Equilíbrio Químico - Exercícios - Química, Notas de estudo de Química. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)
Paulo89
Paulo895 de Março de 2013

Equilíbrio Químico - Exercícios - Química, Notas de estudo de Química. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)

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Apostilas e exercicios de quimica sobre o estudo do equilibrio quimico.
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Lista_Conjunta_de_Equilibrio_Quimico_05102010

Lista Conjunta de Equilíbrio Químico

1. Escreva expressões gerais, para Kc, de cada um dos seguintes sistemas:

2 NOCl (g) 2 NO (g) + Cℓ2 (g)

Zn (s) + CO2 (g) ZnO (s) + CO (g)

MgSO4 (s) MgO (s) + SO3 (g)

Zn (s) + 2 H +

(aq) Zn 2+

(aq) + H2 (g)

NH4Cℓ2 (s) NH3 (g) + HCℓ (g)

P4 (s) + 3 O2 (g) P4O6 (g)

SiH4 (s) + 2 O2 (g) SiO2 (s) + 2 H2O (g)

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O ( λ )

CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g)

NH3 (g) + H2O ( λ ) NH4+(aq) + OH(aq)

SnO2 (s) + 2 CO (g) Sn (s) + 2 CO2 (g)

2. Escreva as equações químicas correspondentes às expressões das constantes de equilíbrios dadas:

(a) Kc = [NO2] 2 / [N2O4]

(b) Kc = [NO] 2

[O2] / [NO2] 2

(c) Kc = [PCℓ3] [Cℓ2] / [PCℓ5]

3. Sabendo-se somente o valor de K, qual dos dois sistemas você escolheria para fixação de nitrogênio

gasoso, por que?

(a) N2 (g) + O2(g) 2 NO (g) Kc = 1 x 10 –30 a 25 ºC

(b) N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Kc = 5 x 10 8 a 25 ºC

4. Calcule Kp para a reação PCℓ3 (g) + Cℓ2 (g) P Cℓ5 (g), sabendo que, no equilíbrio, as

pressões parciais são PCℓ3 = 0,2 atm, Cℓ2 = 0,1 atm, P Cℓ5 = 1,2 atm.

5. Em uma experiência particular, foram determinadas as seguintes pressões parciais para a reação:

2 NO (g) + Cℓ2 (g) 2 NO Cℓ (g)

PNO = 66 kPa; P Cℓ2 = 18 kPa; PNOCℓ = 15 kPa.

Qual o KP para esta reação, na temperatura em que a experiência foi realizada?

6. Dada a reação X2 + 3 Y2 2 XY3, verificou-se no equilíbrio, a 1000 °C, que as c oncentrações

em mol por litro são: [X2] = 0,20; [Y2] = 0,20; [XY3] = 0,60. Qual o valor da constante de equilíbrio da

reação química?

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7. A 25 ºC, 0,0560 mol de O2 e 0,020 mol de N2O foram colocados em um recipiente de 1,00 dm 3 e levados

a reagir de acordo com a equação

2 N2O (g) + 3 O2 (g) 4 NO2 (g)

Quando o sistema atingiu o equilíbrio, a concentração de NO2 encontrada foi de 0,020 mol.dm –3.

(a) Quais as concentrações de N2O e O2, no equilíbrio?

(b) Qual o valor de Kc para esta reação, a 25 ºC?

8. Em um recipiente de aço inox com capacidade de 1 L foram colocados 0,5 mol de H2 e 0,5 mol de I2. A

mistura alcança o equilíbrio à temperatura de 430 ºC. Calcule as concentrações de H2, I2 e HI em equilíbrio,

sabendo que Kc para a reação abaixo é igual a 49 na temperatura em questão.

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

9. Em um reator com 5 L são colocados 0,20 mol de ácido acético (H3CCOOH) com 0,30 mol de álcool etílico

(H3CCH2OH), a 25 ºC, e espera-se atingir o equilíbrio. Sendo o valor de Kc, nessa temperatura, igual a

4,0 × 101, quais as concentrações de ácido acético e acetato de etila (H3CCOOCH2CH3) no equilíbrio?

H3CCOOH + H3CCH2OH H3CCOOCH2CH3 + H2O

10. Para a reação H2 (g) + CO2 (g) CO (g) + H2O (g), Kc = 0,771, a 500 ºC. Se 1,00 mol de

H2 e 1,00 mol de CO2 são colocados para reagir, em um recipiente de 5,00 litros, quais serão as

concentrações, no equilíbrio, de todas as espécies gasosas?

