TURMA EMESCAM
QUÍMICA
Prof. Borges
TESTES DE EQUILPIBRIO MOLECULAR
1. (Fuvest) A isomerização catalítica de parafinas de cadeia não ramificada, produzindo seus isômeros
ramificados, é um processo importante na indústria petroquímica. A uma determinada temperatura e
pressão, na presença de um catalisador, o equilíbrio
CH3 CH2 CH2 CH3 (g) U (CH3 )2 CHCH3 (g)
n-butano
isobutano
é atingido após certo tempo, sendo a constante de equilíbrio igual a 2,5. Nesse processo, partindo
exclusivamente de 70,0 g de n-butano, ao se atingir a situação de equilíbrio, x gramas de n-butano terão
sido convertidos em isobutano. O valor de x é
a) 10,0
c) 25,0
e) 50,0
b) 20,0
d) 40,0
2. (G1 - cftmg) A fotossíntese é um processo bioquímico que converte gás carbônico e água em
moléculas de glicose. Diferente do que aparenta, equivale a uma sequência complexa de reações que
acontecem nos cloroplastos. Considere que esse fenômeno ocorra em uma única etapa, representada
pela equação química, não-balanceada, e pela curva da variação das concentrações em função do
tempo, mostradas abaixo.
H2O(A ) + CO2(g) R C6H12O6(aq) + O2(g)
Nessa situação, a constante de equilíbrio ( Kc ) para a reação é, aproximadamente, igual a
a)
b)
c)
d)
0,1.
1,5.
11.
15.
3. (Uesc)
1
TURMA EMESCAM
O gráfico representa a variação da concentração de reagente e de produtos, durante a reação química
representada pela equação química 2NO2 ( g ) U 2NO ( g ) + O2 ( g ) , que ocorre no interior de um
recipiente fechado, onde foi colocado inicialmente NO2 (g) , e após ter sido atingido o equilíbrio
químico. A partir da análise desse gráfico, é correto afirmar:
a) A concentração inicial de NO é 4,0 ⋅ 10 −2 mol ⋅ L−1 .
b) A constante de equilíbrio, Keq, é igual a 2,0mol ⋅ L−1 .
c) A concentração de NO2 ( g) , no estado de equilíbrio químico, é a metade da concentração de NO(g).
d) O equilíbrio químico é inicialmente estabelecido no tempo X, representado no gráfico.
e) A constante de equilíbrio, Keq, possui valores iguais quando o sistema atinge o tempo representado por
Z e por Y, no diagrama.
4. (Ueg) A presença de tampão é fundamental para manter a estabilidade de ecossistemas menores,
como lagos, por exemplo. Íons fosfato, originários da decomposição da matéria orgânica, formam um
tampão, sendo um dos equilíbrios expressos pela seguinte equação:
H2PO4− (aq) U HPO24− (aq) + H+ (aq)
Se no equilíbrio foram medidas as concentrações molares [H2PO4− ] = 2 mol ⋅ L−1 , [HPO24− ] = 1 mol ⋅ L−1 e
[H+ ] = 0,2 mol ⋅ L−1 , o valor da constante de equilíbrio é:
a) 2
b) 0,2
c) 0,1
d) 0,01
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
No mundo atual, são produzidas milhões de toneladas de compostos nitrogenados, entre os quais
os fertilizantes são os mais importantes pelo papel que desempenham na produção de alimentos. Esses
adubos agrícolas nitrogenados são fabricados a partir da amônia, que é produzida industrialmente através
da síntese de Haber-Bosch, descrita pela seguinte equação:
N2 ( g) + 3H2 ( g) R 2NH3 ( g) ΔH = −113 kJ / mol
5. (Ufpb) A variação das concentrações do produto e dos reagentes da síntese de Haber-Bosch, em um
reator mantido à temperatura constante, é mostrada no gráfico a seguir.
Com base nesse gráfico, é correto afirmar:
a) As curvas X, Y e Z referem-se
respectivamente.
b) As curvas X, Y e Z referem-se
respectivamente.
c) As curvas X, Y e Z referem-se
respectivamente.
d) A concentração do produto, em t1, é
reagentes.
e) O sistema, em t2, está em equilíbrio.
a NH3, H2 e N2
a H2, NH3 e N2
a N2, NH3 e H2
maior do que a dos
6. (Ufrgs) Observe o gráfico a seguir, no qual a concentração do reagente e do produto de uma reação
elementar A → B foi monitorada em função do tempo.
