Nome: _________________________________________________ nº: ________ Bimestre: 2º Ano/série: 3ª série _____ Ensino: Médio Componente Curricular: Química Professor: Ricardo Honda Data: ____ /____ /____ Resolução da Lista de exercícios de Química nº 8 Revisão para a 2ª Avaliação: Princípio de Le Chatelier 1. (UFRJ) – O gráfico ao lado representa alterações na concentração das espécies N2, H2 e NH3 que estão em equilíbrio no instante t0, sob pressão e temperatura constantes. Analise o gráfico e responda: Observe as equações que representam a formação de dois compostos gasosos e responda: 2 NH3 (g) I – 3 H2 (g) + N2 (g) II – H2 (g) + Cl2 (g) 2 HCl (g) a) Em qual das reações representadas haverá influência da pressão no respectivo equilíbrio? Explique. Na reação I, pois o volume total de gases nos reagentes é diferente do volume total de gases nos produtos (4V nos reagentes e 2V nos produtos). Assim, o aumento da pressão faz com que o equilíbrio seja deslocado para a direita e a diminuição da pressão, para a esquerda. Como a) Que substância foi adicionada ao sistema em t1? na reação II o volume total de gases nos reagentes e N2 b) Que variação sofre a constante de equilíbrio (Kc) quando produtos é igual, o aumento ou a diminuição da pressão não fará com que o equilíbrio químico seja deslocado. variam as concentrações em t2? Em t2 foi adicionado H2. Assim, sendo a reação N2 + 3 H2 b) Expresse a constante de equilíbrio referente à reação de 2 NH3, a adição de H2 faz com que o equilíbrio formação da amônia. seja deslocado para a direita, ou seja, as concentrações de N2 e H2 irão diminuir e a de NH3 irá aumentar (conforme ilustrado no gráfico). c) Como variam as concentrações de N2 e H2 em t3? Em t3 foi adicionado NH3. Assim, sendo a reação N2 + 3 H2 2 NH3, a adição de NH3 faz com que o equilíbrio Kc [NH3]² [N2] [H2]³ c) Que tipo de reação química está representado pelas duas equações? Reação de adição (ou síntese). d) Qual a nomenclatura dos gases formados nas reações I e II, respectivamente? I: amônia; II: gás clorídrico (ou cloreto de hidrogênio). seja deslocado para a esquerda, ou seja, as concentrações de N2 e H2 irão aumentar e a de NH3 irá diminuir. 4. (UFSM-RS) – A constante de equilíbrio para a reação: d) Como variam as concentrações de NH3 e de H2 em t4, 2 NH3 (g) N2 (g) + 3 H2 (g) quando N2 é retirado? Em t4 foi retirado N2. Assim, sendo a reação N2 + 3 H2 diminui com o aumento da temperatura. Com base nesse 2 NH3, a remoção de N2 faz com que o equilíbrio dado, pode-se afirmar que: seja deslocado para a esquerda, ou seja, as concentrações a) a formação de NH é uma reação exotérmica. 3 de N2 e H2 irão aumentar e a de NH3 irá diminuir. b) o equilíbrio da reação desloca-se para a direita, com o aumento da temperatura. 2. (UNICAMP) – Do repolho roxo pode-se extrair, por c) há diminuição da velocidade da reação endotérmica pelo fervura com água, uma substância que é responsável pela aumento da temperatura. sua coloração característica. Esta substância é um ânion d) a formação de NH ocorre com absorção de calor. 3 de um ácido fraco cuja dissociação pode ser escrita como: e) o aumento da temperatura favorece o(s) produto(s) + H +R HR formado(s) pela reação exotérmica. Comentário: com o aumento da temperatura, o valor de KC (amarelo) (roxo) diminui. Assim, conclui-se que o aumento da temperatura Utilizando este equilíbrio, explique por que a adição de faz com que as concentrações de N2 e H2 aumentem e a de vinagre ou limão (ácidos) a este extrato faz com que ele NH3 diminua (analisar a expressão do KC conforme mude de cor. + A adição de ácidos (contêm íons H ) faz com que o resolução do exercício 3b), ou seja, a reação inversa é equilíbrio químico seja deslocado para a esquerda, endotérmica. Portanto, a reação direta (sentido de formação de NH3) será exotérmica. favorecendo a coloração amarela. 