13equilibrioquimicoresolucao

7/22/2019 13EquilibrioQuimicoresolucao

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1. Para o equilíbrio gasoso entre NO e O2 formando NO2 (2 NO (g) + O2 (g)2 NO2 (g)), a constante de equilíbrio é Kc = 6,45 x 105.a) em que concentração de O2 as concentrações de NO2 e de NO são iguais?

b) em que concentração de O2 a concentração de NO2 é 100 vezes maior do que aconcentração de NO?

PAG Química – Equilíbrio Químico



2. Considere o seguinte equilíbrio: A (aq) B (aq), cujo Kc é 0,1. Se emum litro de solução adicionarmos 0,1 mol de A a 0,1 mol de B, quais vão ser

as concentrações de A e B no equilíbrio?


mol/L

mol/L



3. A constante de equilíbrio Kp para a reação:PCl3 (g) + Cl2 (g) PCl5 (g) é 0,0131 a 250º C.São colocados 1,50 mol de PCl5, 3,00 mols de PCl3 e 0,50 mols de Cl2 numbalão de 0,5 L a 250ºC.a) calcule Kc.b) o sistema está ou não está em equilíbrio? Justifique.c) caso não esteja, em que sentido está ocorrendo a reação? Justifique suaresposta.d) calcule a concentração das espécies quando o equilíbrio se estabelece.


0,0131 = Kc x (0,082x523)-1

Kc

não, Qc < Kc




x´ = 8,704

x´´ = 0,076

3,076 mol/L

0,9242 mol/L

5,9242 mol/L

3 +x



4. Mistura-se um mol de álcool etílico puro (C2H5OH) com um mol de ácidoacético (CH3CO2H) em 1 L de um solvente adequado. Após atingido oequilíbrio, a mistura contém 2/3 de mol de éster (CH3CO2C2H5) além das outras

substâncias.a) qual o valor da constante de equilíbrio Kc para a reaçãoC2H5OH + CH3CO2H CH3CO2C2H5 + H2Ob) quantos mols de éster são formados no equilíbrio quando 3 mols de álcoolsão misturados com 1 mol de ácido em 1 L do mesmo solvente?c) o que acontece com uma mistura em equilíbrio se forem adicionados mais 3L de solvente?




5. A certa temperatura, uma mistura em equilíbrio NO2 + SO2 NO + SO3 foi analisada e encontrou-se seus componentes nas

seguintes concentrações (mol/L): [NO2] = 0,10, [SO2] = 0,30, [NO] = 2,00, [SO3]

= 0,60. Se 0,50 mols de SO2 são introduzidos, na mesma temperatura, quaisserão as concentrações de reagentes e produtos quando o novo equilíbrio for estabelecido? O volume do recipiente é de 1 L.


0,055




0,045 0,745 2,055

0,655



6. NH4HS sólido a 25o C é colocado em um recipiente evacuado, onde sedecompõe de acordo com a reação NH4HS (s) NH3 (g) + H2S (g)

A pressão total dos gases, quando o equilíbrio é atingido, é de 0,658 atm.

Qual a pressão parcial de cada espécie quando um novo equilíbrio éreestabelecido, após a adição de 0,300 atm de NH3 ?




7. É dada a reação

H+ (aq) + CN- (aq) HCN (aq)

cuja constante de equilíbrio é Kc = 4,76 x 108.a) calcule ΔGo para esta reação a 298 Kb) calcule ΔG para esta reação a 298 K quando a concentração de H+ for 1,5 x 10-8,a de CN- for 5,4 x 10-5 mol/L e a de HCN for 3,2 x 10-3 c) nas condições da alínea b, em que sentido a reação está se deslocando?

d) calcule ΔG para esta reação a 298 K quando todas as concentrações foremunitáriase) nas condições da alínea d, em que sentido a reação está se deslocando?f) qual deve ser a relação entre a concentração de H+ e a de CN- para que ΔG dareação seja 18 kJ a 298 K, sabendo que a concentração de HCN é unitária?




8. A síntese de 2 mols de HBr (g) a partir de hidrogênio gasoso e bromo líquidotem uma constante de equilíbrio Kp = 4,5 x 1015 a 25° C. Sabendo que apressão de vapor de bromo líquido (pressão do vapor de bromo em equilíbrio

com o líquido) é 0,28 atm, encontre o valor de Kp e ΔGo para a reação desíntese de 1 mol de HBr em fase gasosa na mesma temperatura




9. As energias livres padrão de formação do cis e trans 2-buteno são,respectivamente, - 67,15 e - 64,10 kJ/mol. Calcule as constantes de equilíbrioKp e Kc para a reação de conversão cis 2-buteno trans 2-buteno




10. A 817o C, Kp para a reação entre CO2 puro e excesso de grafite quentepara formar CO é 10, de acordo com a reação CO2 (g) + C (s) 2 CO(g)

a) qual é a pressão parcial dos gases no equilíbrio, na temperatura de 817o

Ce pressão total de 4 atm?b) se 1 atm de CO for injetada no sistema em equilíbrio, qual o deslocamentoobservado? Qual será a pressão parcial de cada gás no novo equilíbrio?c) após um aumento do volume do vaso de reação, a análise da misturagasosa em equilíbrio mostra 6 % de CO2 em percentagem volumétrica. Qual apressão total do sistema nesse equilíbrio?





