Prof. Alex viana faria equilíbrios químicos



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PROF. ALEX VIANA FARIA EQUILÍBRIOS QUÍMICOS

1. O que ocorre com a velocidade da reação direta e inversa quando um sistema atinge o equilíbrio?

2. Como se pode caracterizar, do ponto de vista macroscópico, que um equilíbrio foi atingido?

3. Na situação de equilíbrio, a concentração de um reagente fica igual à de um produto? Explique.

4. Qual o papel de um catalisador em um sistema no qual se tam reações reversíveis?

5. Escreva a expressão da constante de equilíbrio (Kc) para os sistemas:

a) C25COOH + C25OH C25COOC2H5 + H2O

b) N24(g) 2NO2(g)

c) 2CO(g) + O2(g) 2CO2(g)

6. Fuvest-SP – O gráfico mostrado abaixo foi construído com dados obtidos no estudo da decomposição de iodeto de hidrogênio, a temperatura constante.



















I










II

III

[HI]

IV



Temperatura

a) Em qual dos quatro trechos assinalados na curva ocorre com maior velocidade média?

b) O que se pode concluir a respeito da reação no trecho IV?

7. UCMG-MG – O catalisador em uma reação química tem como propriedade:

I)modificar a velocidade da reação.

II)não tomar parte na reação.

III)diminuir a energia de ativação da reação.

IV) não deslocar equilíbrios químicos.

As afirmativas corretas são as de números:

a) I e III b) II e IV c) I, II e III

d) I, III e IV e) II, III e IV

8. Vunesp-SP – Considere a reação reversível representada pela equação:

A + B 2C

Quando o equilíbrio é atingido, as concentrações de A e B são iguais a 2 moles por litro e a de C, 3 moles por litro. A constante de equilíbrio da reação será igual a:

a) 0,75

b) 2,25


c) 4/9

d) 1,5


e) nenhuma das anteriores.

9. Fuvest-SP – A reação reversível: CO + H2O CO2 + H2­, em fase gasosa, admite os seguintes valores para a constante de equilíbrio K:



t°C

225

425

625

825

995

K

0,007

0,109

0,455

1,08

1,76

Partindo-se de uma mistura eqüimolar de CO e H2O:

a) Quais os compostos que predominam, no equilíbrio, a 225°C?

b) Em qual das temperaturas acima relacionadas as concentrações de reagentes e produtos, no equilíbrio, são aproximadamente iguais? Justifique.

10. Considere a equação:

H2(g) + I2(g) 2HI(g)

E determine a molaridade do HI na situação de equilíbrio. São dados com relação ao equilíbrio:

Kc = 49; molaridade do H2(g) = molaridade do I2(g) = 1

11. Considere a equação abaixo e os valores de Kc.

N2(g) + O2(g) 2NO(g)

Kc = 1 x 10-30 a 25°C

Kc = 0,10 a 2 000°C

12. Em um balão de 20 litros encontram-se em equilíbrio 19,6 mols de N2; 13,6 mols de O2 e 5,2 mols de NO.

a) Calcular o Kc da reação correspondente à equação N2(g) + O2(g) 2NO(g) nas condições da experiência.

b) Calcular o Kc da decomposição do NO(g).

13. Fuvest-SP – À temperatura T, a reação N2O4(g) 2NO(g) apresenta uma constante de equilíbrio Kc = 1,0. Analise os dados abaixo, relativos às duas misturas gasosas a essa temperatura, e decida em qual delas os gases estão em equilíbrio. Indique os cálculos.

Mistura


[NO­2]

[N2O4]

I

1,0 x 10-1

1,0 x 10-3

II

1,0 x 10-2

1,0 x 10-4

14. ITA-SP – Em 5 copos marcados A, B , C, D e E existem concentrações iniciais das substâncias X, Y e XY conforme as alternativas abaixo. Sabe-se que entre estas substâncias pode se estabelecer o equilíbrio


1


X
2
(aq) + Y(aq) XY(aq); Kc = 4,0
Onde KC é a respectiva constante de equilíbrio a 25°C. Em qual dos corpos a seguir, todos a 25°C, podemos esperar que a concentração inicial de XY vai diminuir?




