Questões Sobre Cinética Química - Química - 2º ano do ensino médio

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1) As figuras representam esquematicamente dois tempos (t) da reação entre os gases H2 e Cl2. Nelas encontram-se representadas pictoricamente as relações entre as quantidades das moléculas de reagentes e produto envolvidas.

Assinale a alternativa cujo gráfico melhor descreve a cinética da reação.

A alternativa correta é letra E

Analisando as figuras, temos que para t = 0s, só existem moléculas de H₂e Cl₂, não havendo moléculas de HCl. Além disso, deve-se saber que a molécula menor representa o H₂ e a maior o Cl_2, nota-se, então, que o H₂ está presente em maior quantidade. Observando a figura para t = 60s, nota-se que a quantidade de HCl é maior que a de Cl₂, mas menor que a de H₂. O gráfico que melhor representa todas essas relações é o E.

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2) Considere as seguintes afirmações:

I. Certo micro-organismo somente sobrevive em condições anaeróbias (isto é, na ausência de O₂) e com elevada concentração de Fe²⁺e S^2–. Seria mais provável a existência deste micro-organismo em sedimentos coletados a 20 cm do que a 5 cm.

II. A soma das concentrações de S^2–e SO^2–₄é aproximadamente a mesma, até a profundidade de 20 cm.

III. O pH no sedimento, a 30 cm de profundidade, será igual a 3,5, caso seja mantida a tendência de variação da acidez, expressa na tabela.

Está correto o que se afirma em

A) I, apenas.
B) I e II, apenas.
C) I e III, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III

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A alternativa correta é letra B

Analisando a Tabela 1, pode-se julgar cada um dos itens, como mostrado abaixo:

Item I: Na tabela, as condições anaeróbicas e com maiores concentrações de Fe²⁺e S^2–correspondem às maiores profundidades. Assim, é mais provável que os micro-organismos estejam presentes em amostras retiradas de profundidades maiores, ou seja, amostras retiradas a 20 cm terão mais micro-organismos do que a retirada a 5 cm. Portanto, o item está CORRETO.

Item II: Realizando a somas dos dois íons citados, observa-se que a soma é bem próxima, portanto, o item está CORRETO.

Item III: Analisando o pH na Tabela 1, nota-se que ele cai um velor de 0,5 a cada 5 cm de profundidade, assim, mantendo esta tendência, o pH a 35 cm de profundidade será de 3,5, e não a 30 cm. Portanto, o item está INCORRETO.

Assim, a resposta correta é a alternativa B.

3) Ao abastecer um automóvel com gasolina, é possível sentir o odor do combustível a certa distância da bomba. Isso significa que, no ar, existem moléculas dos componentes da gasolina, que são percebidas pelo olfato. Mesmo havendo, no ar, moléculas de combustível e de oxigênio, não há combustão nesse caso. Três explicações diferentes foram propostas para isso: I. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio estão em equilíbrio químico e, por isso, não reagem. II. À temperatura ambiente, as moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio não têm energia suficiente para iniciar a combustão. III. As moléculas dos componentes da gasolina e as do oxigênio encontram-se tão separadas que não há colisão entre elas.

Dentre as explicações, está correto apenas o que se propõe em

A) I.
B) II.
C) III.
D) I e II.
E) II e III.

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A alternativa correta é letra B

Sendo a gasolina um derivado volátil do petróleo - fato que é consequência de uma elevada pressão de vapor - esta dispersa-se no ar. Assim, mesmo a certa distância podemos, pelo olfato, sentir sua presença.

Uma vez no ar, as partículas gasosas de gasolina entram em contato com o oxigênio (O₂) atmosférico mas não reagem, pois não estão em equilíbrio. O equilíbrio somente é atingido quando a velocidade da reação direta (combustão da gasolina) se iguala a velocidade da reação inversa (regeneração dos reagentes). Assim, a primeira afirmação (I) pode ser descartada. No ar, a temperatura ambiente, mesmo que colidam, as partículas gasosas de gasolina (combustível) e oxigênio (comburente) não são passíveis reação, pois não possuem energia suficiente para reagir. Esta energia, chamada energia de ativação, que normalmente apresenta-se na forma de calor, é a energia necessária para que a reação seja iniciada. Deste modo, conclui-se que a segunda afirmação (II) está correta.

Por fim, uma vez dispersas no ar, as partículas de gasolina podem colidir com moléculas de oxigênio, o que descarta a terceira afirmação.

Logo, a alternativa que nos remete a apenas uma afirmação correta (segunda afirmação) é a correta, ou seja, alternativa "B".

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4) Em determinado processo industrial, ocorre uma transformação química, que pode ser representada pela equação genérica

Em determinado processo industrial, ocorre uma transformação química, que pode ser representada pela equação genérica

xA(g) + yB(g) ⇔ zC(g)

em que x, y e z são, respectivamente, os coeficientes estequiométricos das substâncias A, B e C.

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

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A alternativa correta é letra C

Analisando o gráfico, à uma pressão constante, por exemplo a 300 atm, observa-se que, quanto menor a temperatura maior é a a porcentagem de carbono na mistura. Dessa forma, é possível concluir que a reação direta é exotérmica, libera calor.

Tomando como refererência uma dada temperatura, como, por exemplo 450°C, observa-se que à medida que a pressão aumenta a porcentagem de carbono na mistura, também aumenta. Portanto, o número de mols de C(z) é menor do que a soma dos números de mol de A(x) e B(y), uma vez que à temperatura constante, um aumento na pressão desloca o equilíbrio da reação para o lado de menor número de mols, de menor volume. Assim, x + y > z.