% CO2 = (1,22 x 100)/4,72 = 25,8%



11. A 25o C, Kc = 0,145 para a seguinte reação 2 BrCl (g) Br 2 (g) +Cl2 (g)a) se a concentração inicial de cada substância é 0,040 mol/L, quais serãosuas concentrações de equilíbrio?

b) qual o percentual de dissociação do BrCl no equilíbrio?





Br 2 (g) + Cl2 (g)à 2 BrCl (g)

i 0,026 0,026 0,068

f 0 0 0,068 + 2 x 0,026

quanto dissociou

quanto teria de BrCl no iníciopara que se chegasseàquela posição de equilíbrio



12. Uma mistura reacional que consiste de 0,9 mol de H2, 1,35 mol de I2 e 0,45mol de HI, foi preparada em um frasco de 3 L e aquecida a 500 K. Dado: Kc =0,0181, para a reação 2 HI (g) H

2(g) + I

2(g)

a) qual a concentração de cada componente ao ser atingido o equilíbrio?b) qual a quantidade de HI que deve ser adicionada ao equilíbrio anterior paraque o frasco contenha 0,3 mol de H2 ao ser restabelecido o equilíbrio.c) qual o grau de dissociação do HI na alínea a)?




13. A 600º C, a constante de equilíbrio, Kc, é 7,0 x 10-2 para a reação aseguir: PH3BCl3 (s) PH3 (g) + BCl3 (g)a) um frasco de 2,5 L foi carregado com 8,66 g de PH3BCl3, 0,100 mol dePH3, 0,100 mol de BCl3 e levado à temperatura de 600º C. Quais as

concentrações no equilíbrio?b) em seguida, o equilíbrio anterior foi perturbado através da adição de mais0,50 mol de PH3. Quais as concentrações quando o novo equilíbrio érestabelecido?c) qual o valor de Kp para a reação acima representada?





Problema irreal: o equilíbrio precisa se deslocar 0,225 mol/L. Em 2,5 L, precisa se

deslocar 0,5625 mol, consumindo 0,5625 mol de PH3BCl3, ou seja, 85,22 g. Massó tem 8,66 g!! E essa massa era inútil…



14. A 673 K, a constante de equilíbrio, Kc, é 0,215 para a reação a seguir:NH4I (s) NH3 (g) + HI (g)Um frasco de 2,5 L foi carregado com 607 g de NH4I, 1,50 mol de NH3, 1,50mol de HI e levado à temperatura de 673 K.

a) o sistema está ou não está em equilíbrio? Caso não esteja, em quesentido está ocorrendo a reação? Justifique sua resposta.b) calcule a concentração das espécies quando o equilíbrio se estabelece.c) calcule o grau de dissociação do NH4I no equilíbrio quando 607 g de NH4Iforem colocados no frasco evacuado de 2,5 L, a 673 K.




15. Escolha entre as soluções aquosas a seguir, NaOH, HCl ou FeCl3, a quevocê usaria para melhor dissolver um precipitado de Fe(OH)3. Explique a suaescolha.




16. a) Considere o seguinte sistema em equilíbrio, a uma dada temperatura:H2O (l) H2O (g) Explique, justificando, o que acontece com o sistema,se for adicionada a ele uma certa quantidade de água líquida em que o átomo de

hidrogênio foi substituído por seu isótopo deutério.b) O hidróxido de zinco é um composto que não é muito solúvel em água. Ao sesolubilizar, libera íons Zn2+ e OH- em solução. Em que composto esse hidróxidodeve ser mais solúvel: ácido nítrico ou hidróxido de amônio? Justifique.




17. A reação de fotossíntese é 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) C6H12O6 (s) + 6 O2(g) e ΔHº = + 2802 kJ/mol. Supondo que a reação esteja em equilíbrio, diga,

justificando, qual será o efeito de cada uma das seguintes perturbações no

sentido do equilíbrio:a) a pressão parcial de O2 é aumentada.b) o sistema é comprimidoc) a temperatura é diminuídad) um pouco de C6H12O6 é removida




18. Considere a reação: SnO2(s) + 2 H2 (g) Sn(s) + 2 H2O(g), cujo ΔH é + 97,1 kJ. Admita que o sistema está em equilíbrio. O que ocorrerá àconcentração de H2 no recipiente se:a) for adicionado H2Ob) for adicionado SnO2c) for adicionado Hed) for aumentado o volume do recipientee) a temperatura for elevada




19. Usando o Princípio de Le Châtelier, faça uma previsão da consequência quea mudança dada na 1a. coluna da tabela a seguir tem sobre a quantidade na 2a.coluna, para o seguinte sistema em equilíbrio:2 HCl (g) + I2 (s) 2 HI (g) + Cl2 (g) ΔHo = + 120 kJ/mol

