Lista de exercícios–Química – prof. Raimundo. 3º. Trimestre - 2º. Ens. Médio 2016

• CINÉTICA QUÍMICA (LEI DA VELOCIDADE E GRÁFICOS)

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

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

01 - (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

02 - (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.

03 - (UNITAU SP/2015)

A reação química abaixo foi estudada, e os resultados experimentais obtidos estão descritos na tabela abaixo.

aA + bB xX

A partir dos dados acima, o valor da constante de velocidade da reação é

a) 5,0 x 10^–2

b) 7,5 x 10^–2

c) 2,5 x 10^–2

d) 1,0 x 10^–2

e) 0,5 x 10^–2

04 - (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.

05 -(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

06 - (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.

07 - (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

08 - (UNISA/2013)

Para evitar infecções, soluções diluídas de água oxigenada (H₂O₂) são utilizadas no tratamento de ferimentos da pele. Em um dos processos de preparação da água oxigenada utiliza- se a reação entre hidrogênio gasoso e oxigênio gasoso, segundo a equação:

Considere as equações e suas respectivas entalpias.

1. 

2. 

O valor da entalpia de formação, em kJ·mol^–1, da água oxigenada no estado líquido é

a) –376. b) –572. c) –188. d) –384. e) –474.

09 - (MACK SP/2012)

A hidrogenação do acetileno é efetuada pela reação desse gás com o gás hidrogênio, originando, nesse processo, o etano gasoso, como mostra a equação química abaixo.

C₂H₂(g) + 2 H₂(g) ® C₂H₆(g)

É possível determinar a variação da entalpia para esse processo, a partir de dados de outras equações termoquímicas, por meio da aplicação da Lei de Hess.

1. C₂H₂(g) + O₂(g) ® 2 CO₂(g) + H₂O(l) ΔHº_C = –1301 kJ/mol

II- C₂H₆(g) + O₂(g) ® 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l) ΔHº_C = –1561 kJ/mol

III- H₂(g) + O₂(g) ® H₂O(l) ΔHº_C = –286 kJ/mol

Assim, usando as equações termoquímicas de combustão no estado-padrão, é correto afirmar que a variação da entalpia para a hidrogenação de 1 mol de acetileno, nessas condições, é de

1. – 256 kJ/mol. b) – 312 kJ/mol. c) – 614 kJ/mol. d) – 814 kJ/mol. e) – 3148 kJ/mol.

10 - (ACAFE SC/2013)

Considere que a reação química abaixo possui um ΔH = -154 kJ/mol.

Calcule a energia média em módulo da ligação C = C presente na molécula do etileno e assinale a alternativa correta.

Dados: energias de ligação: Cl – Cl: 243 kJ/mol, C – C: 347 kJ/mol, C – Cl: 331 kJ/mol.

a) 766 kJ/mol b) 265 kJ/mol c) 694 kJ/mol d) 612 kJ/mol

11 - (FGV SP/2012)

O Teflon é um polímero sintético amplamente empregado. Ele é formado a partir de um monômero que se obtém por pirólise do trifluormetano.

O trifluormetano, CHF₃, é produzido pela fluoração do gás metano, de acordo com a reação

CH₄(g) + 3F₂(g) → CHF₃(g) + 3 HF(g).

Dados:

A entalpia-padrão da reação de fluoração do gás metano, em kJ.mol^–1, é igual a

a) –1 633. b) –2 175. c) –2 325. d) +1 633. e) +2 175.

12- (ESCS DF/2012)

A reação do 4-bromo-but-1-eno com o bromo molecular produz a substância 1,2,4-tribromo-butano:

A tabela a seguir apresenta valores médios de algumas energias de ligação em kJ.mol^–1.

A variação de entalpia envolvida na produção de um mol de 1,2,4-tribromo-butano, em kJ, calculada com os dados da tabela é igual a:

a) + 295 b) + 179 c) + 36 d) – 102 e) – 245

13 - (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.

14 - (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 ΔH 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

15 - (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

16 - (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.

17 - (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.

18 - (UNIFOR CE/2013)

Para a reação entre os gases abaixo, obtiveram-se os seguintes dados sobre a velocidade inicial com respeito à concentração inicial (mol/L) dos reagentes:

2H₂ + 2NO → N₂ + 2H₂O

Pode-se dizer que a expressão da velocidade da reação e a velocidade da reação no ponto ‘X’ indicado são:

a) V = k [ NO] [H₂], v = 48 x 10^–5
b) V = k [ NO]² [H₂], v = 54 x 10^–5
c) V = k [ NO] [H₂]², v = 72 x 10^–5
d) V = k [ NO] [H₂]², v = 96 x 10^–5
e) V = k [ NO]² [H₂], v = 72 x 10^–5

19 - (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 1 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]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]

20 - (MACK SP/2012)

A tabela mostra a variação da velocidade inicial da reação hipotética representada pela equação A₂(g) + 2 B(g) ® C(g), em função das concentrações iniciais dos reagentes utilizados no processo.

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.

21 - (UFT TO/2012)

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:

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

22 - (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 + B_2 → 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.

23 - (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.

24 - (MACK SP/2012)

O diagrama abaixo se refere a um processo químico representado pela equação química X₂(g) + Y₂(g) → 2 XY(g), 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.

25 - (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 (ΔH) da reação.

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

26 - (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.

27 - (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 Wagner Vó 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?

28 - (FGV SP/2013)

O uso de catalisadores para diminuir a emissão de gases poluentes pelos escapamentos dos automóveis tem contribuído para redução da taxa de aumento da poluição urbana. São representadas duas curvas das energias envolvidas na reação das espécies reagentes A + B → C + D na presença e na ausência do catalisador.

a)Calcule a energia de ativação na reação inversa para o caminho não catalisado.

b)Determine o ΔH da reação dada.

29 - (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 .

30 - (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.

GABARITO:

1) A 2) – 75 kJ 3) C 4) A 5) E 6) –106 Kj7) D 8) C 9) B 10) D 11) B 12) D 13) A 14) C 15) B 16) v = k * [Etanotiol] * [H₂] e a ordem da reação é 2.

17) B 18) B 19) C 20) C 21) B 22) D 23) D 24) D

25) a) ΔH_Ativação = +50 kJ/mol ΔH_Reação = +20 kJ/mol

b)

26) 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.

27) V = k [A]¹[B]² 28) a) 100 Kj b) – 30 kJ 29) – 32,7 kJ 30) + 1090 kJ

Confira a resolução comentada dos exercícios