Química – Frente IV – Físico-química
Prof. Vitor Terra
Lista 11 – Equilíbrio Químico – Deslocamento de Equilíbrio
RESUMO
Perturbação
Adição de um
participante*
Retirada de um
participante*
Aumento da
pressão total**
Diminuição da
pressão total**
Aumento da
temperatura
Diminuição da
temperatura
Adição de
catalisador
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Deslocamento do
equilíbrio
No sentido oposto do
participante
No sentido do
participante
No sentido de menor
n° de mols de gás
No sentido de maior
n° de mols de gás
No sentido
endotérmico
No sentido
exotérmico
Alteração
de Kc ou Kp
Não
Não
Não
1. (PUC-MG) Observe a seguinte reação em equilíbrio:
Não
Não
Não
Sim
∆H < 0
Para deslocar o equilíbrio para a direita, você deverá:
a) aumentar a temperatura do sistema.
b) aumentar a pressão total sobre o sistema.
c) retirar Cℓ2(g) do sistema.
d) diminuir a concentração (mol/L) de CO(g).
e) adicionar um catalisador adequado ao sistema.
2. (UFPE) No sistema em equilíbrio:
**Desde que todas as pressões parciais
aumentem/diminuam na mesma proporção. Vamos supor
que é isso que acontece caso a questão simplesmente
fale em “aumentar/diminuir a pressão total”.
Se a pressão parcial de apenas um participante
aumentar/diminuir, então a perturbação do equilíbrio deve
ser considerada a adição/retirada desse participante.
Se a pressão total aumentar sem alterar as
pressões parciais dos participantes (adicionando gás
inerte, por exemplo), então o equilíbrio não desloca.
Na dúvida, comparar o Qp com o Kp para saber
como o equilíbrio se desloca (ver item abaixo)
Quociente de reação (Qc ou Qp)
Possuem a mesma expressão do Kc ou do Kp, a reação
não precisa estar necessariamente no equilíbrio:
𝒓𝒆𝒂𝒈𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 ⇌ 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒕𝒐𝒔
𝒂𝑨 + 𝒃𝑩 ⇌ 𝒄𝑪 + 𝒅𝑫

CO(g) + Cℓ2(g) ⇌ COCℓ2(g)
Sim
*Participante = reagente ou produto
Ao adicionar/remover um participante sólido, que
não entra no Kc/Kp, o equilíbrio não é deslocado.
[𝑪]𝒄 [𝑫]𝒅
𝑸𝒄 =
[𝑨]𝒂 [𝑩]𝒃
Tarefa mínima: 1, 2, 3, 4, 6, 9, 10, 11, 13, 14,
16, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 26, 33, 34
(𝑷𝑪 )𝒄 (𝑷𝑫 )𝒅
𝑸𝒑 =
(𝑷𝑨 )𝒂 (𝑷𝑩 )𝒃
CH3OH(ℓ) + 3/2 O2(g) ⇌ CO2(g) + 2 H2O(ℓ) ;
∆H = -726 kJ/mol
a quantidade de CO2 aumenta com a:
a) adição de um catalisador.
b) diminuição da concentração de oxigênio.
c) diminuição da pressão.
d) diminuição da temperatura.
e) introdução de um gás inerte.
3. (Unesp) Em uma das etapas da fabricação do ácido
sulfúrico ocorre a reação
SO2(g) + 1/2 O2(g) ⇌ SO3(g)
Sabendo-se que as constantes de equilíbrio da reação
diminuem com o aumento da temperatura, e que o
processo de fabricação do ácido sulfúrico ocorre em
recipiente fechado, conclui-se que a reação anterior
a) é favorecida pelo aumento do volume do recipiente.
b) é desfavorecida pelo aumento da pressão total exercida
sobre o sistema.
c) é exotérmica.
d) não é afetada pelo aumento parcial de SO3.
e) tem seu rendimento aumentado quando o equilíbrio é
estabelecido em presença de um catalisador.
4. (UERJ) A seguir, está representada a equação química
balanceada que mostra a combustão da amônia, etapa
fundamental na fabricação do ácido nítrico:
4 NH3(g) + 5 O2(g) ⇌ 4 NO2(g) + 6 H2O(g);
Qc = Kc: equilíbrio
 Qc < Kc: Qc deve aumentar, a reação desloca para
a direita, forma produtos (C e D) e consome reagentes
(A e B)
 Qc > Kc: Qc deve diminuir, a reação desloca para
a esquerda, forma reagentes (A e B) e consome produtos
(C e D)
∆H < 0
Essa reação produzirá a quantidade máxima de NO 2 óxido de nitrogênio IV -, nas seguintes condições de
pressão e temperatura, respectivamente:
a) alta - alta
b) alta - baixa
c) baixa - alta
d) baixa - baixa
(O mesmo vale para Qp e Kp)
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5. (UFMG) A hematita, Fe2O3(s), é um minério de ferro de
grande importância econômica. Nas siderúrgicas, a
queima de carvão produz monóxido de carbono, CO(g),
que, sob aquecimento, reage com o Fe2O3(s), produzindo
ferro e gás carbônico:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g) ⇌ 2 Fe (s) + 3 CO2 (g)
Considerando-se essas informações, é INCORRETO
afirmar que:
a) o aquecimento acelera a reação.
b) o gás produzido contribui para o aumento do efeito
estufa.
c) o monóxido de carbono é o agente oxidante na
obtenção do ferro.
d) o sistema, em equilíbrio, não é perturbado por uma
variação de pressão.
