Lista de exercícios–Química – prof. Raimundo. 3º. Trimestre - 2º. Ens. Médio 2017

Dados: C = 12 H = 1 O = 16 Ca = 40 S = 32 Na = 23 N = 14 Cl = 35,5 Mn = 55 Mg = 24 K = 39 He = 4 Br = 80 Cu = 63,5 Ag = 108 P = 31 Hg = 200 Se = 79

Resolução comentada e gabarito no final da lista. É só clicar.

• CINÉTICA QUÍMICA (LEI DA VELOCIDADE E GRÁFICOS)

• TERMOQUÍMICA ( LEI DE HESS, ENERGIA DE LIGAÇÃO).

01 - (PUC SP/2017)

A reação de hidrogenação do etileno ocorre com aquecimento, na presença de níquel em pó como catalisador. A equação termoquímica que representa o processo é

C₂H₄(g) + H₂(g) C₂H₆(g) = –137 kJ.mol^–1

Dado:

A partir dessas informações, pode-se deduzir que a energia de ligação da dupla ligação que ocorre entre os átomos de C no etileno é igual a

a) 186 kJ.mol^–1.

b) 599 kJ.mol^–1.

c) 692 kJ.mol^–1.

d) 736 kJ.mol^–1.

02 - (FATEC SP/2016)

O éster acetato de etila é utilizado na indústria química como solvente e como flavorizante, para conferir sabor artificial de maçã ou pera aos alimentos.

Este composto também pode ser preparado a partir de uma reação de esterificação:

CH₃–CH₂–OH (l) + CH₃–COOH (l) CH₃–COOCH₂–CH₃ (l) + H₂O (l)

Para calcularmos a variação de entalpia da reação, , podemos aplicar a lei de Hess às equações de combustão dos compostos orgânicos presentes na reação de esterificação, apresentadas a seguir.

I. CH₃–CH₂–OH (l) + 3 O₂ (g) 2 CO₂ (g) + 3 H₂O (l) = –1 368 kJ

II. CH₃COOH (l) + 2 O₂ (g) 2 CO₂ (g) + 2 H₂O (l) = –875 kJ

III. CH₃COOCH₂CH₃ (l) + 5 O₂ (g) 4 CO₂ (g) + 4 H₂O (l) = –2 231 kJ

Aplicando a lei mencionada, a variação de entalpia da reação de esterificação descrita será, em kJ, igual a

a) –12.

b) +12.

c) –1 738.

d) +4 474.

e) –4 474.

03 - (Mackenzie SP/2017)

O estudo cinético de um processo químico foi realizado por meio de um experimento de laboratório, no qual foi analisada a velocidade desse determinado processo em função das concentrações dos reagentes A e B₂. Os resultados obtidos nesse estudo encontram-se tabelados abaixo.

Com base nos resultados obtidos, foram feitas as seguintes afirmativas:

I. As ordens de reação para os reagentes A e B₂, respectivamente, são 2 e 1.

II. A equação cinética da velocidade para o processo pode ser representada pela equação v = k[A]²[B₂].

III. A constante cinética da velocidade k tem valor igual a 200.

Considerando-se que todos os experimentos realizados tenham sido feitos sob mesma condição de temperatura, é correto que

a) nenhuma afirmativa é certa.

b) apenas a afirmativa I está certa.

c) apenas as afirmativas I e II estão certas.

d) apenas as afirmativas II e III estão certas.

e) todas as afirmativas estão certas.

04 - (IFBA/2017)

Os gases butano e propano são os principais componentes do gás de cozinha (GLP - Gás Liquefeito de Petróleo). A combustão do butano (C₄H₁₀) correspondente à equação:

C₄H₁₀ + O₂ CO₂ + H₂O + Energia

Se a velocidade da reação for 0,1 mols butano-minuto qual a massa de CO₂ produzida em 1 hora?

a) 1.056 g

b) 176 g

c) 17,6 g

d) 132 g

e) 26,4 g

05 - (UNISC RS/2015)

Uma reação química normalmente envolve aspectos energéticos e cinéticos. Interprete o gráfico a seguir, que ilustra uma reação hipotética desenvolvida na presença e na ausência de catalisador e indique a alternativa verdadeira.

a) A reação é exotérmica com energia de ativação sem o catalisador de 30 Kcal.

b) A reação é endotérmica com energia do complexo ativado sem catalisador de 43 Kcal.

c) A reação apresenta uma energia de ativação de 30 Kcal sem catalisador e 17 Kcal com o catalisador.

d) A reação é endotérmica e tem um .

e) A energia de ativação da reação diminui em 17 Kcal com a utilização do catalisador.

