Resolução das atividades complementares
Química
3
Q34 — Grau de equilíbrio a
p. 10
1
(Faap-SP) Em um recipiente indeformável de 10 L são colocados 46 g de N2O4(g) (92 g/mol). O
sistema é aquecido até 27 °C, ocorrendo a reação a seguir:
1 N2O4(g) F 2 NO2(g)
Sabendo que, a essa temperatura, o grau de dissociação do N2O4(g) é igual a 20%, calcule a pressão parcial
de N2O4(g) no sistema.
Dado: R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21
Resolução:
Cálculo da quantidade de matéria de N2O4(g) no início:
n 5 46 5 0,5 mol de N 2O4(g)
92
Pressão inicial em atm: PV 5 n RT
P ? 10 5 0,5 ? 0,082 ? 300
P 5 1,23 atm
Cálculo da pressão em relação ao grau de dissociação:
1,23 ? 20 5 0,246 atm
100
Equação:
N2O4(g)
B
Início:
1,230 atm
Reação: 0,246 atm
Equilíbrio:
0,984 atm
Pressão do N2O4(g) no equilíbrio 5 0,984 atm
2 NO2(g)
0,492 atm
0,492 atm
2
(UECE) Quando se introduzem 2,0 mols de I2 molecular em um recipiente de 4,0 L, a 1 200 °C,
ocorre dissociação de 40% em átomos de iodo:
I2(g) F 2 I(g)
O valor da constante de equilíbrio, KC, nessa mesma temperatura, é aproximadamente igual a:
a) 2,13
c) 0,82
b) 1,87
d) 0,53
Resolução:
n
Concentração inicial, em quantidade de matéria, de I2: M 5 1
V
M 5 2 5 0,5 mol/L
4
Reação:
Início:
Reage/forma:
Equilíbrio:
[I]2
KC 5
[I2]
I2(g)
B
0,5 mol/L
0,5 ? 0,4 mol/L
0,3 mol/L
2 I(g)
0,40 mol/L
0,40 mol/L
0,4 2
0,3
K C 5 0,53
KC 5
3 (FESPSP) O composto A2B4(g) dissocia-se a 200 °C em AB2(g) exclusivamente com um KC 5 14.
Colocando-se 1 mol de A2B4(g) em um recipiente de 1 L e aquecendo-se a 200 °C, após atingir o equilíbrio, a
porcentagem de A2B4(g) dissociada é aproximadamente igual a:
a) 60%
c) 40%
e) 45%
b) 81%
d) 85%
Resolução:
B
Reação:
A2B4(g)
Início:
1,0 mol/L
Reage/forma: x mol/L
Equilíbrio:
1,0 2 x
2
(2x)
KC 5
12 x
2 AB2(g)
2x
4x 2
12 x
x 5 0,81
14 5
1,0 mol dissociado
0,81 mol dissociado
100%
y
y 5 81%
4 (PUC-SP) Em um recipiente fechado estão contidos 495 g de COC,2(g) (99 g/mol), à temperatura de
27 °C, apresentando uma pressão de 1,23 atm. O sistema é aquecido até 327 °C, quando ocorre a reação:
COC,2(g) F CO(g) 1 C,2(g)
Atingindo o equilíbrio, verifica-se a existência de 30% (em quantidade de matéria) de CO(g) na mistura
gasosa formada. Calcule a constante de equilíbrio da reação acima em termos de concentrações na
temperatura em que se encontra o sistema.
Dado: R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21
Resolução:
Cálculo da quantidade de matéria de COC,2(g) inicial: n 5 m
M
495
n 5
5 5 mol
99
Quantidade de matéria de COC,2 dissociada: 5 ? 30 5 1,5 mol
100
Volume do recipiente: P V 5 n RT
1,23 ? V 5 5 ? 0,082 ? 300
V 5 100 L
Cálculo da concentração em quantidade de matéria no equilíbrio:
B
CO(g)
1
C,2(g)
Equação:
COC,2(g)
Início:
5,0 mol
Reação:
1,5 mol
1,5 mol
1,5 mol
Equilíbrio:
3,5 mol
1,5 mol
1,5 mol
3,5
1,5
1,5
Concentração:
mol/L
mol/L
mol/L
100
100
100
[CO] ? [C, 2]
KC 5
[COC, 2]
KC 5
0,015 ? 0,015
0,035
K C 5 6,43 ? 1023 mol/L
5 (ENQ-RJ) Aqueceram-se 2 mol de pentacloreto de fósforo gasoso, PC,5(g), num recipiente fechado,
com capacidade de 2 L. Atingindo o equilíbrio, o PC,5(g) estava 40% dissociado em PC,3(g) e C,2(g).
Calcule a constante de equilíbrio.
Dada a reação: 1 PC,5(g) F 1 PC,3(g) 1 C,2(g)
Resolução:
Cálculo da quantidade de matéria de PC,5(g) dissociada: 2 ? 40 5 0,8 mol
100
Equação: PC,5(g)
B
PC,3(g) 1 C,2(g)
Início:
2,0 mol
0
0
Reação:
0,8 mol
0,8 mol
0,8 mol
Equilíbrio:
1,2 mol
0,8 mol
0,8 mol
1,2
0,8
0,8
mol/L
mol/L
mol/L
Concentrações:
2
2
2
[PC,3] ? [C,2]
KC 5
[PC, 5]
0,4 ? 0,4
0,6
K C 5 0,27 mol/L
KC 5
6 (Fesp-PE) Uma quantidade de matéria igual a 0,1 mol de N2O4(g) é decomposta em NO2(g) segundo a
reação:
1 N2O4(g) F 2 NO2(g)
O volume ocupado pelo sistema em equilíbrio na temperatura de 546 °C e 1,0 atm de pressão é igual a 10,08 L.
