7 Lista QGE2001 cinetica

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7- Lista de exercícios – Cinética 
1) Para cada uma das seguintes reações em fase gasosa, indique como a 
velocidade de desaparecimento de cada reagente está relacionada à velocidade 
de aparecimento de cada produto: 
a) H2O2 (g) → O2 (g) + H2(g) 
b) 2N2O(g) → 2N2 (g) + O2 (g) 
c) N2 (g) + 2H2 (g) → 2NH3 (g) 
 
2) Para cada uma das seguintes reações na fase gasosa, escreva a expressão da 
velocidade em termos de aparecimento de cada produto ou desaparecimento de 
cada reagente, de modo que as velocidades sejam iguais entre si: 
a) 2HBr(g) → H2 (g) + Br2 (g) 
b) 2SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3(g) 
c) 2NO(g) + 2H2 (g) → H2 (g) + 2 H2O(g) 
 
3) Uma reação A + B → C, obedece à seguinte lei de reação: 
velocidade = k[A]2[B]. 
a) Se [A] é dobrada, como variará a velocidade? A constante de velocidade 
variará? Justifique sua resposta. 
b) Quais são as ordens de reação para A e B? Qual é a ordem de reação total? 
c) Qual a unidade da constante de velocidade? 
d) Respostas: se [A] dobra, a velocidade aumentará de um fator de quatro; a 
constante de velocidade, k, não varia. A velocidade é proporcional a [A]2; 
dessa forma, quando o valor de [A]dobra, a velocidade varia de 22, ou 4. A 
constante de velocidade, k, é a constante de proporcionalidade que não 
varia, a menos que a temperatura varie. B) A reação é de segunda ordem em 
A, primeira ordem em B e de terceira ordem como um todo. C) unidade de 
k = mol-2 Ls-1. 
4) A decomposição de N2O5 acontece como segue: 
2N2O5 → 4NO2 + O2. 
A Lei de velocidade é de primeria ordem em relação a N2O5. A 64 oC a 
constante de velocidade é 4,82 x 10-3 s-1. (a) Escreva a lei de velocidade para 
reação; b) Qual é a velocidade de reação quando a concentração de N2O5 for 
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0,0240 mol/L? c) O que acontece à velocidade quando a concentração de N2O5 
é dobrada para 0,0480 mol/L? 
Resposta: a) velocidade de k[N2O5], b) 1,16 x 10-4 c) a velocidade da reação 
dobra. 
5) Considere a seguinte reação: 
CH3Br(aq) + OH-(aq) → CH3OH(aq) + Br-(aq) 
A lei de velocidade para essa reação é de primeira ordem em relação ao 
brometo de metila e de primeira ordem em relação à hidroxila. Quando 
[CH3Br]= 5,0 x 10-3 mol/L e [OH-] é 0,050 mol/L, a velocidade de reação é 
0,0432 mol/L.s. 
a) Qual é o valor da constante de velocidade? 
b) Qual a unidade da constante de velocidade? 
c) O que aconteceria à velocidade se a concentração de OH- fosse tripicada? 
Resposta: a) 1,7 x 10 -2 mol-1 L.s-1; c) a velocidade triplica. 
6) Para uma reação de forma: A + B + C → produtos, as seguintes 
observações são feitas: dobrando-se a concentração de A dobra-se a 
velocidade, e triplicando-se a concentração de B, não se altera a velocidade, 
triplicando-se a concentração de C aumenta-se a velocidade por um fator de 9. 
Qual é a Lei de velocidade para esta reação? 
Resposta: velocidade = [A][C]2. 
7) A velocidade inicial de uma reação A+B → C foi medida para várias 
concentrações iniciais diferentes de A e B, e os resultados são como seguem: 
Número do 
experimento 
[A] mol/L [B] mol/L Velocidade inicial 
(mol/L.s) 
1 0,100 0,100 4,0 x10-5 
2 0,100 0,200 4,0 x10-5 
3 0,200 0,100 16 x10-5 
 
Usando esses dados, determine (a) a lei de velocidade para a reação; b) a 
magnitude da constante de reação; c) a velocidade de reação quando [A] = 0,050 
mol/L e [B] 0,100 mol/L 
Resposta: A) zero em relação a B; 2 em relação a A; B) 4 x10-5 L/mol.s; C) 1,0 
x10-4 mol/L.s 
Brown 494 
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8) O íon iodeto reage com o íon hipoclorito (o ingrediente ativo de alvejantes 
clorados) da seguinte forma: OCl- + I- → OI- + Cl-. Essa reação rápida 
fornece os seguintes dados de velocidade: 
[OCl-], mol/L [I- ], mol/L Velocidade, mol/L.s 
1,5 x 10-3 1,5 x 10-3 1,36 x 10-4 
3,0 x 10-3 1,5 x 10-3 2,72 x 10-4 
1,5 x 10-3 3,0 x 10-3 2,72 x 10-4 
a) Escreva a lei de velocidade para essa reação. B) Calcule a constante de 
velocidade. C) Calcule a velocidade quando [OCl-] = 1,0 x 10-3 mol/L e [I-] 
= 5,0 x 10-4 mol/L. 
Resposta: a)reação de primeira ordem em relação aos dois reagentes, e de 
segunda ordem global. B) 60, 4 L/mol.s. c) 3,02 x 10-5 mol/L s. 
9) Os dados na tabela são para a reação de NO e O2 a 660 K. 
NO(g) + ½ O2(g) → NO2(g) 
Concentração de Reagente (mol/L) 
[NO] [O2] Velocidade de 
desaparecimento do NO 
(mol/L.s) 
0,010 0,010 2,5 x10-5 
0,020 0,010 1,0 x10-4 
0,010 0,020 5,0 x10-5 
 