6. (PUC-RS) Considerando o sistema em equilíbrio:
CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
Desejando-se obter um melhor rendimento de óxido de
cálcio, deve-se
a) aumentar a concentração de dióxido de carbono.
b) retirar do sistema o dióxido de carbono formado.
c) utilizar carbonato de cálcio em pó para acelerar a
reação.
d) manter a temperatura constante.
e) aumentar a pressão do sistema.
7. (UFPE) O ferro metálico pode ser extraído de seus
minérios, segundo o equilíbrio abaixo:
FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(ℓ) + CO2(g); ∆H > 0
O deslocamento da reação, no sentido da obtenção de
ferro metálico, pode ser feito através de:
a) aumento da quantidade de FeO.
b) aumento da pressão parcial de CO2.
c) resfriamento da mistura para solidificar o ferro líquido.
d) aumento da pressão parcial de CO.
e) agitação da mistura para liberar os gases formados.
8. (UFSM-RS) Considere a seguinte reação em equilíbrio:
CH3COOC2H5 + H2O ⇌ CH3COOH + C2H5OH
Segundo o princípio de Le Chatelier, ao se adicionar
qualquer quantidade de ácido acético, o equilíbrio se
deslocará no sentido da formação de:
a) água e ácido acético.
b) ácido acético e álcool etílico.
c) acetato de etila e água.
d) maior quantidade de álcool etílico.
e) menor quantidade de acetato de etila.
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9. (PUC-SP) O processo Haber-Bosch, para a síntese da
amônia, foi desenvolvido no início desse século, sendo
largamente utilizado hoje em dia. Nesse processo, a
mistura de nitrogênio e hidrogênio gasosos é submetida a
elevada pressão, na presença de catalisadores em
temperatura de 450°C. A reação pode ser representada a
seguir:
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g); ∆H = -100 kJ/mol
Com relação ao processo Haber-Bosch é INCORRETO
afirmar que
a) a alta temperatura tem como objetivo aumentar a
concentração de amônia obtida no equilíbrio.
b) o uso do catalisador e a alta temperatura permitem que
a reação ocorra em uma velocidade economicamente
viável.
c) a alta pressão desloca o equilíbrio no sentido de
produzir mais amônia.
d) o catalisador não influi na concentração final de amônia
obtida após atingido o equilíbrio.
e) para separar a amônia dos reagentes resfriam-se os
gases, obtendo amônia líquida a - 33°C, retornando o H2
e o N2 que não reagiram para a câmara de reação.
10. (Fatec) Amônia é sintetizada industrialmente a partir
do nitrogênio atmosférico e do gás hidrogênio, o que pode
ser representado por:
N2 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2 NH3 (g) + calor
Na indústria, essa transformação é feita na presença de
catalisador, sob pressão de 400 atm, mas a temperaturas
não muito elevadas.
Assinale a alternativa que contém somente afirmações
corretas a respeito dessas condições.
a) A pressão dos gases no sistema é mantida elevada
para deslocar o equilíbrio no sentido da formação da
amônia.
b) A pressão dos gases no sistema é mantida elevada
para impedir a liquefação da amônia.
c) O catalisador serve para deslocar o equilíbrio no sentido
da formação da amônia.
d) O catalisador serve para filtrar as impurezas contidas
nos gases reagentes, impedindo a formação de poluentes.
e) Se a temperatura for muito elevada, a velocidade da
transformação ficará muito pequena.
11. (UFRJ) A obtenção do salicilato de metila em
laboratório pode ser feita conforme a seguinte equação:
No intuito de se obter uma alta conversão do ácido
salicílico ao salicilato de metila, realiza-se a reação
utilizando-se o metanol como solvente. Baseado na
equação de equilíbrio da reação apresentada justifique
este procedimento.
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12. (UFRN) Em geral, o ponto de partida para processos
de produção industrial de fertilizantes, corantes e outros
produtos nitrogenados fabricados em alta escala, é a
síntese da amônia (NH3) em fase gasosa, a partir do
nitrogênio atmosférico (N2), abaixo equacionada.
14. (Unicamp) A reação de transformação do dióxido de
carbono em monóxido de carbono, representada pela
equação a seguir, é muito importante para alguns
processos metalúrgicos.
C(s) + CO2(g)
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)
Para que seja favorecida a formação de amônia (NH 3), é
necessário que se desloque a reação para a direita, por
variação na pressão, temperatura ou concentração de
componente. O gráfico que representa corretamente o
deslocamento do equilíbrio dessa reação causado por
adição de reagente é
⇌ 2 CO(g)
∆H = 174kJ/mol de carbono
A constante de equilíbrio desta reação pode ser expressa,
em
termos
de
pressões
parciais,
como:
K = p(CO)2/p(CO2). Qual é o efeito sobre este equilíbrio
quando:
a) adiciona-se carbono sólido?
b) aumenta-se a temperatura?
c) introduz-se um catalisador?
