Exercícios de Cinética Química (1)

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Exercícios de Cinética Química 
 
1 – Defina cinética química 
 
2 - Quais são os fatores que podem influencia na velocidade de uma reação química? 
 
2 – Defina energia de ativação e qual é o fator que pode influenciá-la? 
 
3 – Explique o gráfico de variação de entalpia ilustrado abaixo (o que significa o estado de 
transição, a variação da energia de ativação (∆H*não cat e ∆H*cat) e a variação da entalpia da 
reação, ∆H). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 – Explique qual é a importância da temperatura na velocidade das reações? 
 
5 – Defina catalisador e como ele pode influenciar na velocidade da reação? 
 
6 – Certa reação é de primeira ordem em relação a A, segunda ordem em relação a B, e ordem 
zero com relação a C. Qual a influência sobre a velocidade da reação se duplicarmos a 
concentração de: (a) [A], (b) [B], (c) [C]? 
 
7 - Ao adicionarmos ferro a uma solução de HCl, ocorre a reação Fe + 2HCl → FeCl2 + H2. 
Medindo a concentração em quantidade de matéria de HCl, encontramos: 
Tempo (min) Concentração do HCl 
(mol/L) 
0 0,2 
5 0,115 
8 0,1 
Calcule a velocidade média de consumo de HCl no intervalo de 5 min a 8 min e construa um 
gráfico da concentração em função do tempo. [R: Vm = 5 x 10-3 mol/Lmin] 
Estado de transição 
1 – reação não catalisada 
2 – reação catalisada 
 2
Dica: observe qual é a menor diferença entre as concentrações ilustradas no gráfico. Esta 
diferença é útil para utilizar na construção do gráfico. 
 
8 – A velocidade de decréscimo de [A] numa reação foi medida como segue: 
 
Tempo, min 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 
[A], mol/L 1,00 0,819 0,670 0,549 0,449 0,368 
 
Construa um gráfico de [A] em função do tempo 
Calcule a velocidade média da reação entre: 
a) 40 e 60 min b) 20 e 80 min c) 0 a 100 min 
 
9 – No processo de hidrogenação do acetileno produzindo etano, C2H2 + 2H2  C2H6, é possível 
afirmar que a velocidade: 
a) de consumo de C2H2 é o dobro da velocidade de consumo de H2. 
b) de consumo de H2 é igual à de formação de C2H56. 
c) de consumo de C2H6 é diferente da velocidade de formação de C2H6. 
d) de formação de C2H6 é a metade da velocidade de consumo de H2. 
e) De consumo de C2H2 é igual à de consumo de H2. 
Explique a tua escolha 
 
10 – A transformação de ozônio em gás oxigênio é dada pela equação abaixo: 
2O3(g)  3O2(g) 
Um químico obteve a curva de concentração de O3 mostrada ao lado: 
No intervalo entre 10 e 15 min, determine: 
a) a velocidade média de decomposição do O3(g). 
b) a velocidade média de formação do O2(g). 
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 5 10 15 20
[O
3]
 /
 m
o
l/L
Tempo / min 
 
R: a) 0,04 mol/Lmin e b) 0,06 mol/Lmin 
 3
11 - As tabelas abaixo mostram concentração de O2 medidas, em duas experiências diferentes, no 
processo 2KClO3 -> 2KCL(s) + 3O2 (g) 
 
Experiência I 
[O2] mol/L Tempo (min) 
0,0 0,0 
0,8 10 
1,2 20 
 
 
Experiência II 
Na presença de MnO2 (g) 
[O2] mol/L Tempo (min) 
0,0 0,0 
1,4 10 
2,6 20 
 
a) Determine a velocidade média de cada experiência, no intervalo de 10min e 20min 
b) Qual poderia ter sido a função do MnO2 (g) ? 
c) Represente as duas curvas de variação do [O2], em função do tempo, em um mesmo 
diagrama. 
R: a) Vm(exp I) = 0,04 mol/Lmin e Vm(exp II) = 0,12 mol/Lmin 
 