2
TURMA EMESCAM
Assinale a alternativa correta a respeito dessa reação.
a) A reação ultrapassa o equilíbrio, porque a concentração final do produto é maior do que a do reagente.
b) A velocidade de desaparecimento de A é sempre igual à velocidade de formação de B.
c) A velocidade de formação de B torna-se maior que a velocidade de desaparecimento de A após o ponto
em que as curvas se cruzam.
d) A velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa no ponto em que as curvas
se cruzam.
e) A lei cinética para essa reação é v = k [A] [B].
7. (Uemg) A presença do oxigênio gasoso (O2) na água se deve, em parte, à dissolução do ar atmosférico
na água. A equação, a seguir, representa o equilíbrio de dissolução do O2 em água:
O2 (g)
O2 (aq)
Baseando-se nessas informações e em outros conhecimentos sobre o assunto, é INCORRETO afirmar que
a) a solubilidade do O2 aumenta em temperaturas mais elevadas.
b) a solubilidade do O2 é baixa, devido ao caráter polar da molécula de água.
c) a disponibilidade de O2 em águas superficiais é influenciada pela altitude.
d) a ligação entre átomos de oxigênio ocorre por compartilhamento de elétrons.
8. (G1 - cftmg) A reação entre N2(g) e H2(g) para obtenção de NH3(g) é conhecida como processo HaberBosch. Essa reação é exotérmica e favorecida em altas pressões. Se o valor da constante de equilíbrio
a 500 ºC é 0,061, então, o valor de Kc a 750 ºC é
a) igual a 0,061.
b) igual a 0,091.
c) maior que 0,061.
d) menor que 0,061.
9. (Fatec) O gráfico mostra a variação das concentrações de NH3, H2 e N2, durante a reação de
decomposição de 8 mols de amônia, num balão de 2L a uma temperatura de 480 °C, em função do
tempo. A equação da reação é:
2N3H(g) ⇔ N2(g) + 3H2(g)
a)
b)
c)
d)
e)
A análise dos dados mencionados nos permite concluir que o valor numérico da constante de equilíbrio,
Kc, dessa reação é aproximadamente:
0,07
2,3.
3,7.
6,8.
27.
10. (Pucrs) Para responder à questão, analise as informações e o gráfico a seguir.
O ácido sulfúrico é um dos responsáveis pela formação da chuva ácida. O equilíbrio envolvido na
formação desse ácido na água da chuva é representado pela equação:
2 SO2(g) + O2(g)
3
R 2 SO3(g)
TURMA EMESCAM
O equilíbrio foi estabelecido em determinadas condições e está representado no gráfico, no qual as
concentrações estão no eixo das ordenadas, em mol/L, e o tempo está na abscissa, em segundos.
Pela análise do gráfico, é correto afirmar que a constante de equilíbrio para esse sistema é:
a) 0,66
c) 1,33
e) 3,00
b) 0,75
d) 1,50
11. (Puc-rio) Reações químicas dependem de energia e colisões eficazes que ocorrem entre as moléculas
dos reagentes. Em sistema fechado, é de se esperar que o mesmo ocorra entre as moléculas dos
produtos em menor ou maior grau até que se atinja o chamado "equilíbrio químico".
O valor da constante de equilíbrio em função das concentrações das espécies no equilíbrio, em
quantidade de matéria, é um dado importante para se avaliar a extensão (rendimento) da reação
quando as concentrações não se alteram mais.
Considere a tabela com as quantidades de reagentes e produtos no início e no equilíbrio, na
temperatura de 100 °C, para a seguinte reação:
N2O4(g)
R 2NO2(g)
A constante de equilíbrio tem o seguinte valor:
a) 0,13
b) 0,27
c) 0,50
d) 1,8
e) 3,0
12. (Uel) A figura seguinte representa a quantidade de moléculas de frutose e glicose, em solução aquosa,
a 25 °C e em equilíbrio químico, de acordo com a equação:
Frutose (aq)
a)
b)
c)
d)
e)
R Glicose (aq)
A constante de equilíbrio a 25 °C para a reação é igual a:
0,40.
0,83.
0,28.
1,20.
1,00.