O grau de dissociação do N2O4(g) calculado em volume é aproximadamente igual a:
Dado: R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21
a) 10%
c) 15%
e) 85,67%
b) 50%
d) 70%
Resolução:
Cálculo da quantidade de matéria total no equilíbrio: PV 5 n RT
1 ? 10,08 5 n ? 0,082 ? 819
n 5 0,15 mol
B
2 NO2(g)
Equação: N2O4(g)
Início:
0,10 mol
Reação:
x mol
2 x mol
2x
Equilíbrio:
0,10 2 x
0,10 2 x 1 2x 5 0,15
x 5 0,05 mol
Como VA / V 5 nA / n 5 XA
quantidade de matéria dissociada
quantidadee de matéria inicial
0,05
 5
5 0,50 ou % 5 500%
0,1
 5
7 (Cesgranrio-RJ) Os gases provenientes da eletrólise da água do mar foram recolhidos em um
recipiente fechado de capacidade igual a 5 litros. A mistura recolhida apresentava 7,5 moles de hidrogênio e
5 moles de cloro, que reagiram de acordo com a seguinte equação:
H2(g) 1 C,2(g) F 2 HC,(g)
Sendo assim, a constante de equilíbrio, em termos de concentração molar (KC) a uma dada temperatura em
que 5 moles de HC,(g) foram obtidos, será:
a) 1,0
c) 2,5
e) 5,0
b) 2,0
d) 4,0
Resolução:
Concentração em quantidade de matéria das espécies envolvidas no início do processo:
n
7,5
H 2: 1 5
5 1,5 mol/L
V
5
n
C,2: 1 5 5 5 1,0 mol/L
V
5
Concentração em quantidade de matéria de HC, no equilíbrio:
n1
5 5 5 1,0 mol/L
V
5
H2(g)
B
C,2(g)
1
2 HC,(g)
Início:
1,5 mol/L 1,0 mol/L
Reagem:
0,5 mol/L 0,5 mol/L
No equilíbrio: 1,0 mol/L 0,5 mol/L
[HC,]2
KC 5
[H 2] ? [C,2]
KC 5
1,0 mol/L
1,02
5 2,0
1,0 ? 0,5
8 (PUCCamp-SP) Um recipiente fechado de 1 litro contém NO(g), O2(g) e N2(g) em equilíbrio, de
acordo com a equação:
2 NO(g) F N2(g) 1 O2(g)
Sabendo-se que, inicialmente, só há NO(g), e que seu grau de dissociação vale 50%, qual o valor de KC?
a) 0,25
c) 1,0
e) 2,0
b) 0,50
d) 1,5
Resolução:
2 NO(g)
Início:
x mol/L
B
N2(g)
1
O2(g)
Reagem:
x ? 0,5 mol/L
x ? 0,25 mol/L
x ? 0,25 mol/L
x ? 0,25 mol/L
x ? 0,25 mol/L
No equilíbrio: x ? 0,5 mol/L
2
[N 2] ? [O2]
x ? 0,25 ? x ? 0,25
x ? 0,0625
KC 5
5
5
5 0,25
2
2
[NO]
(x ? 0,5)
x 2 ? 0,25
9 (Faap-SP) Aqueceram-se 2 mols de PC,5(g) num recipiente fechado com capacidade de 2 litros. Ao
ser atingido o equilíbrio, o PC,5(g) se encontrava 50% dissociado em PC,3(g) e C,2(g).
1 PC,5(g) F 1 PC,3(g) 1 1 C,2(g)
Qual o valor de KC?
a) 0,25
c) 1
e) 2
b) 0,5
d) 1,5
Resolução:
Cálculo da quantidade de matéria de PC,5(g) dissociada: 2 ? 50 5 1,0 mol
100
Equação: PC,5(g)
B
PC,3(g) 1 C,2(g)
Início:
2,0 mol
0
0
Reação:
1,0 mol
1,0 mol
1,0 mol
Equilíbrio: 1,0 mol
1,0 mol
1,0 mol
1,0
1,0
1,0
mol/L
mol/L
mol/L
Concentrações:
2
2
2
[PC,3] ? [C,2]
KC 5
[PC,5]
0,5 ? 0,5
0,5
K C 5 0,5 mol/L
KC 5
10 (Mack-SP) Em um recipiente de 400 mL são introduzidos 2 mols de PC,5 gasoso, a determinada
temperatura. Esse gás se decompõe segundo a reação:
1 PC,5(g) F 1 PC,3(g) 1 1 C,2(g)
O equilíbrio foi alcançado quando 20% do pentacloreto de fósforo reagiu (% em mols). A constante de
equilíbrio, nessas condições, vale:
a) 4,0
c) 0,5
e) 0,025
b) 1,0
d) 0,25
Resolução:
Cálculo da quantidade de matéria de PC,5(g) dissociada: 2 ? 20 5 0,4 mol
100
Equação: PC,5(g)
B
PC,3(g) 1 C,2(g)
Início:
2,0 mol
0
0
Reação:
0,4 mol
0,4 mol
0,4 mol
Equilíbrio: 1,6 mol
0,4 mol
0,4 mol
1,6
0,4
0,4
mol/L
mol/L
mol/L
Concentrações:
0,4
0,4
0,4
[PC,3] ? [C,2]
KC 5
[PC,5]
1,0 ? 1,0
4,0
K C 5 0, 25 mol/L
KC 5