Justifique suas respostas.
15. (Unesp) A reação de combustão de monóxido de
carbono a dióxido de carbono é um processo de equilíbrio
químico homogêneo gasoso.
a) Escreva a equação química balanceada do equilíbrio
químico.
b) Para aumentar a produção de dióxido de carbono, a
pressão do sistema deve ser aumentada. Justifique por
quê.
13. (PUC-SP) O gráfico abaixo correlaciona os valores da
constante de equilíbrio (Kc) em função da temperatura
para a reação de síntese da amônia:
16. (ITA) As opções a seguir se referem a equilíbrios
químicos que foram estabelecidos dentro de cilindros
providos de êmbolo. Se o volume interno em cada cilindro
for reduzido à metade, a temperatura permanecendo
constante, em qual das opções a seguir o ponto de
equilíbrio será alterado?
a) H2(g) + l2(g) ⇌ 2HI(g)
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)
b) CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
c) PbS(s) + O2(g) ⇌ Pb(s) + SO2(g)
d) CH4(g) + 2O2(g) ⇌ CO2(g) + 2H2O(g)
e) Fe2O3(s) + 3CO(g) ⇌ 2Fe(s) + 3CO2(g)
17. (Unesp) O processo industrial Haber-Bosch de
obtenção da amônia se baseia no equilíbrio químico
expresso pela equação:
N2 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2 NH3 (g)
Sobre o comportamento dessa reação, no intervalo de
temperatura considerado no experimento, foram feitas
algumas afirmações:
I. A reação é exotérmica no sentido de formação da
amônia.
II. Com o aumento da temperatura, a velocidade da reação
diminui.
III. Com o aumento da temperatura, o rendimento da
reação diminui, formando-se menos amônia na situação
de equilíbrio.
SOMENTE está correto o que se afirma em
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I e III.
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Nas temperaturas de 25°C e de 450°C, as constantes de
equilíbrio Kp são 3,5×108 e 0,16, respectivamente.
a) Com base em seus conhecimentos sobre equilíbrio e
nos dados fornecidos, quais seriam, teoricamente, as
condições de pressão e temperatura que favoreceriam a
formação de NH3? Justifique sua resposta.
b) Na prática, a reação é efetuada nas seguintes
condições: pressão entre 300 e 400 atmosferas,
temperatura de 450°C e emprego de ferro metálico como
catalisador. Justifique por que estas condições são
utilizadas industrialmente para a síntese de NH3.
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18. (Unesp) No corpo humano, o transporte de oxigênio é
feito por uma proteína chamada hemoglobina. Cada
molécula de hemoglobina contém 4 átomos de ferro. O
transporte de oxigênio, dos pulmões para os tecidos,
envolve o equilíbrio reversível:
21. (PUC-SP) Os gases CO2, H2 reagem entre si formando
CO e H2O segundo o equilíbrio:
CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)
Foram realizados dois experimentos envolvendo esses
gases em um recipiente fechado e, após atingido o
equilíbrio, determinou-se a concentração de cada gás. A
tabela abaixo resume os dados experimentais.
Mesmo um atleta bem treinado tem seu rendimento físico
muito diminuído quando vai competir em localidades de
altitude muito mais elevada do que a que está habituado.
Após cerca de duas semanas de treinamento na nova
altitude, o rendimento do atleta retorna ao normal.
a) Explique, em termos químicos, por que o rendimento
físico inicial do atleta diminui na altitude mais elevada.
b) Explique por que, após o período de adaptação, o
rendimento do atleta retorna ao normal. O que ocorre com
as reservas originais de ferro do organismo em
consequência da adaptação?
19. (Fuvest) Em uma solução obtida pela dissolução de
cloreto de cobalto (II) em ácido clorídrico tem-se:
[Co(H2O)6]2+(aq) + 4Cℓ-(aq) ⇌ [CoCℓ4]2-(aq) + 6H2O(ℓ)
O composto [Co(H2O)6]2+, em solução aquosa, assume
coloração rosada e o composto [CoCℓ4]2-, também em
solução aquosa assume coloração azulada. Essa solução
foi dividida em três partes, cada uma colocada em um tubo
de ensaio. Cada tubo de ensaio foi submetido a uma
temperatura diferente, sob pressão ambiente, como
ilustrado a seguir.
A análise desses dados permite afirmar que
a) a reação entre CO2 e H2 é um processo endotérmico.
b) a reação entre CO2 e H2 apresenta Kc igual a 12,5 a
400°C.
c) a reação entre CO2 e H2 apresenta Kc igual a 2,5 a
600°C.
d) o Kc da reação entre CO2 e H2 independe da
temperatura.
e) o Kc da reação entre CO2 e H2 depende do catalisador
utilizado no sistema.