4
TURMA EMESCAM
13. (Ufc) Considerando um reservatório mantido à temperatura constante, tem-se estabelecido o equilíbrio
⎯⎯
→ PCℓ3(g) + Cℓ2(g). Sendo que as pressões parciais no equilíbrio são
químico PCℓ5(g) ←⎯
⎯
p(PCℓ5) = 0,15 atm, p(PCℓ3) = 0,30 atm e p(Cℓ2) = 0,10 atm. Assinale a alternativa correta para o valor de
Kp (em atm) da reação.
a) 0,05
c) 0,15
e) 0,25
b) 0,10
d) 0,20
14. (G1 - cftmg) Em um recipiente de 10 A de capacidade a 500°C, foram colocados 1 mol de hidrogênio
gasoso (H2) 1 mol de iodo gasoso (I2). Atingido o equilíbrio, a análise do sistema mostrou que 0,40 mol
de iodeto de hidrogênio gasoso (HI) estava presente.
Partindo-se desses dados, o valor de Kc a 500°C, para essa reação, é:
a) 0,25
b) 0,44
c) 2,25
d) 4,00
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
O programa brasileiro de produção de etanol já despertou o interesse de várias nações. O etanol, além
de ser uma ótima alternativa de combustível, também é utilizado em várias aplicações industriais, como, por
exemplo, a produção do etanoato de etila, um flavorizante de larga aplicação.
15. (Uerj) Em um experimento que verificava o estado de equilíbrio nos processos reversíveis, o etanoato
de etila foi sintetizado por meio da seguinte reação química:
etanoico + etanol R etanoato de etila + água
Admita que, nesse experimento, T= 25 °C, P = 1 atm e KC = 4,00.
Quatro amostras, retiradas aleatoriamente da mistura reacional, foram submetidas à análise para
determinar a quantidade de matéria de cada uma das substâncias presentes. Os resultados em mol/L
estão indicados na tabela a seguir:
Amostra
W
X
Y
Z
a)
b)
c)
d)
etanoico
0,04
0,01
0,04
0,01
etanol
0,01
0,05
0,01
0,02
etanoato de etila
0,08
0,06
0,04
0,04
água
0,02
0,01
0,04
0,02
A amostra que ainda não atingiu o estado de equilíbrio é:
W
X
Y
Z
16. (Pucsp) A reação de esterificação entre o ácido acético e o etanol formando o acetato de etila é um
interessante exemplo de sistema em equilíbrio.
Considerando-se que a 100 °C, a constante de formação do éster é igual a 4, as concentrações iniciais
de ácido acético e de etanol que levam à obtenção do acetato de etila na concentração de
1 mol · L-1 são
a) [CH3COOH]inicial = 1,0 mol · L-1
[CH3CH2OH]inicial = 1,0 mol · L-1
b) [CH3COOH]inicial = 2,0 mol · L-1
[CH3CH2OH]inicial = 5,0 mol · L-1
c) [CH3COOH]inicial = 0,5 mol · L-1
[CH3CH2OH]inicial = 10,0 mol · L-1
d) [CH3COOH]inicial = 2,0 mol · L-1
[CH3CH2OH]inicial = 2,0 mol · L-1
e) [CH3COOH]inicial = 1,5 mol · L-1
[CH3CH2OH]inicial = 1,5 mol · L-1
5
TURMA EMESCAM
GABARITO:
Resposta da questão 1: E
Teremos:
CH3 CH2 CH2 CH3(g) U (CH3 )CHCH3(g)
Início
70,0 g
Durante
−m
Equilíbrio
(70,0 − m)
0
+m
m
MCH3 CH2CH2CH3 = M(CH3 )CHCH3 = M
70,0 − m
M× V
m
[(CH3 )CHCH3(g) ] =
M× V
[CH3 CH2CH2 CH3(g) ] =
A constante de equilíbrio é dada por:
m
m
Ke =
= M× V =
[CH3 CH2 CH2 CH3(g) ] 70,0 − m 70,0 − m
M× V
m
m
⇒ 2,5 =
⇒ m = 50,0 g
Ke =
70,0 − m
70,0 − m
[(CH3 )CHCH3(g) ]