12 – Dado o processo: 
2A + B + 3C  produtos 
foi obtida experimentalmente a seguinte tabela: 
Experiência [A] (mol/L) [B] (mol/L) [C] (mol/L) Velocidade inicial (mol/L.s) 
I 0,1 0,2 0,3 0,1 
II 0,1 0,4 0,3 0,4 
III 0,1 0,4 0,6 0,4 
IV 0,2 0,4 0,6 3,2 
 
Com base nessas informações, determine a lei de velocidade da reação. (Esse exercício tem fim 
meramente didático uma vez que a lei da velocidade expressa pelos valores tabelados não 
apresenta significado físico) 
R: v = K[A]3[B]2[C]0 
 
13 – Calcule a ordem das reações, supondo todas elementares e escreva a equação da 
velocidade das reações: 
a) 2NO + H2 → N2O + H2O 
b) 2NO2 → 2NO + O2 
 
14 – Para a reação 2A + B → C + 3D foram obtidos as seguintes velocidades iniciais: 
[A], mol/L inicial [B], mol/L inicial Vinicial, mol/Ls 
0,127 0,346 1,64x10-6 
 4
0,254 0,346 3,28x10-6 
0,254 0,692 1,31x10-5 
 
a) Escreva a equação de velocidade da reação. (b) Calcule o valor da constante de velocidade. 
(c) Calcule a velocidade de consumo de A, quando [A] = 0,100 mol/L e [B] = 0,200 mol/L. 
[R: a) v = k[A][B]2; b) k =1,08 x10-4 L2/mol2.s e c) v = 4,32 x 10-7 mol/Ls] 
 
15 – (a) Qual o significado do termo etapa elementar? (b) Qual a diferença entre uma etapa 
unimolecular e uma bimolecular? 
 
16 – A velocidade de reação 
CH3COOC2H5(aq) + OH-(aq) → CH3COO-(aq) + C2H5OH(aq) 
Foi medida a várias temperaturas e os seguintes dados foram coletados: 
 
 
Temperatura (°C) K (mol-1L.s-1) 
15 0,0521 
25 0,101 
35 0,184 
45 0,332 
Usando esses dados, faça um gráfico ln k versus 1/T. Usando os dados da tabela, determine o 
valor de Ea. 
 
17 – A energia de ativação de determinada reação é 65,7 kJ/mol. Quantas vezes mais rápida a 
reação ocorrerá a 50 °C do que a 0°? Dados: R = 8,314 J/K.mol 
[R: cerce de 88 vezes mais rápida] 
 
18 – (a) Qual é a ideia central do modelo de colisão? (b) Quais fatores determinam se uma colisão 
entre duas moléculas levarão a uma reação química? (c) De acordo com o modelo de colisão, por 
que a temperatura afeta o valor da constante de velocidade? 
 
19 – Quando a concentração de 2-bromo-2metil-propano, C4H9Br, dobra, a velocidade da reação 
C4H9Br(aq) + OH-(aq) → C4H9OH(aq) + Br-(aq) aumenta 2 vezes. Quando as concentrações de 
C4H9Br e OH- dobram, o aumento da velocidade é o mesmo, isto é, duas vezes. Quais são (a) a 
ordem dos reagentes, (b) a ordem total da reação e (c) as unidades de k, se a velocidade foi 
expressa em mols por litro por segundo? 
 
20 – Uma amostra de N2O5 entra em decomposição: 
2 N2O5(g) → 4 NO2(g) + O2(g) 
Qual é o tempo necessário para que a concentração de N2O5 caia de 20,0 mol.L-1 para 2,0 mol.L-1, 
em 65 0C? Dados, k = 5,2 x 10-3 s-1. 
 5
R: 7,3 min 
 
21 – Calcule a concentração de N2O que permanece na decomposição de primeira ordem após 
100 ms, em 780 0C, sabendo que a concentração inicial de N2O era 0,20 mol.L-1 e k = 3,4 s-1. 
2 N2O(g) → 2 N2(g) + O2(g) 
R: 0,14 mol L-1 
 
