Exercícios de Engenharia Química

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<p>UNIVERSIDADE DA REGIÃO DE JOINVILLE – UNIVILLE.</p><p>Curso: Engenharia Química</p><p>Disciplina: Engenharia das Reações Químicas I</p><p>LISTA DE EXERCÍCIOS (1):</p><p>1. Se –d[N2]/dt, para a reação em fase gasosa N2 + 3H2 → 2NH3, é 2,60 x10-3 M s-1, qual é o valor de</p><p>–d[H2]/dt?</p><p>2. A velocidade de decréscimo de [A] numa reação foi medida com os dados abaixo:</p><p>Tempo (min) 0 20 40 60 80 100</p><p>[A] (M) 1,00 0,819 0,670 0,549 0,449 0,368</p><p>Calcular a velocidade média da reação ([A]/ t) entre:</p><p>a) 40 e 60 min</p><p>b) 20 e 80 min</p><p>c) 0 e 100 min</p><p>3. A partir dos dados do problema 2, calcule a velocidade instantânea (-d[A]/dt) da reação a:</p><p>a) 50 min</p><p>b) 0 min</p><p>4. Para a reação 2A + B → C + 3D foram obtidas as seguintes velocidades iniciais:</p><p>[A] inicial (M) [B] inicial (M) -d[A]/dt inicial (M s-1)</p><p>0,127</p><p>0,254</p><p>0,254</p><p>0,346</p><p>0,346</p><p>0,692</p><p>1,64 x 10-6</p><p>3,28 x 10-6</p><p>1,31 x 10-5</p><p>a) Escreva a equação da velocidade da reação.</p><p>b) Calcule o valor da constante de velocidade.</p><p>c) Calcule a velocidade de consumo de A quando [A] = 0,1 M e [B] = 0,2 M.</p><p>d) Calcule a velocidade de formação de D nas mesmas condições do item (c).</p><p>5. Escreva a equação da velocidade e calcule a constante de velocidade para a reação A + B → C</p><p>usando os dados abaixo:</p><p>[A] inicial (M) [B] inicial (M) -d[A]/dt inicial (M s-1)</p><p>0,395</p><p>0,482</p><p>0,482</p><p>0,284</p><p>0,284</p><p>0,482</p><p>1,67 x 10-5</p><p>2,04 x 10-5</p><p>5,88 x 10-5</p><p>6. Os dados abaixo foram obtidos a 320ºC para a reação SO2Cl2 → SO2 + Cl2:</p><p>Tempo (h) 0 1 2 3 4</p><p>[SO2Cl2] (M) 1,20 1,109 1,024 0,946 0,874</p><p>Determine, mediante um gráfico, a ordem da reação e a constante de velocidade a 320ºC.</p><p>7. A 310ºC a decomposição térmica da arsina se dá conforme a equação:</p><p>2AsH3 (g) → 2As (s) + 3H2 (g)</p><p>A esta temperatura foram obtidos os seguintes dados:</p><p>Tempo (h) 0 3 4 5 6 7 8</p><p>[AsH3] (M) 0,0216 0,0164 0,0151 0,0137 0,0126 0,0115 0,0105</p><p>a) Qual a ordem de reação?</p><p>b) Qual o valor da constante de velocidade?</p><p>8. A decomposição do N2O5 em soluções de CCl4 para formar NO2 e O2 foi estudada a 30ºC. A partir</p><p>dos dados:</p><p>Tempo (min) 0 80 160 240 320</p><p>[N2O5] (M) 0,17 0,114 0,078 0,053 0,036</p><p>Calcule a ordem da reação e avalie a constante de velocidade.</p><p>9. A reação 2HI → H2 + I2 foi estudada a 600K. Obtiveram-se os seguintes dados:</p><p>Tempo (h) 0 1 2 3 4 5</p><p>[HI] (M) 3,95 3,74 3,55 3,37 3,22 3,08</p><p>Escreva a equação de velocidade em termos de consumo de HI e calcule o valor da constante de</p><p>velocidade a 600K.</p><p>10. A reação de decomposição do N2O3 em fase gasosa para formar NO2 e NO é de primeira ordem</p><p>com k = 3,2 x 10-4s-1. Em uma reação na qual [N2O3] inicial é 1,00 M, quanto tempo levará o</p><p>decréscimo da concentração para 0,125M?</p><p>11. A decomposição do acetaldeído em fase gasosa, CH3CHO → CH4 + CO é sob certas condições</p><p>uma reação de segunda ordem com k = 0,25 M-1 s-1. Em quanto tempo [CH3CHO] decresceria de 0,03</p><p>a 0,01 M?</p><p>12. A decomposição de primeira ordem do peróxido de hidrogênio, H2O2 → 2H2O + O2 (g), possui</p><p>uma constante de velocidade de 2,25 x 10-6 s-1 a uma certa temperatura. Em uma dada solução [H2O2]</p><p>= 0,8M.</p><p>a) Qual será a concentração de [H2O2] após 1 dia?</p><p>b) Quanto tempo levará para a concentração de H2O2 cair a 0,75M?</p><p>13. A constante de velocidade no caso da decomposição de NO2 apresenta o valor de 0,755M-1s-1 a</p><p>330ºC e 4,02M-1s-1 a 378ºC. Qual a energia de ativação desta reação dada em kJ/mol?</p><p>14. Se Ea para uma reação for de 198 kJ mol-1 e k = 5 x 10-6 s-1 a 25ºC, em que temperatura será k</p><p>igual a 5 x 10-5 s-1?</p><p>15. Uma certa reação apresenta Ea = 146 kJ/mol. Se a constante de velocidade for de 4,25 x 10-6 s-1</p><p>a 25ºC, qual será o seu valor a 100ºC?</p><p>16. Escreva as equações globais de reação e de velocidade para cada um dos mecanismos abaixo:</p><p>a) (1) X + Y → Z + I (lenta)</p><p>(2) I + Y → A (rápida)</p><p>b) (1) A → B + C (lenta)</p><p>(2) C + D → E (rápida)</p><p>c) (1) A ⇄ B + C (equilíbrio rápido)</p><p>(2) B + D → E (lenta)</p><p>k1</p><p>k2</p><p>k1</p><p>k2</p><p>k1b</p><p>k1a</p><p>k2</p>