11. Suponha que uma mistura de SO2, NO2, NO e SO3 foi preparada a 460 ºC, possuindo as seguintes

concentrações: [SO2] = 0,0100 mol.L –1, [NO2] = 0,0200 mol.L

–1, [NO] = 0,0100 mol.L–1,

[SO3] = 0,0150 mol.L –1. A essa temperatura, a reação SO2 (g) + NO2 (g) NO(g) + SO3 (g)

possui Kc = 85,0. Quais serão as concentrações no equilíbrio para os quatro gases?

12. Um mol por litro de metanal (ou formaldeído – HCHO) foi colocado num recipiente de reação e aquecido

à temperatura de 500 ºC, tendo se estabelecido o seguinte equilíbrio:

HCHO (g) H2 (g) + CO (g)

Verificou-se que o recipiente continha 0,20 mol de H2 por litro, a essa temperatura. Calcule a constante de

equilíbrio.

13. O óxido nítrico (NO), um importante contaminador do ar, é formado a partir de seus elementos a altas

temperaturas, tais como aquelas obtidas quando a gasolina queima em um motor de automóvel.

A 2000 ºC, Kc para a reação N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) é 0,10. Predizer a direção na qual o

sistema se deslocará para alcançar o equilíbrio a 2000 ºC se começar com:

(a) 1,62 mol de N2 e 1,62 mol de O2 em um recipiente de 2 litros.

(b) 4,0 mol de N2, 1.0 mol de O2 e 0,80 mol de NO em um recipiente de 20 litros.

14. Considerando o problema anterior calcule as concentrações de cada substância quando os equilíbrios

(a) e (b) forem atigidos

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15. A 700 K a constante de equilíbrio KP para a reação:

2 NO (g) + Cℓ2 (g) 2 NOCℓ (g)

apresenta o valor 0,26. Preveja o comportamento das seguintes misturas, na mesma temperatura.

Mistura PNO (atm) P Cℓ2 (atm) P NOCℓ (atm)

(a) 0,15 0,31 0,11

(b) 0,12 0,10 0,050

(c) 0,15 0,20 0,0050

16. A 2000 °C, 1% do vapor d’água se acha decomposto e m hidrogênio e oxigênio. Calcule Kc, para a

reação reversível H2O(g) H2(g) + 1/2 O2(g), começando com uma concentração de vapor

d’água de 1 mol por litro.

17. Em 1 litro de uma mistura de H2, I2 e HI, gasosos, em equilíbrio, a 425 ºC, há 0,100 mol de H2,

0,100 mol de I2 e 0,740 mol de HI. Se 0,50 mol de HI for adicionado a este sistema, qual será a

concentração de cada substância no equilíbrio final?

18. Verificou-se que uma mistura em equilíbrio:

SO2 (g) + NO2 (g) SO3 (g) + NO(g)

Contém 0,6 mol de SO2, 0,2 mol de NO2, 0,8 mol de SO3 e 0,3 mol de NO por litro. Quantos mols

de NO2 por litro devem ser adicionados ao recipiente a fim de aumentar a concentração do NO no

equilíbrio para 0,5 mol/L.

19. Em um recipiente de 0,500 L foram adicionados 1,50 mol de POCℓ 3 . A 400 ºC é estabelecido o

equilíbrio segundo a equação:

POCℓ 3 (g)

POCℓ (g) + Cℓ2 (g)

Com Kc = 0,248. Calcule o número de mols de POCℓ que deve ser adicionado ao sistema de maneira

a produzir uma concentração de equilíbrio de Cℓ 2 igual a 0,500 mol/L.

20. A uma certa temperatura, 2 mol de COCℓ 2 estão 50% dissociados, formando CO e Cℓ

2 de acordo

com a reação

COCℓ 2 (g)

CO (g) + Cℓ2 (g)

Que quantidade de COCℓ 2 deve ser colocada num recipiente de 1 litro, de modo que 25 % do COCℓ

2

total se dissocie a essa temperatura.

21. O valor de Kc, da seguinte reação, a 900 ºC, é 0,28. Qual é o valor de KP nesta temperatura?

CS2 (g) + 4 H2 (g) CH4 (g) + 2 H2S (g)

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22. A reação CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) é usada industrialmente como fonte de

hidrogênio. O valor de Kc para a reação, a 500 ºC, é 4,05. Qual o valor de KP nesta temperatura?