3. (UFPel-RS) – Em um equilíbrio químico, podem estar 5. (UnB) – A seguir são apresentadas a equação química sendo representados diferentes tipos de reações químicas, da síntese da amônia na indústria, a relação da constante as quais podem ser influenciadas por diversos fatores. de equilíbrio (KC) e os seus valores determinados experimentalmente. Analise esses dados. Julgue os itens a seguir. a) Na reação em questão, os reagentes não são totalmente transformados em amônia. Verdadeiro. Na reação em questão, o sistema está em equilíbrio químico, ou seja, N2, H2 e NH3 coexistem. b) No estado de equilíbrio, em um sistema fechado, estão presentes a amônia (NH3) ou os gases hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2). Falso. No estado de equilíbrio, em um sistema fechado, estão presentes NH3 e os gases H2 e N2. c) Analisando os valores de KC da tabela, conclui-se que o rendimento da reação na indústria será maior na temperatura de 25 ºC do que na temperatura de 1000 ºC. d) concentração de CHCl3. e) concentração de Cl2. Comentário: A adição de CCl4 faz com que o equilíbrio seja deslocado para a esquerda, diminuindo a formação de HCl. O aumento da pressão não deslocará o equilíbrio em nenhum sentido e o aumento da concentração de CHCl3 e/ou de Cl2 deslocará o equilíbrio para a direita (no sentido de formação de HCl). 8. (UEPI) – É muito comum as donas de casa, após a limpeza do peixe, usarem limão para remover o cheiro deixado em suas mãos. A maioria delas não tem uma explicação científica para o fato. Entretanto, sabe-se que o cheiro é causado pelo composto metilamina, de fórmula CH3–NH2, cuja equação de equilíbrio é representada a seguir: CH3–NH3+ (aq) + OH– (aq) CH3–NH2 (aq) + H2O (l) Segundo o Princípio de Le Chatelier, o cheiro de peixe desaparece porque: + – a) a adição do limão (H ) neutraliza o íon OH , deslocando [NH3]² Verdadeiro. Conforme a expressão Kc , conclui- o equilíbrio para a direita, consumindo a metilamina. [N2] [H2]³ + – b) a adição do limão (H ) neutraliza o íon OH , deslocando o equilíbrio para a direita, consumindo o CH3–NH3+. c) a adição do limão (H+) neutraliza o íon, deslocando o equilíbrio para a esquerda, formando solução aquosa. d) a adição do limão (H+) neutraliza o íon OH–, deslocando o equilíbrio para a esquerda, retirando a metilamina. e) a adição do limão (H+) neutraliza o íon OH–, deslocando o equilíbrio para a esquerda, diminuindo a concentração de H2O. Comentário: a adição do limão (H+) neutraliza o íon OH–, fazendo com que a quantidade de OH- diminua. Assim, o 6. (UFF-RJ) – Em um recipiente de um litro, adicionam-se 4 equilíbrio será deslocado para a direita, consumindo a mol de H2 e 3 mol de I2. A temperatura é de 27 ºC. O metilamina (CH –NH ), substância responsável pelo cheiro 3 2 equilíbrio é atingido, como mostra o gráfico a seguir: do peixe. se que quanto maior o valor de KC, maior será a [NH3] (maior rendimento da reação). Verifica-se pela tabela que o valor de KC é maior a 25 ºC do que a 1000 ºC. d) A uma mesma temperatura, o aumento na concentração dos gases hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2) alterará a concentração da amônia (NH3) no novo estado de equilíbrio, sem alterar o valor de KC. Verdadeiro. O valor de KC somente é alterado com a mudança da temperatura. 9. (UERJ) – A seguir, está representada a equação química balanceada que mostra a combustão da amônia, etapa fundamental na fabricação do ácido nítrico: 4 NO2 (g) + 6 H2O (g) ΔH < 0 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) Essa reação produzirá a quantidade máxima de NO2 — óxido de nitrogênio IV —, nas seguintes condições de pressão e temperatura, respectivamente: a) alta/alta. a) Calcule a constante de equilíbrio (KC) para essa reação. b) alta/baixa. 2 HI (g). Assim, c) baixa/alta. A reação é: H2 (g) + I2 (g) d) baixa/baixa. Comentário: para favorecer a formação de NO2, deve-se [ HI]² [10]² . Conclui-se que KC = 50. Kc deslocar o equilíbrio químico para a direita. Como ΔH < 0, [H2] [I2] [2] [1] temos que a reação direta é exotérmica. Assim, para b) Qual o sentido de deslocamento dessa reação quando favorecer o deslocamento para a direita, deve-se diminuir a um ligeiro excesso de H2 é introduzido no sistema, após o temperatura. Como o volume total de gases nos reagentes equilíbrio? é menor que o volume total de gases nos produtos (9V nos A adição de H2 faz com que o equilíbrio químico seja reagentes e 10V nos produtos), a diminuição da pressão deslocado para a direita. faz com que o equilíbrio seja deslocado para a direita. 