PRÉ-QUÍMICO
RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO À UEM – 2020 - QUÍMICA
1. Analise as afirmações seguintes sobre a velocidade das
reacções e indique a afirmação incorrecta.
A . Quanto menor for a temperatura, maior será a velocidade de
uma reacção
B . O aumento da temperatura aumenta a velocidade tanto da reacção
endotérmica quanto da reacção exotérmica;
C . A velocidade de um reagente no estado sólido é menor que
no estado líquido;
D . A diferença energética entre os produtos e os reagentes é
chamada de entalpia
E . A velocidade de uma reacção depende da natureza do reagente.
Resolução
Para sabermos qual das afirmações
é incorrecta temos que analisar cada alternativa (justificaremos somente a
incorrecta).
A . INCORRECTA
Na verdade, quanto MENOR for a temperatura, MENOR é a velocidade da reacção. Isso acontece
porque quando se diminui a temperatura, a energia cinética das partículas
reagentes também diminui e como consequência as partículas reagentes passam a
se movimentar com menor velocidade, o que implica na diminuição do número de
choques por segundo (frequência das colisões) mas também diminui a energia com
que as partículas reagentes se chocam, consequentemente diminui também a
probabilidade de ocorrêcia de choques efectivos (colisões eficazes), assim diminui a velocidade da reacção.
O contrário também é possível, ou seja, quanto MAIOR for a temperatura MAIOR é a velocidade da reacção. Assim, ao
se aumentar a temperatura do sistema onde encontram-se estas moléculas a reagir
a sua energia cinética aumenta, o que significa que as moléculas passam a se
movimentar com maior velocidade o que aumenta o número de choques por segundo
(frequência das colisões) mas também aumenta a energia com que essas moléculas
colidem (se chocam), o que implica numa maior probabilidade de ocorrência de
colisões efectivas aumentando assim a velocidade da reacção. E isto está de
acordo com a Teoria das
Colisões.
B. CORRECTA
C. CORRECTA
D. CORRECTA
E. CORRECTA
Como o exercício pedia para
identificar a afirmação incorrecta e neste caso a afirmação incorrecta
encontramos na alternativa A.
Resposta: alternativa: A
2 . Na equação química de decomposição do peróxido de
hidrogénio abaixo indicada, temos a formação de água líquida e oxigénio gasoso.
Utilizando os dados da tabela fornecida,
calcule a velocidade média de decomposição do peróxido de hidrogénio entre 0 e
10 minutos.
H2O2(aq)
→ H2O(l)
+ 1/2O2(g)
Tempo
|
H2O2
mol/L
|
0
|
0,8
|
10
|
0,5
|
A . 2 x 10-4 mol.L-1.s-1
B . 3 x 10-4 mol.L-1.s-1
C . 4 x 10-4 mol.L-1.s-1
D . 5 x 10-4 mol.L-1.s-1
E . 3
x 10-2 mol.L-1.s-1
Resolução
A velocidade média de uma reacção é definida como sendo a
alteração (variação) da concentração de um dos reagentes ou produtos, em um
intervalo de tempo.
Dado que é comum na Matemática usarmos o delta (∆) para indicar a variação, assim podemos escrever:
Onde:
- ∆ [ ] = Concentração final – Concentração inicial
∆ [ ] = [ ]final – [ ]inicial
- ∆t = tempo final – tempo inicial
∆t = tfinal – tibicial
Você
até poderia pensar que a alternativa correcta é E mas ela está errada. Note que acima
calculamos a velocidade média em mol/L.min mas o exercício pede para calcularmos a
velocidade em mol/L.s
ou mol.L-1.s-1.
Portanto, antes de mais nada temos que converter o tempo dado em minutos
para segundos:
Resposta: alternativa: D
3 . No estudo cinético de uma reacção representada por: 2A(g)
+ B2(g) → 2AB(g)
colocou-se os seguintes dados:
Concentração inicial [A] mol/L
|
Concentração inicial [B2] mol/L
|
Velocidade inicial
(mol.l-1.s-1)
|
0,10
|
0,10
|
2,53 x 10-6
|
0,10
|
0,20
|
5,06 x 10-6
|
0,20
|
0,10
|
10,01 x 10-6
|
A velocidade da reacção pode ser expressa pela equação:
A . v = k 2[A]
B . v = k [B2]2
C . v = k [A] [B2]
D . v = k [A]2 [B2]
E . v = k [A] [B]2
Resolução
De um modo geral, casos desta natureza são de reacções
consideradas não elementares, por isso, não podemos usar os coeficientes
estequiométricos da equação química na expressão da Lei de Velocidade antes de
efectuarmos a análise correcta dos dados da tabela dada.
Como temos uma tabela que nos fornece dados experimentais
então temos que determinar a ordem de cada um dos reagentes.
Então vamos escrever a expressão da Lei de Velocidade
colocando incógnitas como ordem de cada um dos reagentes, assim temos:
V = k · [A]m · [B2]n
ATENÇÃO: na tabela incluímos a parte das Experiências
só para tornar didáctica a explicação. Os dados originais do exercício foram
mantidos:
Agora vamos determinar os valores de m e n, ou seja,
determinar a ordem da reação em relação a A e a B2:
Ordem do reagente
A
Para determinar a ordem
do reagente A vamos escolher as
experiências I e III, visto que nestas experiências a concentração do outro
reagente, ou seja, do B2
é constante e a concentração do A
variou.
Agora note que nas experiências I e III a concentração do B2 é constante e a
concentração do A está a variar.