Resposta da questão 2: C
Teremos:
6H2O( A ) + 6CO2(g) R C6H12O6(aq) + 6O2(g)
KC =
[C6H12O6(aq) ]1[O2(g) ]6
[CO2(g) ]6
=
11 × 36
26
= 11,39
Resposta da questão 3: D
Análise das alternativas:
a) Incorreta: de acordo com o gráfico, a concentração inicial de NO é superior a 4,0 ⋅ 10−2 mol ⋅ L−1 :
6
TURMA EMESCAM
b) Incorreta: a constante de equilíbrio, Keq, é igual a 5,0 × 10−1 mol.L−1 :
Keq =
[NO]2 [O2 ]
[NO2 ]2
⇒ Keq =
(4,0 × 10−2 )2 × (2,0 × 10−2 )
(8,0 × 10−3 )2
Keq = 5,0 × 10−1 mol.L−1
c) Incorreta: a concentração de NO2 ( g) , no estado de equilíbrio químico, é
1
da concentração de NO(g):
5
[NO2 ]Equilíbrio = 8,0 × 10−3 mol.L−1
[NO]Equilíbrio = 4,0 × 10−2 mol.L−1
[NO2 ]Equilíbrio
[NO]Equilíbrio
=
[NO2 ]Equilíbrio =
8,0 × 10−3 mol.L−1
4,0 × 10−2 mol.L−1
=
1
5
1
[NO]Equilíbrio
5
d) Correta: o equilíbrio químico é inicialmente estabelecido no tempo X, representado no gráfico.
e) Incorreta: nos tempos representados por Z e por Y no diagrama, temos quocientes de equilíbrio, o
equilíbrio não foi atingido.
Resposta da questão 4: C
Ke =
[HPO24− ][H+ ]
[H2PO4− ]
=
1× 0,2
= 0,1
2
Resposta da questão 5: B
Teremos:
Resposta da questão 6: B
Como as curvas são simétricas, a velocidade de desaparecimento de A é sempre igual à velocidade de
formação de B.
Resposta da questão 7: A
A solubilidade dos gases em líquidos diminui com a elevação da temperatura.
Resposta da questão 8: D
Reações exotérmicas são desfavorecidas em altas temperaturas, logo KC diminui com a elevação da
temperatura.
Resposta da questão 9: D
Resolução:
De acordo com a equação fornecida (2NH3(g) ↔ N2(g) + 3H2(g)), teremos a seguinte representação da
constante de equilíbrio:
KC =
[N2 ][H2 ]3
[NH3 ]2
Através do gráfico dado podemos obter a quantidade, em mols, dos compostos químicos:
7
TURMA EMESCAM
Dividindo pelo volume encontraremos a concentração molar de cada substância:
[H2] = 6 mol/2 L = 3 mol/L
[NH3] = 4 mol/2 L = 2 mol/L
[N2] = 2 mol/2 L = 1 mol/L
Substituindo na equação da constante de equilíbrio, teremos:
3
[1][3]
K =
= 6, 75 = 6, 8
C
2
[2]
Resposta da questão 10: C
Resolução:
A partir do gráfico obtemos as concentrações das substâncias no equilíbrio:
[SO3] = 4 mol/L
[O2] = 3 mol/L
[SO2] = 2 mol/L
A equação do equilíbrio é dada por: 2 SO2(g) + O2(g) U 2 SO3(g).
Então a constante de equilíbrio pode ser calculada pela seguinte equação matemática:
K=
[SO3 ]2
[SO2 ]2 [O2 ]
Substituindo os valores encontrados no gráfico, teremos:
K=
[4]2
= 1, 33
[2]2 [3]
Resposta da questão 11: B
Resposta da questão 12: D
Resposta da questão 13: D
8
TURMA EMESCAM
Resposta da questão 14: A
Resolução:
1 H2
+ I2
→ 2HI
1
mol.L−1
10
1
mol.L−1
10
0
Gasta
Gasta
Forma
–x
–x
+ 2x
1
− x)mol.L−1
(
10
1
− x)mol.L−1
(
10
0, 40
mol.L−1
10
Teremos:
1 H2
+ I2
→ 2HI
0,1 M
0,1 M
0 (início)
Gasta
Gasta
Forma
– 0,02 M
– 0,02 M
+ 0,04 M (durante)
0,08 M
0,08 M
0,04 M (equilíbrio)
K
C
=
(0, 04)2
0, 08 × 0, 08
Resposta da questão 15: B
Resposta da questão 16: E
9
= 0, 25