06 - (PUC Camp SP/2017)

Para mostrar a diferença da rapidez da reação entre ferro e ácido clorídrico, foi utilizado o ferro em limalha e em barra. Pingando dez gotas de ácido clorídrico 1,0 mol . L^–1 em cada material de ferro, espera-se que a reação seja

a) mais rápida no ferro em barra porque a superfície de contato é menor.

b) mais rápida no ferro em limalha porque a superfície de contato é maior.

c) igual, pois a concentração e a quantidade do ácido foram iguais.

d) mais lenta no ferro em limalha porque a superfície de contato é menor.

e) mais lenta no ferro em barra porque a superfície de contato é maior.

07 - (Uni-FaceF SP/2017)

A substância química eteno (ou etileno) sofre hidrogenação, catalisada por níquel, transformando-se em um etano:

A função do catalisador nessa reação é de

a) reduzir a energia cinética da reação.

b) inibir a reação do eteno com o hidrogênio.

c) reduzir à metade a velocidade de reação.

d) diminuir a quantidade de etano produzido.

e) diminuir a energia de ativação da reação.

08 - (IFSP/2016)

Colocamos um pedaço de palha de aço em cima de uma pia e a seu lado um prego de mesma massa. Notamos que a palha de aço enferruja com relativa rapidez enquanto que o prego, nas mesmas condições, enferrujará mais lentamente. Os dois materiais têm praticamente a mesma composição, mas enferrujam com velocidades diferentes.

Isso ocorre devido a um fator que influencia na velocidade dessa reação, que é:

a) temperatura.

b) concentração dos reagentes.

c) pressão no sistema.

d) superfície de contato.

e) presença de catalisadores.

09 - (UFG GO/2014)

A variação de entalpia (ΔH) é uma grandeza relacionada à variação de energia que depende apenas dos estados inicial e final de uma reação. Analise as seguintes equações químicas:

1)C₃H₈(g) + 5 O₂(g) → 3 CO₂(g) + 4 H₂O(l) ΔHº = –2.220 kJ

2) C(grafite) + O₂(g) → CO₂(g) ΔHº = –394 kJ

3) H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ΔHº = –286 kJ

Ante o exposto, determine o valor da variação de entalpia do processo:

3 C(grafite) + 4 H₂(g) → C₃H₈(g)

10 - (UNISC RS/2015)

Uma reação química normalmente envolve aspectos energéticos e cinéticos. Interprete o gráfico a seguir, que ilustra uma reação hipotética desenvolvida na presença e na ausência de catalisador e determine:

a)A energia de ativação da reação catalisada.

b) A variação de entalpia (ΔH) da reação.

11 - (PUC SP/2016)

O ânion bromato reage com o ânion brometo em meio ácido gerando a substância simples bromo segundo a equação: BrO₃^– (aq) + 5 Br^– (aq) + 6 H⁺ (aq) 3 Br₂(aq) + 3 H₂O(l)

A cinética dessa reação foi estudada a partir do acompanhamento dessa reação a partir de diferentes concentrações iniciais das espécies BrO₃^– (aq), Br^– (aq) e H⁺ (aq).

Ao analisar esse processo, escreva a lei da velocidade dessa reação.

12 - (UNCISAL/2016)

No processo de Haber-Bosch, a amônia é obtida em alta temperatura e pressão, utilizando ferro como catalisador. Essa amônia tem vasta aplicação como fonte de nitrogênio na fabricação de fertilizante e como gás de refrigeração. Dadas as energias de ligação, H–H436kJ/mol,NN944kJ/mol e H–N 390 kJ/mol, calcule a variação de entalpia para a reação dada: Reação: N₂ + 3H₂→ 2NH₃

13 - (UEL PR/2015)

Um dos maiores problemas do homem, desde os tempos pré-históricos, é encontrar uma maneira de obter energia para aquecê-lo nos rigores do inverno, acionar e desenvolver seus artefatos, transportá-lo de um canto a outro e para a manutenção de sua vida e lazer. A reação de combustão é uma maneira simples de se obter energia na forma de calor. Sobre a obtenção de calor, considere as equações a seguir.