22 – Que concentração de N2O5 permanece 600 s após o início da decomposição, em 65 0C, 
sabendo que a concentração inicial era 0,040 mol/L? Sabe-se que esta reação é de primeira 
ordem e que a constante de velocidade é igual a 5,2 x 10-3 s-1. 
2 N2O5(g) → 4 NO2(g) + O2(g) 
R = 0,0018 mol/L 
 
23 – Calcule a concentração de N2O que permanece na decomposição de primeira ordem de 
(2N2O(g) → 2N2(g) + O2(g)) após 0,1 s, em 780 0C, sabendo que a concentração inicial de N2O 
era 0,20 mol/L e k = 3,4 s-1. [R = 0,14 mol/L] 
 
24 – Calcule a concentração de ciclo-propano, C3H6 (1), que permanece na isomerização de 
primeira ordem ao isômero propeno (2): C3H6(g) → CH3 – CH = CH2(g), após 200 s, em 773 K, 
sabendo que a concentração inicial de C3H6 era 0,100 mol/L e k = 6,7 x 10-4 s-1. 
 
25 – O azometano, CH3N2CH3, se decompõe nos gases etano e nitrogênio na reação 
CH3N2CH3(g) → CH3CH3(g) + N2(g). A reação foi acompanhada, a 460 K, pela medida da pressão 
parcial do azometano em vários instantes: 
t (s) Pressão Parcial CH3N2CH3 (Torr) 
0 8,20 x 10-2 
1000 5,72 x10-2 
2000 3,99 x 10-2 
3000 2,78 x 10-2 
4000 1,94 x 10-2 
 
Mostre graficamente que a reação é de primeira ordem, na forma, velocidade = kP, em que P é a 
pressão parcial do azometano, e determine o valor de k. 
 
26 – Qual é o tempo necessário para que a concentração decresça até 1,0 % do valor inicial em 
uma reação de primeira ordem, da forma A → produtos, com k = 1,0 s-1? [R = 4,6 s] 
 
27 – O gás ciclo-propano sofre isomerização ao gás propeno em um processo de primeira ordem. 
Qual é o tempo necessário para que a concentração de ciclo propano decresça de 1,0 mo/L para 
0,0050 mol/L, em 500 0C, considerando que k = 6,7 x 10-4 s-1? 
 6
 
28 – Calculeo tempo necessário para que a concentração de N2O caia (a) à metade; (b) a um 
oitavo do seu valor inicial, quando ele se decompões em 1000 K. Sabe-se que a constante de 
velocidade para esta reação de primeira ordem é de 0,76 s-1. (R: (a) 0,91 a; (b) 2,7 s). 
 
29 – Calcule o tempo necessário para que a concentração de C2H6 caia (a) à metade; (b) a um 
dezesseis avos do seu valor inicial, quando ele se dissocia em radicais CH3 em 973 K. Sabe-se 
que a constante de velocidade para esta reação de primeira ordem é de 5,5 x 10-4 s-1. 
 
30 – O mercúrio (II) é eliminado do organismo por um processo de primeira ordem que tem meia-
vida de 6 dias (6d). Uma família de agricultores ingeriu mercúrio (II) acidentalmente ao alimentar-
se com grãos contaminados. Que percentagem de mercúrio (II) permanece no organismo após 30 
dias, se medidas terapêuticas não forem tomadas? 
R: 3% 
 
31 – A meia vida do metil-mercúrio no organismo é 70 d. Quantos dias são necessários para que 
a quantidade de metil-mercúrio caia a 10 % do valor inicial após a ingestão acidental? 
R: 230 dias 
 
32 – Determine a constante de velocidade das seguintes reações de primeira ordem, expressas 
como a velocidade de perda de A: (a) A→ B, sabendo que a concentração de A decresce à 
metade do valor inicial em 1000 s. (b) A → B, sabendo que a concentração de A decresce de 0,67 
mol/L a 0,53 mol/L em 25 s. (c) 2A → B + C, sabendo que [A]0 = 0,153 mol/L e que após 115 s a 
concentração de B cresce para 0,034 mol/L.