22. (Unicamp) O CoCℓ2 é um sal de cor azul que se hidrata
facilmente, passando a CoCℓ2.2H2O, de cor rosa. Enfeites
como "gatinhos", "galinhos" e outros bibelôs são
recobertos com esse sal e mudam de cor em função da
umidade do ar.
a) Escreva a equação química que representa o equilíbrio
entre o sal anidro e o hidratado.
b) Indique qual a cor dos bibelôs em função do tempo
úmido ou seco. Justifique.
a) Em que sentido a reação representada absorve calor?
Justifique.
b) Em qual desses três experimentos a constante do
equilíbrio apresentado tem o menor valor? Explique.
20. (Unesp-adaptada) As entalpias padrão de formação
de NO e NO2 gasosos são, respectivamente, 90,4 e 33,9
kJ/mol.
23. (UFMG) Num recipiente fechado, de volume
constante, hidrogênio gasoso reagiu com excesso de
carbono sólido, finamente dividido, formando gás metano,
como descrito na equação:
C (s) + 2 H2 (g) ⇌ CH4 (g)
Essa reação foi realizada em duas temperaturas, 800 e
900K, e, em ambos os casos, a concentração de metano
foi monitorada, desde o início do processo, até um certo
tempo após o equilíbrio ter sido atingido. O gráfico
apresenta os resultados desse experimento.
a) Calcule o calor padrão da reação, no estado gasoso,
entre NO e O2 para formar NO2.
b) Num sistema que contém NO, O2 e NO2, em equilíbrio,
como se deve alterar a temperatura e a pressão para
2aumentar a produção de NO2?
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25. (UFRJ) Um método de produção de cianeto de
hidrogênio é a nitrogenação do acetileno em fase gasosa,
de acordo com a equação:
N2(g) + C2H2(g) ⇌ 2 HCN(g)
O diagrama a seguir indica os valores das concentrações
(em mol/L) dos compostos N2, C2H2 e HCN em equilíbrio,
a várias temperaturas diferentes e mostra que a
temperaturas
distintas
correspondem
diferentes
condições de equilíbrio.
Considerando-se essas informações, é CORRETO
afirmar que:
a) a adição de mais carbono, após o sistema atingir o
equilíbrio, favorece a formação de mais gás metano.
b) a reação de formação do metano é exotérmica.
c) o número de moléculas de metano formadas é igual ao
número de moléculas de hidrogênio consumidas na
reação.
d) o resfriamento do sistema em equilíbrio de 900K para
800K provoca uma diminuição da concentração de
metano.
24. (Fuvest) Em um funil de separação, encontram-se, em
contato, volumes iguais de duas soluções: uma solução
aquosa de I2, de concentração 0,1·10-3 mol/L, e uma
solução de I2 em CCℓ4, de concentração 1,0·10-3 moI/L.
a) Determine a constante de reação Kc da equação de
formação de HCN, à temperatura de 300°C.
b) Explique por que a reação de produção de HCN é
endotérmica.
26. (Fuvest) No equilíbrio A ⇌ B, a transformação de A
em B é endotérmica. Esse equilíbrio foi estudado,
realizando-se três experimentos. O gráfico ao lado da
tabela mostra corretamente as concentrações de A e de
B, em função do tempo, para o experimento X. Examine
os gráficos I, II e III.
Considere que o valor da constante Kc do equilíbrio
I2 (aq) ⇌ I2 (CCℓ4)
é igual a 100, à temperatura do experimento, para
concentrações expressas em moI/L. Assim sendo, o que
é correto afirmar a respeito do sistema descrito?
a) Se o sistema for agitado, o I2 será extraído do CCℓ4 pela
água, até que a concentração de I2 em CCℓ4 se iguale a
zero.
b) Se o sistema for agitado, o I2 será extraído da água pelo
CCℓ4, até que a concentração de I2 em água se iguale a
zero.
c) Mesmo se o sistema não for agitado, a concentração de
I2 no CCℓ4 tenderá a aumentar e a de I2, na água, tenderá
a diminuir, até que se atinja um estado de equilíbrio.
d) Mesmo se o sistema não for agitado, a concentração de
I2 na água tenderá a aumentar e a de I2, no CCℓ4, tenderá
a diminuir, até que se atinja um estado de equilíbrio.
e) Quer o sistema seja agitado ou não, ele já se encontra
em equilíbrio e não haverá mudança nas concentrações
de I2 nas duas fases.
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Aqueles que mostram corretamente as concentrações de
A e de B, em função do tempo, nos experimentos Y e Z
são, respectivamente,
a) I e II.
b) I e III.
c) II e I.
d) II e III.
e) III e I.
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27. (Fuvest) A obtenção de SO3(g) com o uso de um
catalisador pode ser representada pela seguinte equação:
SO3(g) +1/2 O2(g) ⇌ SO3(g)
A formação do SO3(g), por ser exotérmica, é favorecida a
baixas temperaturas (temperatura ambiente). Entretanto,
na prática, a obtenção do SO3(g), a partir do SO2(g) e
O2(g), é realizada a altas temperaturas (420°C). Justifique
essa aparente contradição.