I-C_(grafite) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –94,1 kcal

II-H₂O(l) → H₂(g) + O₂(g) ΔH = +68,3 kcal

III-C_(grafite) + 2H₂(g) → CH₄(g) ΔH = –17,9 kcal

Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o valor do calor de combustão (ΔH) do metano (CH₄) na equação a seguir.

CH₄(g)+ 2O₂(g) → CO₂(g)+ 2H₂O(l)

a) –212,8 kcal

b) –144,5 kcal

c) –43,7 kcal

d) +144,5 kcal

e) +212,8 kcal

14 - (UEFS BA/2014)

I. H₂(g) + O₂(g) → H₂O(l) ΔHº = –286kJmol^–1

II. C(graf.) + O₂(g) → CO₂(g) ΔHº = –394kJmol^–1

III. CH₄(g) + 2O₂→ CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔHº = –891kJmol^–1

Utilizando-se a Lei de Hess, é possível calcular a variação de entalpia de uma reação química a partir das entalpias de outras reações que apresentem substâncias comuns à reação desejada

Assim, considerando-se as equações termoquímicas de combustão representadas em I, II e III e aplicando a Lei de Hess, calcule a variação de entalpia(ΔH) para a formação do metano.

15 - (Mackenzie SP/2014)

No estudo cinético do processo químico equacionado por

A(g) + B(g) + C(g) D (g),

foram realizados experimentos a uma dada temperatura T, por meio dos quais foram obtidos os dados que se encontram na tabela abaixo:

A partir desses dados, foram feitas as seguintes afirmações:

I. Trata-se de um processo de ordem global igual a 3.

II. A expressão da velocidade cinética do processo é dada por v = k•[A]•[B]•[C].

III. O valor da constante de proporcionalidade k, na temperatura T, é de 0,01.

É correto dizer que

a) apenas I e III são verdadeiras.

b) apenas I e II são verdadeiras.

c) apenas I é verdadeira.

d) apenas II é verdadeira.

e) apenas III é verdadeira.

16 -(UNIUBE MG/2014)

No estudo das velocidades das reações, conceitua-se a ordem de reação como a soma dos expoentes aos quais estão elevadas as concentrações na expressão de velocidade, não sendo associada aos coeficientes da reação. Qualquer hipótese levantada sobre uma reação química em nível molecular deverá, obrigatoriamente, concordar com a lei de velocidade, pois ela é proposta única e exclusivamente com base em dados experimentais. Imagine que um grupo de estudantes queira determinar a ordem de reação para os reagentes da reação entre gás oxigênio e monóxido de nitrogênio, formando dióxido de nitrogênio, representada abaixo.

O₂(g) + 2 NO(g) 2 NO₂(g) V = K.[O₂]^a.[NO]^b

Para a determinação dos valores de “a” e “b”, os alunos realizaram 4 experimentos cujos dados são mostrados na tabela abaixo.

De acordo com as informações dadas e os conceitos sobre cinética química, a ordem de reação em relação ao O₂, NO e a expressão da velocidade para a reação são, respectivamente:

a) 1; 1 e V = K.[O₂].[NO]

b) 2; 1 e V = K.[O₂]².[NO]

c) 2; 2 e V = K.[O₂]².[NO]²

d) 1; 1 e V = K.[O₂]².[NO]²

e) 1; 2 e V = K.[O₂].[NO]²

17 - (UFG GO/2014)

A variação de entalpia (ΔH) é uma grandeza relacionada à variação de energia que depende apenas dos estados inicial e final de uma reação. Analise as seguintes equações químicas:

I-C₃H₈(g) + 5 O₂(g) → 3 CO₂(g) + 4 H₂O(l) ΔHº = –2.220 kJ

II- C(grafite) + O₂(g) → CO₂(g) ΔHº = –394 kJ

III- H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l) ΔHº = –286 kJ

Ante o exposto, determine a equação global de formação do gás propano e calcule o valor da variação de entalpia do processo.

18 - (UNIFOR CE/2013)

Dadas as equações termoquímicas:

1. 2 H₂(g) + O₂(g) →2H₂O ΔH = –571,5 kJ

2. N₂O₅(g) + H₂O (l) →2 HNO₃  ΔH = –76,6 kJ

III- ½ N₂(g) + 3/2 O ₂ (g) + ½ H₂ (g) → HNO₃  ΔH = –174 kJ

Assinale a alternativa com o valor da variação de entalpia, ΔH, para a reação:

2 N₂(g) + 5 O₂(g) → 2 N₂O₅(g)

a) – 36,7 kJ b) – 28,7 kJ c) + 36,7 Kj d) + 28,7 kJ e) + 38,3 kJ

19 - (MACK SP)

O gás propano é um dos integrantes do GLP (gás liquefeito de petróleo) e, desta forma, é um gás altamente inflamável.

