Química 2 - Conecte LIVE Solucionário (2020) - Usberco-511-513

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509CAPÍTULO 27 | PROCESSOS REVERSêVEIS
 2. (Fuvest-SP) A produção industrial de metanol envolve o equilíbrio representado por:
CO (g) 1 2 H
2
 (g) CH
3
OH (g)
Numa experiência de laboratório, colocaram-se 2 mol de CO e 2 mol de CH
3
OH num recipiente vazio de 
1 L. Em condições semelhantes às do processo industrial foi alcançado o equilíbrio. 
Quando a concentração de equilíbrio de H
2
 for x mol/L, quais serão as concentrações de equilíbrio do CO 
e do CH
3
OH?
Solução
São conhecidos:
• no de mol no início





5
5
5
CO 2 mol;
CH OH 2 mol;
H zero.
3
2
 • no de mol no equilíbrio ⇒ H
2
 5 x mol;
 [H
2
] 5 x mol/L.
Para determinar as concentrações em mol/L no equilíbrio, devemos construir uma tabela:
 CO
 
(g) 2 H
2 
(g) CH
3
OH (g)
Início 2 mol 0 2 mol
Proporção
Equilíbrio x mol
Note que no início não ocorrerá a reação direta, pois não existe H
2
 (zero mol). Logo, devemos considerar 
que o CH
3
OH (g) é que deve ser consumido para formar o CO (g) e o H
2
 (g).
Assim, a tabela será:
 CO (g) 2 H
2
 (g) CH
3
OH (g)
Início 2 mol 0 2 mol
Proporção forma 
x
2
 mol forma x mol gasta 
x
2
 mol
Equilíbrio



2
x
2
1 mol x mol



2
x
2
2 mol
E as concentrações em mol/L serão:
5
1
5 1 ?
2[CO]
2
x
2
mol
1 L
2
x
z
mol L 1
 
5
2
5 2 ?
2[C OH]
2
x
2
mol
1 L
2
x
2
mol L3
1
 3. (Faap-SP) Um recipiente fechado contém o sistema gasoso representado pela equação:
2 SO
2
 (g) 1 O
2
 (g) 2 SO
3
 (g)
sob pressão de 6,0 atm e constituído por 0,4 mol de SO
2
, 1,6 mol de O
2
 e 2,0 mol de SO
3
. Determine o valor 
da constante de equilíbrio do sistema em termos de pressões parciais.
Solução
Uma das maneiras para se resolver este exercício é determinando as frações molares (X):
5
S
5 5X
n
n
2
4
0,5SO
SO
3
3
 