Agora perceba que da experiência I para experiência III a concentração do A está a duplicar, ou seja, aumenta
duas vezes e agora olhando para a velocidade, vemos que quando a concentração
do A duplica, a velocidade da reacção quadruplica, ou seja, aumenta 4
vezes, então concluímos que a velocidade
da reacção é directamente proporcional ao quadrado da concentração de A,
logo a ordem da reacção em relação a A é
2.
Mas podemos ilustrar isso de forma analítica, assim teremos:
Expressão
geral: V = k · [A]m · [B2]n
Experiência I: 2,53 x 10-6 = k .(0,10)m
. (0,10)n
Experiencia III:
10,01 x 10-6 = k .(0,20)m . (0,10)n
Então
fazendo a relação entre as duas velocidades, ou seja, entre a velocidade maior
pela menor teremos a seguinte situação:
Ordem do reagente
B2
Usando
o mesmo raciocínio, para determinarmos a ordem do reagente B2 vamos escolher as experiências I e II isto porque nestas duas experiências a concentração do A é constante e a concentração do B2
variou.
Note que nas experiências I e II a concentração do A é constante e a
concentração do B2 está a variar. Agora perceba que da experiência I
para a experiência II a concentração do B2 duplicou, ou seja,
aumentou duas vezes e a olhando para a velocidade, vemos que quando a
concentração do B2
duplica (aumenta duas vezes) a velocidade aumenta duas (2) vezes, então, concluímos
que a velocidade da reacção é directamente proporcional a concentração de B2,
logo, a ordem da reacção em relação a B2 é 1.
Mas podemos ilustrar isso de forma analítica, assim teremos:
Expressão geral: V = k · [A]m ·
[B2]n
Experiência I:
2,53 x 10-6 = k .(0,10)m . (0,10)n
Experiencia II: 5,06 x 10-6 =
k .(0,10)m . (0,20)n
Então fazendo a relação entre as duas velocidades, ou seja, entre a
velocidade maior pela menor teremos a seguinte situação:
Como m = 2 e n = 1, assim, a expressão da lei de velocidade é:
V = k · [A]2 ·
[B2]1 ou V = k · [A]2
· [B2]
Resposta:
alternativa: D
4 . O equilíbrio de dissociação do H2S gasoso é
representado pela equação:
2H2S(g)
⇌ 2H2(g) + S2(g) . Em um recipiente de 2,0 dm3,
estão em equilíbrio 1,0 mol de H2S, 0,20 mol de H2
e 0,80 mol de S2 . Qual o
valor da constante de equilíbrio Kc ?
A . 0,016
B . 0,032
C . 0,080
D . 12,5
E . 62,5
Resolução
Kc é a constante de
equilíbrio em função das concentrações (mol/L), sendo definida como o produto das concentrações dos produtos, dividido pelo produto das
concentrações dos reagentes onde cada concentração está elevada a seu
coeficiente estequiométrico da equação química.
Portanto, para a reacção:
2H2S(g) ⇌ 2H2(g) + S2(g)
Agora note que Kc relaciona as concentrações molares (em
mol/L) das espécies químicas participantes da reacção. No entanto, os dados
fornecidos de cada participante estão em mol,
por isso temos que calcular a concentração em mol/L de cada participante
primeiro e só depois calcularemos o Kc.
Lembre-se: Concentração em mol por
litro ou molaridade (M) é a
quantidade de matéria (no de moles) do soluto existente em um litro
(1L) de solução.
Dados
n(H2S)
= 1 mol
n(H2)
= 0,20 mol
n(S2)
= 0,80 mol
Volume = 2 dm3 = 2 L
Cálculo das concentrações em mol/L
Cálculo de Kc
Resposta: alternativa: A
5 . Para o equilíbrio químico N2(g) + O2(g)
⇌ 2NO(g) foram
encontrados os seguintes valores para a constante Kc, às temperaturas
indicadas:
Temperatura (K)
|
Kc (10-4)
|
|
I
|
1 800
|
1,21
|
II
|
2 000
|
4,08
|
III
|
2 100
|
6,86
|
IV
|
2 200
|
11,0
|
V
|
2 300
|
16,9
|
Há maior concentração molar do NO(g) em:
A . I
B . II
C . III
D . IV
E . V
Resolução
Analisando a tabela dada podemos ver que o valor da
constante de equilíbrio aumenta com o aumento da temperatura, o que significa
que a reacção directa é endotérmica e a inversa é exotérmica.
Equação da reacção:
N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g)
Para facilitar a compreensão vamos escrever as equações
das reacções directa e inversa:
Reacção directa: N2(g) + O2(g)
→ 2NO(g)
Reacção inversa:
2NO(g) → N2(g) + O2(g)
Sabemos pelo Princípio de Le Chatelier que num sistema em
equilíbrio o aumento da temperatura favorece a reacção endotérmica, ou seja,
desloca o equilíbrio no sentido da reacção endotérmica. Neste caso, a areacção
directa (N2(g) + O2(g) →
2NO(g)) é endotérmica, o que quer dizer que com o aumento da
temperatura o equilíbrio vai deslocar-se para a direita, neste caso, no sentido
de formação de NO.
Se o equilíbrio está deslocado para a direita (sentido de
formação de NO) significa que a velocidade da reacção directa e maior que a
velocidade da reacção inversa, consequentemente há formação de mais NO,
portanto, a concentração de NO aumenta.
Por um lado, a expressão de Kc é:
Esta expressão mostra-nos que Kc é directamente
proporcional ao quadrado da concentração de NO, assim, se Kc é maior, a
concentração de NO também será maior.
Por: Miguel Pascoal
FIM
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3 Comentários
Obrigado pela replicação
ResponderEliminarObrigado pela replicação
ResponderEliminarlegalmlk genio kk
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