X

Mol/litro



Y

Mol/litro



XY

Mol/litro



a)

1,0

1,0

1,0

b)

4,0

4,0

10,0

c)

4,0

4,0

1,0

d)

2,0

1,0

4,0

e)

1,0

0,5

4,0

15. UFRS-RS – Supondo que o sistema hipotético A B, ao atingir o equilíbrio, a uma dada temperatura, apresente uma quantidade de A igual ao dobro da quantidade de B, teremos uma constante de equilíbrio igual a:

a) 3 b) 2 c) 1 d) ½ e) 1/3

16. Cesgranrio-RJ – A 448°C, a constante de equilíbrio do sistema H2(g)+I2(g) 2HI(g)

é igual a 50.

Colocando-se 6,0 mols de HI, 4 moles de H2 e 3,0 moles de I2 num recipiente de 2 litros a 448°C, em condições de reagir, verifica-se que:

a) concentração de H2 cresce.

b) a concentração de I2 cresce.

c) as concentrações de H2 e I2 não variam.

d) a concentração de HI cresce.

e) a concentração de HI não varia.

17. 2 mols de H2(g) e 5 mols de CO2(g) são colocados em um balão fechado e aquecidos e uma temperatura constante. Ao ser estabelecido o equilíbrio

H2(g) + CO2(g) H2O(g) + CO(g), verifica-se que existem ainda 3,2 mols de CO2. Calcule a constante desse equilíbrio na mesma temperatura.

Observações: Antes de examinar a solução desse exercício, procure responder às perguntas que se seguem. Elas irão ajuda-lo a raciocinar.

I) Qual o número de mols de CO2?

II) Qual o número de mols final de CO2?

III) Qual o número de mols de CO2 que sofreu alteração química (reação) no processo?

IV) quantos mols de H2 devem ter reagido com o CO2?

V) Qual o número de mols inicial de H2?

VI) Qual o número de mols final de H2?

VII) Quantos mols de CO devem ter se formado?

VIII) Quantos mols de H2­O? devem ter formado?
Solução:
Para se calcular a constante de equilíbrio, é preciso colocar na expressão de Kc os valores das molaridades das substâncias participantes, após o estabelecimento do equilíbrio.

O enunciado de nosso problema só fornece o número de mols final do CO2: 3,2.

Se você conseguiu responder às perguntas propostas, já deve ter determinado o número de mols dos demais participantes do equilíbrio. Com os dados disponíveis, vamos organizar um quadro que facilitará a solução do problema:





H2(g) + CO2(g)




H2O(g) + CO(g)

Início

2 mols

5 mols




0

0

Final

?

3,2 mols




?

?

Reagiram

?

*1,8 mols

Formando

?

?

*quantidade em mols inicial menos a final
Os coeficientes de acerto da equação química que: 1 mol de H2 consome 1 mol de CO2 originando 1 mol de H­2 e formou-se 1,8 mol de H2O e 1,8 mol de CO2.

Estas informações são sempre fornecidas pelos coeficientes de acerto. Voltemos ao nosso quadro inicial.







H2(g) + CO2(g)




H2O(g) + CO(g)

Início

2 mols

5 mols




0

0

Reagiram

1,8 mol

1,8 mols

Formando

1,8 mol

1,8 mol

Equilíbrio (Final)

0,2 mol

3,2 mols



1,8 mol

1,8 mol

Mas Kc =

Lembre-se de que [ ] representa molaridade. V é o volume do balão onde se encontram os gases e, portanto, é o volume total da mistura gasosa.

Kc = = 5

18. Em um balão de 20 litros, foram colocados 0,5 mol de H2 e 0,5 mol de I2 a 448° C. Se, atingido o equilíbrio, permanece sem reagir 0,11 mol de I2, calcule a constante de equilíbrio de síntese do HI na mesma temperatura.

19. Considere o sistema em equilíbrio:

N2(g) + O2(g) 2NO(g)

Calcule a constante desse equilíbrio se, a partir de 28g de N2 e 22,4g de O2, obtivermos 7,8g de NO após o estabelecimento do equilíbrio. Dado: massas atômicas: N = 14, O = 16.



Sugestão: Faça um quadro parta organizar sua informações em termos de número de mols.

20. Considere um balão de 10L, onde está acontecendo o processo:

PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

Se, numa dada temperatura, 1 mol de PCl3 está 74% dissociado, calcule a constante da dissociação do PCl5.




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