7. (UNI-RIO) – A reação entre o clorofórmio e o cloro 10. (UFSC) – Sendo dado o seguinte equilíbrio químico: ocorre em sistema fechado e está apresentada a seguir: PCl5 (g), ΔH = –165,11 kJ PCl3 (g) + Cl2 (g) CCl4 (g) + HCl (g) CHCl3 (g) + Cl2 (g) Indique a(s) proposição(ões) correta(s) e dê o valor da Para minimizar a formação de HCl, deve-se aumentar o(a): soma. (01) A expressão para calcular a constante de equilíbrio em a) volume total do sistema. termos de concentrações molares é: KC = [PCl5]/[PCl3] [Cl2]. b) pressão do sistema. (02) A reação direta é endotérmica. c) concentração de CCl4. (04) Aumentando-se a pressão sobre o sistema em equilíbrio, ele será deslocado no sentido de produzir mais PCl5 (g). (08) Aumentando-se a temperatura, o equilíbrio será deslocado para a direita. (16) Adicionando-se um catalisador, o equilíbrio será deslocado para a direita. (32) Aumentando-se a concentração de Cl2 (g), haverá aumento na concentração do PCl5 (g). Comentário: a reação direta é exotérmica (ΔH < 0) e, portanto, diminuindo-se a temperatura, o equilíbrio será deslocado para a direita. A adição de catalisador não desloca o equilíbrio químico; apenas aumenta a rapidez da reação química. aumentar a concentração de NO2 no equilíbrio. Quais são elas? Para favorecer a formação de NO2, deve-se deslocar o equilíbrio químico para a direita. Como ΔH < 0, temos que a reação direta é exotérmica. Assim, para favorecer o deslocamento para a direita, deve-se diminuir a temperatura. Como o volume total de gases nos reagentes é maior que o volume total de gases nos produtos (3V nos reagentes e 2V nos produtos), o aumento da pressão faz com que o equilíbrio seja deslocado para a direita. 14. (FUVEST) – No vinagre ocorre o seguinte equilíbrio: CH3 — COO– + H+ CH3 — COOH Que efeito provoca, nesse equilíbrio, a adição de uma 11. (CESGRANRIO) – Abaixo é apresentada uma reação substância básica? Justifique a sua resposta. A adição de uma substância básica (OH-) neutraliza o íon química em equilíbrio: H+, fazendo com que a quantidade de íons H+ diminua. 2 NO2 (g) 2 NO (g) + O2 (g) ΔH < 0 Assim, o equilíbrio será deslocado para a direita, Com o objetivo de deslocar esse equilíbrio no sentido da consumindo o ácido acético (CH3–COOH). formação de dióxido de nitrogênio, deve-se: 15. (FUVEST) – Em uma solução aquosa diluída e a) diminuir a pressão e a temperatura. avermelhada do indicador HA, existe o seguinte equilíbrio: H+ + A– b) aumentar a pressão e a temperatura. HA c) aumentar a pressão e diminuir a temperatura. – d) aumentar a pressão e diminuir as concentrações de NO sendo que a espécie HA é de cor vermelha e a espécie A é de cor azul. O que se observa, se a essa solução for e O2. e) aumentar a temperatura e as concentrações de NO e O2. adicionado hidróxido de sódio em excesso? de hidróxido de sódio, uma substância básica Comentário: para favorecer a formação de NO2, deve-se A adição o íon H+, fazendo com que a quantidade deslocar o equilíbrio químico para a direita. Como ΔH < 0, (OH ), neutraliza + temos que a reação direta é exotérmica. Assim, para de íons H diminua. Assim, o equilíbrio será deslocado para favorecer o deslocamento para a direita, deve-se diminuir a a direita, favorecendo a coloração azul devido à espécie A . temperatura. Como o volume total de gases nos reagentes é maior que o volume total de gases nos produtos (3V nos reagentes e 2V nos produtos), o aumento da pressão faz com que o equilíbrio seja deslocado para a direita. 12. (UFMG) – O hidrogênio molecular pode ser obtido, industrialmente, pelo tratamento do metano com vapor de água. O processo envolve a seguinte reação endotérmica: CO (g) + 3 H2 (g) CH4 (g) + H2O (g) Com relação ao sistema em equilíbrio, pode-se afirmar, corretamente, que: a) a presença de um catalisador afeta a composição da mistura. b) a presença de um catalisador afeta a constante de equilíbrio. c) o aumento da pressão diminui a quantidade de CH4 (g). d) o aumento da temperatura afeta a constante de equilíbrio. e) o aumento da temperatura diminui a quantidade de CO (g). Comentário: como a reação é endotérmica, o aumento da temperatura desloca o equilíbrio para a direita, aumentando a quantidade de CO (g). O aumento da pressão faz com que o equilíbrio seja deslocado para a esquerda, aumentando a quantidade de CH4 (g). A presença de um catalisador não afeta a composição da mistura e nem a constante de equilíbrio; apenas aumenta a rapidez da reação química. 13. (UNICAMP) – Tem-se o seguinte equilíbrio: 2 NO2 (g) 2 NO (g) + O2 (g) ΔH = –113kJ Mantendo-se sempre constante a relação entre as concentrações de NO e O2 surgirão duas maneiras para