28. (Unicamp) A "revolução verde", que compreende a
grande utilização de fertilizantes inorgânicos na
agricultura fez surgir a esperança de vida para uma
população mundial cada vez mais crescente e, portanto,
mais necessitada de alimentos.
O nitrogênio é um dos principais constituintes de
fertilizantes sintéticos de origem não orgânica. Pode
aparecer na forma de uréia, sulfato de amônio, fosfato de
amônio etc., produtos cuja produção industrial depende da
amônia como reagente inicial. A produção de amônia, por
sua vez, envolve a reação entre o gás nitrogênio e o gás
hidrogênio. A figura a seguir mostra, aproximadamente, as
porcentagens de amônia em equilíbrio com os gases
nitrogênio e hidrogênio, na mistura da reação de síntese.
Logo, as constantes K1, K2 e K3 devem corresponder,
respectivamente, a:
a) K1 - B; K2 - C; K3 - A.
b) K1 - A; K2 - C; K3 - B.
c) K1 - C; K2 - B; K3 - A.
d) K1 - B; K2 - A; K3 - C.
e) K1 - C; K2 - A; K3 - B.
30. (Fuvest) O transporte adequado de oxigênio para os
tecidos de nosso corpo é essencial para seu bom
funcionamento. Esse transporte é feito através de uma
substância chamada oxi-hemoglobina, formada pela
combinação de hemoglobina (Hb) e oxigênio dissolvidos
no nosso sangue. Abaixo estão representados, de
maneira simplificada, os equilíbrios envolvidos nesse
processo:
⇌ O2(aq)
Hb(aq) + 4 O2(aq) ⇌ Hb(O2)4(aq)
O2(g) + H2O(ℓ)
a) A reação de síntese da amônia é um processo
endotérmico? Justifique.
b) Imagine que uma síntese feita à temperatura de 450°C
e pressão de 120 atm tenha produzido 50 toneladas de
amônia até o equilíbrio. Se ela tivesse sido feita à
temperatura de 300°C e à pressão 100 atm, quantas
toneladas a mais de amônia seriam obtidas? Mostre os
cálculos.
c) Na figura, a curva não sinalizada com o valor de
temperatura pode corresponder aos dados de equilíbrio
para uma reação realizada a 400°C na presença de um
catalisador? Justifique.
29. (Fuvest) Considere os equilíbrios a seguir (tabela 1) e
o efeito térmico da reação da esquerda para a direita, bem
como a espécie predominante nos equilíbrios A e B, à
temperatura de 175°C. O equilíbrio A foi estabelecido
misturando-se quantidades estequiométricas de N2(g) e
H2(g), inicialmente. Os equilíbrios B e C foram
estabelecidos a partir de, respectivamente, N2O4 e MgCO3
puros. A tabela 2 traz os valores numéricos das
constantes desses três equilíbrios, em função da
temperatura, não necessariamente na mesma ordem em
que os equilíbrios foram apresentados. As constantes
referem-se a pressões parciais em atm.
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100mL de sangue contêm por volta de 15g de
hemoglobina e 80g de água. Essa massa de hemoglobina
(15g) reage com cerca de 22,5mL de oxigênio, medidos
nas condições ambiente de pressão e temperatura.
Considerando o exposto acima,
a) calcule a quantidade, em mols, de oxigênio que reage
com a massa de hemoglobina contida em 100mL de
sangue.
b) calcule a massa molar aproximada da hemoglobina.
c) justifique, com base no princípio de Le Chatelier,
aplicado aos equilíbrios citados, o fato de o oxigênio ser
muito mais solúvel no sangue do que na água.
Dado: volume molar de O2, nas condições ambiente de
pressão e temperatura: 25L/mol
31. (Unesp) Considere os dois sistemas, 1 e 2,
observados por iguais períodos de tempo, em que as
partes aquosas estão em equilíbrio com o ar e com o CO2,
respectivamente, à temperatura ambiente.
Química – Equilíbrio Químico
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São dados os equilíbrios:
CaCO3(s) ⇌ Ca2+(aq) + CO2-(aq)
CO2 (g) ⇌ CO2 (aq) + calor
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(ℓ) ⇌ Ca2+(aq) + 2 HCO3-(aq)
a) Explique o motivo pelo qual a solubilização do
carbonato de cálcio no sistema 1 é consideravelmente
menor do que no sistema 2.
b) Explique por que, se o sistema 2 fosse resfriado, a
quantidade de CaCO3 dissolvida seria maior do que se o
sistema fosse mantido à temperatura ambiente.
32. (Fuvest) Cobalto pode ser obtido a partir de seu óxido,
por redução com hidrogênio ou com monóxido de
carbono. São dadas as equações representativas dos
equilíbrios e suas respectivas constantes a 550°C.
I. CoO(s) + H2(g) ⇌ Co(s) + H2O(g); KI = 67
Com esses dados, afirma-se:
I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados à mesma
temperatura, pois as constantes de equilíbrio
correspondentes são iguais.