Resposta

a) diminuição de volume Kc =

b) aumento de volume quantidade de Cl2 +

c) aumento de temperatura Kc +

d) adição de HI quantidade de Cl2 -

e) adição de I2 quantidade de HI =

f) remoção de Cl2 quantidade de HI +

g) compressão quantidade de HCl +

h) redução da temperatura quantidade de HI -

i) adição de Cl2 quantidade de I2 + j) adição de Cl2 quantidade de Cl2 +

l) adição de N2 a volume constante quantidade de Cl2 =

m) adição de catalisador quantidade de HCl =




20. Use o princípio de Le Châtelier para prever a consequência que amudança dada na primeira coluna da tabela a seguir tem sobre a quantidadena segunda coluna para o seguinte sistema em equilíbrio:2 Pb(NO3)2 (s) 2 PbO (s) + 4 NO2 (g) + O2 (g) ΔH = - 266,1 kJ.mol-1

Cada mudança é aplicada separadamente ao sistema. Expresse aconsequência como +, - ou =.

Mudança Quantidade Consequênciaa) diminuição do volume Kp =b) aumento de volume quantidade de NO2 +

c) aumento da temperatura Kc -d) adição de O2 quantidade de NO2 -e) adição de PbO quantidade de O2 =f) remoção de NO2 quantidade de PbO +g) diminuição da temperatura quantidade de Pb(NO3)2 -h) adição de Pb(NO3)2 quantidade de O2 =i) adição de gás inerte, a P e T constantes quantidade de NO2 +

j) adição de um catalisador Kp =




21. Para o sistema em equiíbrio:C2H5OH (l) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O (g) ΔHo = -1233,71 kJ/mola) escreva a expressão da constante de equilíbrio.b) use o Princípio de Le Châtelier para prever a consequência que a

mudança dada na 1a. coluna da Tabela a seguir tem sobre a quantidade na2a. coluna (cada mudança é aplicada separadamente ao sistema).Mudança Quantidade Resposta

a) diminuição de volume Kp =

b) aumento de volume quantidade de O2 -

c) aumento de temperatura Kp -

d) adição de H2O quantidade de C2H5OH +

e) adição de C2H5OH quantidade de CO2 =

f) remoção de O2 quantidade de C2H5OH +

g) compressão quantidade de O2 +

h) redução da temperatura quantidade de CO2 +

i) adição de CO2 quantidade de O2 +

j) adição de H2O quantidade de H2O +

k) adição de N2 à P e T ctes quantidade de O2 -

l) adição de catalisador quantidade de CO2 =




22. Explique porque cada uma das seguintes afirmações é falsa:a) um processo não espontâneo endotérmico com ΔS positivo pode se tornar espontâneo em baixas temperaturas.b) o trabalho de compressão de um gás consumido em uma reação química é

uma função de estado.c) quando uma reação química reversível atinge o equilíbrio, as concentrações detodos os reagentes e produtos são iguais entre si.d) uma reação exotérmica que produz mais mols de gás do que os que sãoconsumidos, possui energia livre padrão de reação positiva.e) um sistema reacional reversível entra em equilíbrio químico quando suavelocidade atinge um mínimo e sua energia livre um máximo




23. Abaixo são feitas algumas afirmações. Atribua às mesmas o conceitoverdadeiro (V) ou falso (F). No caso da afirmação ser falsa, reescreva-acorretamente.a) como ΔU é o calor trocado a pressão constante, um processo realizado com

variação de pressão não tem ΔU associado a ele.b) a diferença entre Cp e Cv é de 0,082 atmL/molK, portanto é desprezível.c) um sistema atinge o equilíbrio químico quando tanto a reação direta quantoa reação inversa têm velocidade nula.d) a adição de um reagente a um sistema em equilíbrio leva a um novo estadode equilíbrio onde a concentração desse reagente é menor que a suaconcentração no equilíbrio inicial.

e) para um gás, sendo a pressão proporcional à temperatura, o aumento dapressão em uma reação exotérmica desloca o equilíbrio no sentido daformação de reagentes.




f) a evaporação da água aumenta a entropia do sistema.g) a 1ª lei da termodinâmica diz que, o que quer que aconteça em um sistema, arespectiva energia interna (ΔU) não varia.h) na reação N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) realizada a pressão constante, o

exterior executa trabalho sobre o sistema.i) um sistema em equilíbrio é caracterizado por uma única relação deconcentrações que conduz ao valor de sua constante de equilíbrio.


f)

g)

h)

i)



j) como Energia Interna é função de estado e ΔU = q + w, então trabalho (w) ecalor (q) também são funções de estado.k) um processo nem sempre será espontâneo quando a transformação for acompanhada por um aumento de entropia do sistema.

l) quando se fornece 1000 J a um sistema, o aumento da desordem é maior seo sistema está a 150o C do que quando o mesmo está a 50o C.m) costuma-se dizer que uma reação praticamente não ocorre quando ΔGo

>>> 0 e, consequentemente Keq <<< 1. Nessas condições, a mistura emequilíbrio é composta quase somente por reagentes.n) no equilíbrio químico os reagentes não são mais transformados emprodutos.


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