Abaixo está representada a equação química NÃO BALANCEADA de combustão completa do gás propano.

C₃H₈(g) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(v)

Na tabela, são fornecidos os valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão.

Assim, a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de gás propano será igual a

a) – 1670 kJ. b) – 6490 kJ. c) + 1670 kJ. d) – 4160 kJ. e) + 4160 kJ.

20 - (UESPI)

Os clorofluorcarbono (CFCs) são usados extensivamente em aerosóis, ar-condicionado, refrigeradores e solventes de limpeza. Os dois principais tipos de CFCs são o triclorofluorcarbono (CFCl₃) ou CFC-11 e diclorodifluormetano (CF₂Cl₂) ou CFC-12. O triclorofluorcarbono é usado em aerosóis, enquanto que o diclorodifluormetano é tipicamente usado em refrigeradores. Determine o H para a reação de formação do CF₂Cl₂:

CH_4(g) + 2Cl_2(g) + 2F_{2(g) →}  CF₂Cl_2(g) + 2HF_(g) + 2HCl_(g)

Dados de energia de ligação em kJ/mol: C-H (413); Cl-Cl (239); F-F (154); C-F (485); C-Cl (339); H-F (565); H-Cl (427).

a) – 234 kJ b) – 597 kJ c) – 1194 Kj d) – 2388 kJ e) – 3582 kJ

21 - (UEG GO)

Baseado na tabela contendo valores de entalpias de ligação acima, o calor liberado em kJ.mol^–1, na reação de combustão completa do butano em fase gasosa, seria:

a) 1970 b) 2264 c) 4180 d) 5410

22 - (UEL PR/2014)

O processo de remoção de enxofre em refinarias de petróleo é uma prática que vem sendo cada vez mais realizada com o intuito de diminuir as emissões de dióxido de enxofre de veículos automotivos e o grau de envenenamento de catalisadores utilizados. A dessulfurização é um processo catalítico amplamente empregado para a remoção de compostos de enxofre, o qual consiste basicamente na inserção de hidrogênio.

A reação química do composto etanotiol é mostrada a seguir.

C₂H₅SH(g) + H₂(g) → C₂H₆(g) + H₂S(g)

Suponha que a reação de dessulfurização seja realizada em laboratório, na presença de concentrações diferentes de etanotiol e hidrogênio, conforme quadro a seguir.

Com base nos dados apresentados nessa tabela, determine a lei da velocidade e a ordem da reação.

23 - (Unimontes MG/2013)

A velocidade da reação genérica 2A + B  C é dada por V₁ = k [A]².[B]¹. Em uma determinada situação, a concentração de A foi triplicada, e a de B duplicada. O novo valor de velocidade (V₂), em função de V₁, será:

a) igual a V₁. b) 18 vezes maior. c) 2 vezes maior. d) 18 vezes menor.

24 - (UFPA/2012)

Os resultados de três experimentos, feitos para encontrar a lei de velocidade para a reação: 2 NO(g) + 2 H₂(g) → N₂(g) + 2 H₂O(g), encontram-se na Tabela abaixo.

Tabela 1 – Velocidade inicial de consumo de NO(g)

De acordo com esses resultados, é correto concluir que a equação de velocidade é

a)v = k [NO] [H₂]²b)v = k [NO]²[H₂]²c)v = k [NO]²[H₂]

d)v = k [NO]⁴[H₂]²e)v = k [NO]^1/2[H₂]

25 - (UFT TO)

Considere a equação para a reação de obtenção do dióxido de nitrogênio:

2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)

A tabela a seguir apresenta dados obtidos experimentalmente para determinação da cinética de reação do dióxido de nitrogênio à temperatura de 400ºC.

A ordem global da reação é:

a)4 b) 3 c) 2 d) 1 e) 0

26 - (FATEC SP/2014)

Uma indústria necessita conhecer a mecânica das reações para poder otimizar sua produção.

O gráfico representa o mecanismo de uma reação hipotética:

A₂ + B₂ → 2 AB

A análise do gráfico permite concluir corretamente que

a) temos uma reação endotérmica, pois apresenta ΔH = –10 kJ.

b) temos uma reação exotérmica, pois apresenta ΔH = +10 kJ.

c) a energia do complexo ativado é 30 kJ.

d) a energia de ativação para a reação direta é 30 kJ.

e) a energia de ativação para a reação inversa é 40 kJ.