II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura mais
elevada que o experimento 1, pois no experimento 3 o
equilíbrio foi atingido em um tempo menor.
III. A reação é endotérmica no sentido da formação do
produto B.
Dessas afirmações,
a) todas são corretas.
b) apenas I e III são corretas.
c) apenas II e III são corretas.
d) apenas I é correta.
e) apenas II é correta.
34. (Fuvest) Em determinado processo industrial, ocorre
uma transformação química, que pode ser representada
pela equação genérica
II. CoO(s) + CO(g) ⇌ Co(s) + CO2(g); K2 = 490
a) Mostre como se pode obter a constante (K3) do
equilíbrio representado por
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
xA(g) + yB(g) ⇌ zC(g)
em que x, y e z são, respectivamente, os coeficientes
estequiométricos das substâncias A, B e C.
a 550°C, a partir das constantes dos equilíbrios I e II.
b) Um dos processos industriais de obtenção de
hidrogênio está representado no item a. A 550°C, a
reação, no sentido da formação de hidrogênio, é
exotérmica. Para este processo, discuta a influência de
cada um dos seguintes fatores:
- aumento de temperatura.
- uso de catalisador.
- variação da pressão.
33. (Fuvest) A transformação de um composto A em um
composto B, até se atingir o equilíbrio (A ⇌ B), foi
estudada em três experimentos. De um experimento para
o outro, variou-se a concentração inicial do reagente A ou
a temperatura ou ambas. Registraram-se as
concentrações de reagente e produto em função do
tempo.
O gráfico representa a porcentagem, em mols, de C na
mistura, sob várias condições de pressão e temperatura.
Com base nesses dados, pode-se afirmar que essa
reação é:
a) exotérmica, sendo x + y = z
b) endotérmica, sendo x + y < z
c) exotérmica, sendo x + y > z
d) endotérmica, sendo x + y = z
e) endotérmica, sendo x + y > z
35. (Fuvest) A reforma do gás natural com vapor de água
é um processo industrial de produção de hidrogênio, em
que também se gera monóxido de carbono. O hidrogênio,
por sua vez, pode ser usado na síntese de amônia, na qual
reage com nitrogênio. Tanto a reforma do gás natural
quanto a síntese da amônia são reações de equilíbrio. Na
figura, são dados os valores das constantes desses
equilíbrios em função dos valores da temperatura. A curva
de K1 refere-se à reforma do gás natural e a de K2, à
síntese da amônia. As constantes de equilíbrio estão
expressas em termos de pressões parciais, em atm.
CASD Vestibulares
Química – Equilíbrio Químico
7
c) Em qual das duas transformações, na de CO ou na de
CO2, o calor desprendido ou absorvido é maior? Explique,
em termos do módulo da quantidade de calor (|Q|)
envolvida.
37. (ITA) Sulfato de cobre sólido penta-hidratado
(CuSO4.5H2O(c)) é colocado em um recipiente fechado,
de volume constante, previamente evacuado, provido de
um medidor de pressão e de um dispositivo de
entrada/saída para reagentes. A 25°C é estabelecido,
dentro do recipiente, o equilíbrio representado pela
equação química:
CuSO4.5H2O (c) ⇌ CuSO4.3H2O (c) + 2 H2O (g)
a) Escreva a equação química balanceada que representa
a reforma do principal componente do gás natural com
vapor de água.
b) Considere um experimento a 450°C, em que as
pressões parciais de hidrogênio, monóxido de carbono,
metano e água são, respectivamente, 0,30; 0,40; 1,00 e
9,00 atm. Nessas condições, o sistema está em equilíbrio
químico? Justifique sua resposta por meio de cálculos e
análise da figura.
c) A figura permite concluir que uma das reações é
exotérmica e a outra, endotérmica. Qual é a reação
exotérmica? Justifique sua resposta.
36. (Fuvest) Na produção de hidrogênio por via
petroquímica, sobram traços de CO e CO 2 nesse gás, o
que impede sua aplicação em hidrogenações catalíticas,
uma vez que CO é veneno de catalisador. Usando-se o
próprio hidrogênio, essas impurezas são removidas,
sendo transformadas em CH4 e H2O. Essas reações
ocorrem a temperaturas elevadas, em que reagentes e
produtos são gasosos, chegando a um equilíbrio de
constante KI no caso do CO e a um equilíbrio de constante
KII no caso do CO2. O gráfico traz a variação dessas
constantes com a temperatura.
Quando o equilíbrio é atingido, a pressão dentro do
recipiente é igual a 7,6 mmHg. A seguir, a pressão de
vapor da água é aumentada para 12 mmHg e um novo
equilíbrio é restabelecido na mesma temperatura.
A respeito do efeito de aumento da pressão de vapor da
água sobre o equilíbrio de dissociação do CuSO4.5H2O(c),
qual das opções seguintes contém a afirmação ERRADA?
a) O valor da constante de equilíbrio Kp é igual a 1 x 10-4.
b) A quantidade de água na fase gasosa permanece
praticamente inalterada.
c) A concentração (em mol/L) de água na fase
CuSO4.3H2O(c) permanece inalterada.
d) A concentração (em mol/L) de água na fase sólida total
permanece inalterada.
e) A massa total do conteúdo do recipiente aumenta.