23. A 400 ºC, a constante de equilíbrio KP de 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) é 3,1 x 10 4. Qual é

o valor de Kc nessa temperatura?

24. De acordo com o Princípio de Le Chatelier, quando um sistema em equilíbrio sofre alguma

modificação em parâmetros, como pressão, temperatura ou concentração, as proporções de reagentes

e produtos se ajustam, de maneira a minimizar o efeito da alteração. Considerando essa reação em

equilíbrio, pede-se:

H2 (g) + Br2 (g) 2 HBr (g) + calor

(a) Calcule a constante de equilíbrio para a reação sabendo que ao adicionarmos

0,15 mol de H2 e 0,7 mol de Br2 a um recipiente de 1,0 L e deixarmos a mistura atingir o equilíbrio a

25 °C, 50 % do H2 foi consumido.

(b) Qual é a composição final dessa mistura em mol L1 (H2, Br2 e HBr)?

25. Para a reação 4 NH3 (g) + 3 O2 (g) 2 N2 (g) + 6 H2O ( λ ), como a quantidade de NH3, no

equilíbrio, será afetada pela

(a) adição de O2 ao sistema?

(b) adição de N2 ao sistema?

(c) remoção de água do sistema?

(d) diminuição do volume do recipiente?

26. Na alta atmosfera ou em laboratório, sob ação de radiações eletromagnéticas, o ozônio é formado

por meio da reação endotérmica: 3 O2 (g) 2 O3 (g)

(a) O aumento da temperatura favorece ou dificulta a formação do ozônio? Justifique.

(b) E o aumento da pressão? Justifique.

27. Num recipiente fechado é realizada a seguinte reação a temperatura constante:

SO2 (g) + ½ O2 (g) SO3 (g)

(a) Sendo v1 a velocidade da reação direta e v2 a velocidade da reação inversa, qual a

relação v1 / v2 no equilíbrio? Justifique.

(b) Se o sistema for comprimido mecanicamente, ocasionando um aumento da pressão,

o que acontecerá com o número total de moléculas? Justifique.

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28. A mistura de quatro gases, NH3, O2, NO, e H2O colocada em um reator atinge o equilíbrio na reação

4 NH3 (g) + 5 O2 (g) 4 NO (g) + 6 H2O (g). Certas mudanças (veja a tabela seguinte) são,

então, feitas na mistura. Examine cada mudança separadamente e explique o efeito (aumento,

diminuição ou nenhum) que elas provocam nos valores originais de equilíbrio da quantidade da segunda

coluna (ou K, se for o caso). A temperatura e o volume são mantidos constantes.

Mudança Quantidade

(a) adicione NO quantidade de H2O

(b) adicione NO quantidade de O2

(c) remova H2O quantidade de NO

(d) remova O2 quantidade de NH3

(e) adicione NH3 K

(f) remova NO quantidade de NH3

(g) adicione NH3 Quantidade de O2

29. A mistura de quatro substâncias HCl, I2, HI e Cl2 colocada em um reator atinge o equilíbrio na

reação 2 HCl (g) + I2 (s) 2 HI (g) + Cl2 (g). Certas mudanças (veja a tabela seguinte) são,

então, feitas na mistura. Examine cada mudança separadamente e explique o efeito (aumento,

diminuição ou nenhum) que elas provocam nos valores originais de equilíbrio da quantidade da segunda

coluna (ou K, se for o caso). A temperatura e o volume são mantidos constantes.

Mudança Quantidade

(a) adicione HCl quantidade de HI

(b) adicione I2 quantidade de Cl2

(c) remova HI quantidade de Cl2

(d) remova Cl2 quantidade de HCl

(e) adicione HCl K

(f) remova HCl quantidade de I2

(g) adicione I2 K

30. A reação total da fotossíntese é 6 CO2 (g) + 6 H2O( λ ) C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) e

∆ Hº = 2802 kJ. Suponha que a reação está em equilíbrio. Diga qual é a consequência que cada uma

das seguintes mudanças teria sobre a composição de equilíbrio (tendência de mudança na direção dos

reagentes, tendência de mudança na direção dos produtos, ou não ter consequência alguma) e sobre o

valor de K:

(a) o aumento da pressão parcial de O2; (b) compressão do sistema; (c) aumento da quantidade de

CO2; (d) aumento da temperatura; (e) remoção parcial de C6H12O6; (f) adição de água; (g) redução da

pressão parcial de CO2.

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