27 - (UEG GO/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 15kJ.

b) energia de ativação da reação com o catalisador é igual a 40kJ.

c) reação é endotérmica.

d) variação de entalpia da reação é igual a -30kJ.

28 - (UFG GO)

A reação química descreve a transformação do composto A em um complexo ativado intermediário que, por sua vez, forma o composto B.

O gráfico a seguir apresenta a relação entre a energia e o caminho da reação.

Considerando o exposto,

a) calcule a energia de ativação e a variação de entalpia (DH) da reação.

b) esboce um gráfico entre a energia e o caminho da reação inversa.

29 - (UNESP SP/2013)

O esquema apresentado descreve os diagramas energéticos para uma mesma reação química, realizada na ausência e na presença de um agente catalisador.

Com base no esquema, responda qual a curva que representa a reação na presença de catalisador. Explique sua resposta e faça uma previsão sobre a variação da entalpia dessa reação na ausência e na presença do catalisador.

30 - (FGV SP/2014)

Para otimizar as condições de um processo industrial que depende de uma reação de soluções aquosas de três diferentes reagentes para a formação de um produto: A + 3 B + 2 C  Produtos, o mestre Pifer realizou um experimento que consistiu em uma série de reações nas mesmas condições de temperatura e agitação. Os resultados são apresentados na tabela:Após a realização dos experimentos , qual a equação da velocidade encontrada pelo nosso mestre?

31 - (UEG GO/2014)

O mestre Gerson, (também escritor de poemas ) , resolveu estudar a formação e a quebra das ligações químicas que é de grande importância para prever a estabilidade dos produtos que serão formados no curso de uma reação química. Portanto, a partir do conhecimento das energias de ligação presentes nos reagentes e produtos, pode-se estimar a variação de energia total envolvida na reação química. Um exemplo é a reação de hidrogenação do eteno, cuja equação química e cujas energias de ligação são apresentadas a seguir.

Considerando-se as informações apresentadas, calcule a variação da energia (ΔH) em kcal.mol^–1 envolvida na reação .

32 - (MACK SP/2014)

O craqueamento (craking) é a denominação técnica de processos químicos na indústria por meio dos quais moléculas mais complexas são quebradas em moléculas mais simples. O princípio básico desse tipo de processo é o rompimento das ligações carbono-carbono pela adição de calor e/ou catalisador. Um exemplo da aplicação do craqueamento é a transformação do dodecano em dois compostos de menor massa molar, hexano e propeno (propileno), conforme exemplificado, simplificadamente, pela equação química a seguir:

C₁₂H₂₆(l) → C₆H₁₄(l) + 2 C₃H₆(g)

São dadas as equações termoquímicas de combustão completa, no estado-padrão para três hidrocarbonetos:

I- C₁₂H₂₆(l) + O₂(g) → 12 CO₂(g) + 13 H₂O(l) ΔHº_C = –7513,0 kJ/mol

II- C₆H₁₄(g) + O₂(g) → 6 CO₂(g) + 7 H₂O(l) ΔHº_C = –4163,0 kJ/mol

III- C₃H₆(g) + O₂(g) → 3 CO₂(g) + 3 H₂O(l) ΔHº_C = –2220,0 kJ/mol

Determine o valor da variação de entalpia-padrão (ΔH ) para o craqueamento do dodecano em hexano e propeno.

Confira a resolução comentada da lista

GABARITO:

1) B 2) A 3) E 4) A 5) E 6) B 7) E 8) D 9) -106Kj 10) a) +33Kj b) + 20Kj

11) V = K [BrO^-₃]¹ [Br^-]¹ [H⁺]²12) – 88Kj

13) A 14) – 75 kJ 15) A 16) E 17) –106 Kj18) D 19) A 20) C 21) B

22) v = k . [Etanotiol] . [H₂] e a ordem da reação é 2.

23) B 24) C 25) B 26) D 27) D

28) a) DH_Ativação = +50 kJ/mol DH_Reação = +20 kJ/mol

b)

29) A curva II representa a reação na presença de catalisador, pois houve diminuição da energia de ativação. A variação de entalpia é a mesma na presença e na ausência de um catalisador.

30) V = k [A]¹[B]² 31) – 32,7 kJ 32) + 1090 kJ