38. (ITA) Um cilindro provido de pistão móvel, que se
desloca sem atrito e cuja massa é desprezível, foi
parcialmente preenchido com água líquida. Considere que
o sistema atinge o equilíbrio químico à temperatura T e
pressão Pi. Num dado momento, o sistema é perturbado
por uma elevação brusca do pistão, atingindo novo
equilíbrio a uma pressão Pf e à mesma temperatura T.
Considere que água líquida permanece no sistema
durante todo o processo.
a) Esboce um gráfico da pressão interna no interior do
cilindro versus tempo, considerando o intervalo de tempo
compreendido entre os dois equilíbrios químicos. Indique
no gráfico as pressões Pi e Pf.
b) A pressão final, Pf, será maior, menor ou igual à pressão
inicial, Pi? Justifique.
GABARITO
a) Num experimento de laboratório, realizado a 460 °C, as
pressões parciais de CO, H2, CH4 e H2O, eram,
respectivamente, 4 × 10-5 atm; 2 atm; 0,4 atm; e 0,4 atm.
Verifique se o equilíbrio químico foi alcançado. Explique.
b) As transformações de CO e CO2 em CH4 mais H2O são
exotérmicas ou endotérmicas? Justifique sua resposta.
CASD Vestibulares
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Química – Equilíbrio Químico
B
D
C
D
C
B
D
C
A
A
8
11.
Usando o metanol como solvente, ele estará em
excesso. Assim, o equilíbrio é deslocado para a direita,
favorecendo a formação do salicilato de metila.
12. A
13. E
14.
a) Adição de C(s) não altera o equilíbrio, pois sua
concentração é constante (e por isso não aparece no Kp).
b) Equilíbrio desloca-se para a direita, pois o
aumento de temperatura desloca o equilíbrio no sentido
da reação endotérmica.
c) Adição de catalisador não desloca equilíbrio,
pois ele aumenta a velocidade da reação nos dois
sentidos.
15.
a) 2 CO(g) + O2(g) ⇌ 2 CO2(g)
b) Pelo princípio de Le Chatelier, aumentando a
pressão o equilíbrio é deslocado no sentido da reação que
se dá com contração de volume (menor n° de mols
gasosos), nesse caso no sentido de formação do CO 2.
16. B
17.
a) A reação no sentido de formação do NH3 é
exotérmica, pois aumentando a temperatura diminui o
valor do Kp. Assim, a formação de NH3 é favorecida a
baixas temperaturas e altas pressões (aumentando a
pressão, o equilíbrio é deslocado no sentido de menor
volume, ou seja, menor número de mols de gás).
b) A pressões elevadas (300 - 400 atm) o
equilíbrio está deslocado no sentido de formação do NH3,
aumentando o rendimento da reação. A temperatura
utilizada na prática (450°C) é para aumentar a velocidade
da reação, embora prejudique o rendimento da reação.
Como não é possível aumentar excessivamente a
temperatura, a solução para promover o aumento de
velocidade da reação é o uso de catalisador (Fe).
18.
a) O rendimento físico inicial do atleta diminui na
altitude mais elevada, pois a concentração de O 2 é menor
e o equilíbrio se desloca no sentido hemoglobina e O2, de
acordo com o Princípio de Le Chatelier. Portanto, menos
oxigênio chega até às células. Menor quantidade de
glicose é queimada e diminui o fornecimento de energia.
b) Durante a adaptação, aumenta a quantidade de
hemoglobina produzida pelo organismo, o que desloca o
equilíbrio no sentido da oxi-hemoglobina. As reservas
originais de ferro do organismo diminuem, pois mais ferro
é utilizado para a produção de hemoglobina pelo
organismo.
19.
a) No sentido direto, pois o aquecimento favorece
a ocorrência de reação endotérmica.
b) Apresenta menor valor no experimento C, pois
a reação está mais deslocada para a esquerda (devido à
cor rosada do [Co(H2O)6]2+
20.
a) NO + 1/2 O2 ⇌ NO2; ∆H = - 56,6 kJ
b) Diminuição da temperatura e aumento da
pressão.
21. A
CASD Vestibulares
22.
a) CoCℓ2 (s) + 2 H2O (g) ⇌ CoCℓ2.2H2O (s)
b) úmido: rosa (equilíbrio deslocado para a direita)
seco: azul (equilíbrio deslocado para a esquerda)
23. B
24. D
25.
a) Kc = 0,005
b) A reação é endotérmica porque um aumento da
temperatura leva a um aumento na concentração de HCN
no equilíbrio.
26. C
27.
Apesar de diminuir o rendimento da reação, o
aumento da temperatura aumenta a velocidade da reação.