5
S
5 5X
n
n
0,4
4
0,1SO
SO
2
2
 
5
S
5 5X
n
n
1,6
4
0,4O
O
2
2
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510 UNIDADE 7 | EQUILÍBRIOS QUÍMICOS MOLECULARES
Sabendo que P
A
 5 X
A
 ? P e que:
• P
A
 5 pressão parcial de A; • X
A
 5 fração molar de A; • P 5 pressão total;
temos:
⇒
⇒ ⇒ ⇒
5
?
5
?
? ? ?
5
?
? ? ?
5
?
?
5 5
K
(P )
(P ) (P )
K
(X P)
(X P) (X P)
K
(0,5 6)
(0,1 6) (0,4 6)
K
5 5
0,4 6
K
25
2,4
K 10,4
p
SO
2
SO
2
O
p
SO
2
SO
2
O
p
2
2 p p p
3
2 2
3
2 2
 4. Para o equilíbrio, 
N
2
 (g) 1 O
2
 (g) 2 NO (g)
foram realizados, nas mesmas condições, dois experimentos:
Estabelecido o equilíbrio no frasco I, constata-se a existência 
de 8 mol de N
2
.
Determine as concentrações (mol ? L21) de N
2
, O
2
 e NO no fras-
co II, ao ser estabelecido o equilíbrio.
Frasco I
10 mol de N
2
10 mol de O
2
1,0 L
Frasco II
20 mol de NO
1,0 L
Solução
Vamos calcular os números de mol de cada participante do equilíbrio no frasco I:
 N
2
 O
2
 2 NO
Início 10 mol 10 mol 0
Proporção gasta 2 mol gasta 2 mol forma 4 mol
Equilíbrio 8 mol 8 mol 4 mol
Se a reação do frasco I fosse irreversível, a quantidade de NO obtida no final seria 20 mol, o que equivale 
ao início do experimento do frasco II. Portanto, os experimentos I e II atingiram a mesma posição de equi-
líbrio com iguais quantidades de N
2
, O
2
 e NO.
Assim, no equilíbrio, as concentrações no frasco I serão:
[N
2
] 5 [O
2
] 5 8 mol ? L21 e [NO] 5 4 mol ? L21
Isso pode ser demonstrado matematicamente, determinando-se o valor da K
c
:
frasco I: K
[NO]
[N ][O ]
(4 mol/L)
(8 mol/L)(8 mol/L)
1
4c
2
2 2
2
5 5 5
frasco II: por se tratar do mesmo equilíbrio, o valor da K
c
 é o mesmo do frasco I. 
 N
2 
 O
2 
 2 NO
Início 0 mol 0 mol 20 mol
Proporção forma x forma x gasta 2x
Equilíbrio x mol x mol (20 2 2x)
⇒
⇒ ⇒
5 5
2
5
2
5
2
5
K
[NO]
[N ][O ]
1
4
(20 2x)
(x)(x)
1
4
(20 2x)
x
1
2
20 2x
x
x 8 mol
c
2
2 2
2
2
2
Assim, nesse equilíbrio, temos:
[N
2
] 5 [O
2
] 5 x 5 8 mol/L e
[NO] 5 20 2 2x 5 20 2 16 5 4 mol/L
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511CAPÍTULO 27 | PROCESSOS REVERSêVEIS
Para responder às questões 1 a 6, considere que 
cada representação de molécula corresponda a 1 mol 
da substância.
Examine as ilustrações abaixo, referentes a três 
equilíbrios gasosos, a mesma temperatura, cada um 
deles em um frasco de 1,0 litro.
Fundamentando seus conhecimentos
 1. Escreva a expressão da constante do equilíbrio I.
 2. Determine o valor da K
c
 do equilíbrio I.
 3. Determine o valor da K
c
 do equilíbrio II.
 4. Determine o valor da K
c
 do equilíbrio III.
 5. Indique a ordem crescente da K
c
 para os três equi-
líbrios.
 6. Qual das três reações — cloração, bromação ou 
iodação — tem maior extensão?
Para o equilíbrio H
2
 (g) 1 I
2
 (g) 2 HI (g), 
foram obtidos os seguintes resultados, a 445 8C em 
um volume de 1,0 L.
 H
2 
(g) I
2 
(g) 2 HI (g)
Início 0,50 mol 0,50 mol 0
Proporção gasta x gasta x forma 2x
Equilíbrio 0,11 mol y z
Responda às questões 7 e 8.
 7. Determine os valores de x, y e z.
 8. Calcule o valor de K
c
.
Em um frasco de 2,0 litros foi colocado 1,50 mol 
de N
2
O
4
, e se estabelece o seguinte equilíbrio:
N
2
O
4
 (g) 2 NO
2
 (g)
Sabendo que no equilíbrio existe 0,12 mol de NO
2
 
e utilizando a tabela, responda às questões 9 e 10.
 N
2
O
4 
(g) 2 NO
2 
 (g)
Início 1,50 mol x
Proporção y 2y
Equilíbrio z 0,12
 9. Determine os valores de x, y e z.
 10. Determine o valor de K
c
.
O gráfico a seguir deve ser utilizado para respon-
der às questões 11 e 12, referentes ao equilíbrio:
2 CO
2
 (g) 2 CO (g) 1 O
2
 (g)
B
a
n
c
o
 d
e
 i
m
a
g
e
n
s
/A
rq
u
iv
o
 d
a
 e
d
it
o
ra[ ] mol ? L21
0,5
1,0
Tempo
CORES FANTASIA AUSÊNCIA DE PROPORÇÃO
C
2
H
4
 1 I
2
 C
2
H
4
I
2
III
C
2
H
4
 1 Br
2
 C
2
H
4
Br
2
II
C
2
H
4
 1 C,
2
 C
2
H
4
C,
2
I
B
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