a) Determine a ordem da reação para cada reagente. R: Segunda ordem em 
relação a NO e de primeira ordem em relação ao O2. 
b) Escreva a equação de velocidade para a reação. R: velocidade = -∆[NO]/ 
∆T = k[NO]2[O2]. 
c) Calcule a constante de velocidade. R: 25 L2/mol2.s. 
d) Calcule a velocidade (em mol/L.s) no instante quando [NO] = 0,015 mol/L 
e [O2]= 0,0050 mol/L. R: 2,8 x 10 -5 mol/L.s 
e) No instante quando NO está reagindo a uma velocidade de 1,0 x 10-4 
mol/L.s, qual é a velocidade em que O2 está reagindo e NO2 está se 
formando? R: -∆[NO]/ ∆T = 1,0 x 10-4 mol/L.s; -∆[O2]/ ∆T = 5,0 x 10 -5 
mol/L.s; -∆[NO2]/ ∆T = 1,0 x 10-4 mol/L.s 
10) O isótopo radioativo 64Cu é usado na forma de acetato de cobre (II) para 
estudar a doença de Wilson. O isótopo tem uma meia-vida de 12,70 horas. 
Qual fração de acetato de cobre (II) radioativo permanece após 64 horas? 
Resposta: 0,030 
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11) A decomposição de SO2Cl2 (cloreto de sulfurila) é de primeira ordem em 
relação ao cloreto de sulfurila, e a reação tem uma meia-vida de 245 minutos a 
600 K. Se você inicar com 3,6 x 10-3 mol de SO2Cl2 em um frasco de 1,0 L, 
quanto tempo levará para a quantidade de SO2Cl2 diminuiur a 2,00 x 10-4 mol? 
Resposta: 1,0 x 103 minutos 
12) Uma maneira alternativa para encontrar a Lei de Velocidade é 
acompanhar uma reação ao longo do tempo e aplicar o método gráfico. O 
monóxido de nitrogênio decompõem-se sobre uma superfície de ouro a 900 oC. 
N2O → N2(g) + ½ O2 (g) 
 Suponha que você acompanhou essa reação e coletou os dados a seguir: 
Tempo (min) [N2O] mol/L 
15 0,0835 
30 0,0680 
80 0,0350 
120 0,0220 
Verifique graficamente se a reação é de primeira ordem. Determine a constante 
de velocidade a partir do gráfico. Usando a lei de velocidade e o valor de k, 
determine a velocidade de decomposição quando [N2O] = 0,035 mol/L. 
Resposta: O gráfico de ln [N2O] vs. tempo é linear, portanto é uma reação de 
primeira ordem. k = 0,0128 min-1. A velocidade quando [N2O] = 0,035 mol/L = 
4,5 x 10-4 mol/L.min. 
13) Quando aquecido, o tetrafluoretileno dimeriza para formar 
octafluorciclobutano. 
C2F4 (g) → ½ C4F8 (g) 
[C2F4] mol/L Tempo (s) 
0,100 0 
0,080 56 
0,060 150 
0,040 335 
0,030 520 
 
Para determinar a velocidade desta reação a 488K, os dados na tabela foram 
coletados. A análise foi feita de modo gráfico. Determine: 
a) Qual é a lei da velocidade para essa reação? 
b) Qual é o valor da constante de velocidade? 
c) Qual é a concentração de C2F4 após 600 segundos? 
d) Quanto tempo levará até que a reação fique 90% completa? 
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Resposta: a) ao elaborar um gráfico de 1/C2F4 vs. tempo obtem-se uma reta, 
portanto a reação é de segunda ordem. Dessa forma a lei da velocidade é 
velocidade= k [C2F4]2. b) 0,045 L/mol. s retirado a partir da inclinação da reta. 
C) 0,03 mol/L (usando um algarismo significativo). D) tempo = 2000s, usando 
k determinado no item b. 
14) Qual é a ideia central da teoria das colisões? Quais fatores determinam 
se uma colisão entre duas moléculas levarão a uma reação química? De acordo, 
com o modelo (teoria) de colisão, por que a temperatura afeta o valor da 
constante de velocidade? 
15) Calcule a energia de ativação, Ea, para a reação: 
2N2O5 (g) → 4 NO2(g) + O2(g) 
a partir das constantes de velocidade observadas: k (a 25 oC) = 3,46 x 10-5 s-1 e 
k (a 55oC) = 1,5 x 10-3 s-1. Resposta: 102 kJ/mol.