28.
a) A reação de síntese da amônia não é um
processo endotérmico, e sim exotérmico, pois se observa
no gráfico que, a uma dada pressão, uma diminuição na
temperatura acarreta um aumento na porcentagem de
amônia na mistura.
b) A 450°C e 120 atm, a porcentagem de NH3 na
mistura é 20%, sendo produzidas 50 toneladas de amônia.
A 300°C e 100 atm, a porcentagem de NH3 na mistura é
50%. Assim, fazendo a regra de três:
50 toneladas : 20 %
x toneladas : 50 %
x = (50X50)/20 = 125 toneladas de NH3
Portanto serão obtidas: 125 - 50 = 75 toneladas a
mais de NH3
c) Não. A presença de um catalisador não irá
alterar a porcentagem de NH3 no equilíbrio.
29. A
30.
a) 9,0.10-4 mol O2
b) 6,67.104 g
c) Na reação: Hb (aq) + 4O2 (aq) ⇌ Hb(O2)4 (aq),
o consumo de O2(aq) provoca o deslocamento do
equilíbrio de dissolução do oxigênio para a direita, para
repor a [O2(aq)]. Assim a solubilidade do O2(g) no sangue
é maior que na água.
31.
a) No sistema 2 a concentração de CO2(g) é maior
que no sistema 1, portanto a reação de solubilização
(terceira reação) estará mais deslocada no sentido de
formação de íons Ca2+ e HCO3-.
b) A solubilidade de um gás em um líquido
aumenta à medida que diminui a temperatura do líquido.
Ainda, de acordo com o princípio de Le Chatelier, para o
equilíbrio representado por:
CO2(g) ⇌ CO2(aq) + calor
a diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para a
direita, favorecendo a dissolução do CO2(g) e,
consequentemente, também a dissolução do CaCO3(s).
Química – Equilíbrio Químico
9
32.
a) K1= [H2O]/[H2] = 67
K2 = [CO2]/[CO] = 490
K3 = [CO2][H2]/[CO][H2O] = K2/K1= = 490/67 = 7,3
b) O aumento da temperatura desloca o equilíbrio
no sentido de formação de CO e H2O (reação
endotérmica), diminuindo o rendimento da reação em
relação ao H2. O aumento da temperatura também
aumenta a velocidade da reação.
O uso de catalisador não altera o rendimento de
reação em relação ao H2, pois não altera as
concentrações dos participantes, isto é, não desloca o
equilíbrio; o equilíbrio é atingido mais rapidamente.
A variação da pressão não desloca o equilíbrio,
pois o número de mols de gás é o mesmo nos produtos e
reagentes:
CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)
2 mol
2 mol
33. A
34. C
35.
a) CH4 + H2O ⇌ 3H2 + CO
b) De acordo com o gráfico podemos achar o valor
de KP:
Como QP,I é igual a KI concluímos que o sistema
se encontra em equilíbrio.
b) São transformações exotérmicas, pois, de
acordo com o gráfico, com a elevação da temperatura os
valores de KI e de KII diminuem.
c) Numa dada temperatura, de acordo com o
gráfico, KI > KII. Isto significa que a variação de
temperatura influencia mais o valor de KI do que o valor de
KII. Ou seja, a reação I é mais exotérmica do que a reação
II, logo, o calor liberado na reação I é maior do que o calor
liberado na reação II. Então |QI| > |QII|. Conclusão, a
reação I libera maior quantidade de calor.
37. D
38.
a) Temos, dentro do pistão:
H2O (ℓ)
⇌ H2O (g)
Concluímos que a pressão interna do cilindro
deve-se à pressão do vapor de água. Com a elevação
brusca do pistão, ocorre a diminuição da concentração de
água gasosa; isso desloca o equilíbrio acima para a
direita, o que favorece a evaporação da água.
Como resta água no recipiente, ocorrerá um novo
equilíbrio, em que a concentração de água gasosa final
será igual à inicial e, portanto, a pressão final será igual à
inicial.
Substituindo os valores de pressão fornecidos no QP:
(𝑃𝐻2 )3 𝑃𝐶𝑂 (0,3)3 (0,4)
𝑄𝑝 =
=
= 1,2 ⋅ 10−3
𝑃𝐶𝐻4 𝑃𝐻2 𝑂
(1,0)(9,0)
b) A pressão final será igual à pressão inicial,
como justificado na letra a.
Como QP é igual a Kp concluímos que o sistema
se encontra em equilíbrio.
c) De acordo com as curvas fornecidas na
questão, um aumento de temperatura implica no aumento
de K1 (reação endotérmica) e na diminuição de K2 (reação
exotérmica).Assim, a reação exotérmica é aquela
correspondente à constante K2, a síntese de amônia.
36.
a) 3H2 + CO ⇌ CH4 + H2O, KI
A 460°C, KI = 500 (do gráfico)
Substituindo os valores de pressão fornecidos no QP:
𝑄𝑝,𝐼 =
𝑃𝐶𝐻4 𝑃𝐻2 𝑂
(0,4)(0,4)
=
= 500
3
(𝑃𝐻2 ) 𝑃𝐶𝑂 (2)3 (4 ⋅ 10−5 )
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