é a) 10,0 b) 20,0 c) 25,0 d) 40,0 e) 50,0

16. (Uem) Considerando a reação expressa a seguir em meio aquoso, exotérmica no sentido da reação direta, e os dados de constante de equilíbrio (KC) determinados em diferentes temperaturas, assinale o que for correto.

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K C (40º C)  0,1  K C (25º C)  1,0  K (10º C)  10  C 01) Se em um recipiente de 1,0 L, a 25 ºC, forem adicionados 2 mols de A, 2 mols de B, 2 mols de C e 2 mols de D, a cor da solução deverá tender de rosa a azul até que o equilíbrio seja atingido com a coloração resultante azul. 02) Ao resfriar-se um recipiente contendo as espécies a 40 ºC em equilíbrio, até uma temperatura de 10 ºC, haverá um deslocamento do equilíbrio no sentido de produção dos compostos C e D. 04) Se a 10 ºC a [C]=[A], no equilíbrio [B] = [D]3 [D]3 . 08) A 40 ºC a solução é rosa, enquanto que a 10 ºC a solução é azul. 16) A 25 ºC a solução é incolor.

17. (Ufrgs) A constante de equilíbrio da reação CO(g) + 2 H2(g) = CH3OH(g) tem o valor de 14,5 a 500 K. As concentrações de metanol e de monóxido de carbono foram medidas nesta temperatura em condições de equilíbrio, encontrando-se, respectivamente, 0,145 mol.L-1 e 1 mol.L-1. Com base nesses dados, é correto afirmar que a concentração de hidrogênio, em mol.L-1, deverá ser a) 0,01. b) 0,1. c) 1. d) 1,45. e) 14,5.

18. (Ime) Dada a reação química abaixo, que ocorre na ausência de catalisadores, H2O(g) + C(s) + 31,4 kcal = CO(g) + H2(g) pode-se afirmar que: a) o denominador da expressão da constante de equilíbrio é H2O  C . b) se for adicionado mais monóxido de carbono ao meio reacional, o equilíbrio se desloca para a direita. c) o aumento da temperatura da reação favorece a formação dos produtos. d) se fossem adicionados catalisadores, o equilíbrio iria se alterar tendo em vista uma maior formação de produtos. e) o valor da constante de equilíbrio é independente da temperatura.

19. (Uftm) Uma forma de obter ferro metálico a partir do óxido de ferro(II) é a redução deste óxido com monóxido de carbono, reação representada na equação: FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO2(g) H0 > 0 a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio K C  da reação apresentada. Como varia essa constante em função da temperatura? Justifique. b) De que forma a adição de FeO e o aumento de pressão interferem no equilíbrio representado? Justifique. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:

As estalactites são formações que ocorrem em tetos de cavernas, ao longo dos anos, em função da decomposição do bicarbonato de cálcio dissolvido na água que, após evaporação desta, leva à cristalização do carbonato de cálcio, segundo a equação química 1, representada abaixo. Equação 1: Ca HCO3 2 aq  CaCO3 s   H2O g  CO2 g

 

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A dissolução de CaCO3 s  em água (equação química 2) é muito baixa e é uma das etapas de formação de estalactite. A dissociação iônica do carbonato de cálcio está representada na equação química 3. Equação 2: CaCO3(s) = CaCO3(aq) Equação 3: CaCO3(aq) = Ca2+(aq) + CO32-(aq) 20. (Uepa) Analisando as reações de equilíbrio representadas pelas equações 2 e 3, a alternativa correta é: a) na equação 2, a velocidade de dissolução é maior do que a de precipitação. b) na equação 3, a adição de CaCO desloca o equilíbrio para a direita. 3  aq   2 Ca2aq CO32–aq           c) a constante de equilíbrio K c da equação 3 é K c  CaCO3 aq    CaCO3 aq     d) a constante de equilíbrio K c da equação 3 é K c  Ca2   CO2 –    aq    3  aq   e) na equação 2, a velocidade de dissolução é diferente da de precipitação.

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