5) O hipoclorito de sódio (NaClO) é muito usado na formulação de desinfetantes. Em condições experimentais adequadas, soluções aquosas dessa substância se decompõem com certa facilidade, mediante formação de oxigênio. Com o intuito de avaliar o efeito da temperatura e da concentração do reagente na velocidade da reação de decomposição química, foram realizados 4 experimentos com soluções de hipoclorito de sódio. O gráfico a seguir mostra o volume de oxigênio coletado no processo de decomposição do NaClO, em função do tempo, para cada um dos experimentos.

O hipoclorito de sódio (NaClO) é muito usado na formulação de desinfetantes. Em condições experimentais adequadas, soluções aquosas dessa substância se decompõem com certa facilidade, mediante formação de oxigênio. Com o intuito de avaliar o efeito da temperatura e da concentração do reagente na velocidade da reação de decomposição química, foram realizados 4 experimentos com soluções de hipoclorito de sódio. O gráfico a seguir mostra o volume de oxigênio coletado no processo de decomposição do NaClO, em função do tempo, para cada um dos experimentos.

Experimento A: Solução de NaClO 5,0%, T = 25°C

Experimento B: Solução de NaClO 5,0%, T = 35°C

Experimento C: Solução de NaClO 5,0%, T = 15°C

Experimento D: Solução de NaClO 2,5%, T = 25°C

De acordo com os resultados mostrados no gráfico, pode-se afirmar que

A) a temperatura não afeta a velocidade da reação.
B) a velocidade da reação é triplicada ao se variar a temperatura de 15 para 35°C.
C) a velocidade da reação no experimento A é de aproximadamente 5 mL de O₂/ minuto.
D) a concentração de hipoclorito de sódio não exerce influência na velocidade da reação.
E) a quantidade de oxigênio produzida no experimento C, após 4 minutos, será de 15 mL.

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A alternativa correta é letra B

Alternativa a - Incorreta, pois observando os 2 minutos iniciais nos experimentos A, B e C onde a concentração não é alterada e a temperatura muda, tem-se que em C (15ºC) em A (25°C) e em B (35°C) o volume de O₂ obtido é 15mL para C, 30mL para A e 45mL para B.

Alternativa b - Correta, pois ao se variar de 15ºC para 35°C, como a concentração de NaClO é a mesma, tem-se que o volume de O₂ obtido é 15mL para 15°C e para 35°C é 45mL, como o volume produzido triplicou pode-se afirmar que a velocidade também é triplicada.

Alternativa c - Incorreta, em dois minutos de reação são produzidos 30mL de O₂, então tem-se que em A a velocidade é de 15mL de O₂/minuto.

Alternativa d - Incorreta, pois analisando os experimentos A e D, como a temperatura é a mesma e a concentração de D é metade da de A, tem-se que o volume de O₂ produzido em A em 4 minutos é 60mL, enquanto que em D é menor e interpolando no gráfico é aproximadamente 23mL.

Alternativa e - Incorreta, pois de acordo com o gráfico o volume de O₂ produzido em C após 4 minutos é de 30mL.

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6) O enxofre é usado na indústria para produzir ácido sulfúrico e para vulcanizar a borracha. A obtenção de enxofre a partir de H2S(g) e SO2(g) requer o uso do catalisador Al2O3(s), conforme a reação

2H₂S_(g) + SO₂_(g)→ 3S_(s)+ 2H₂O_(l)

Essa reação é importante para reduzir os gases no meio ambiente. Com referência à reação, é correto afirmar:

A) Na ausência do Al₂O₃_(s), a energia de ativação é baixa; por isso, a reação é lenta.
B) Trata-se de catálise heterogênea, pois o catalisador e os reagentes estão em fases distintas, formando um sistema heterogêneo.
C) O Al₂O₃_(s) é consumido, pois se trata de catálise heterogênea.
D) Trata-se de catálise homogênea, pois o H₂S e o SO₂ estão em fase gasosa, formando um sistema homogêneo.
E) O Al₂O₃_(s) participa da reação, mas não é consumido nessa catálise homogênea.

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A alternativa correta é letra B

De acordo com o enunciado da questão, o Al₂O₃_(s)atua como catalisador da reação entre os reagentes H₂S_(g) e SO₂_(g). A utilização de um catalisador em fase diferente dos reagentes caracteriza a catálise heterogênea. Neste tipo de reação, os catalizadores proporcionam sua superfície para que possa ocorrer a reação, sem que o mesmo seja consumido.

Como na reação citada os reagentes (gasosos) estão em fase diferente do catalisador (sólido), pode-se concluir que se trata de um sistema heterogêneo em que ocorre uma reação de catálise heterogênea.

Alternativa correta, B.

7) Como se observa na tabela, a tendência de variação das

concentrações de S^2–e Fe²⁺é oposta à das concentrações de SO^2-₄e Fe³⁺, em função da profundidade e, ao mesmo tempo, a concentração dessas quatro espécies químicas é dependente da concentração de O₂ disponível. O que seria esperado se O₂fosse borbulhado em uma amostra de sedimento coletada a 20 cm?

A) Aumento gradativo nas concentrações de SO₄^2–e Fe³⁺.
B) Aumento gradativo nas concentrações de Fe²⁺e Fe³⁺.
C) Aumento gradativo nas concentrações de SO₄^2–e S^2–.
D) Diminuição gradativa nas concentrações de SO^2–₄e Fe³⁺.
E) Não haveria mudança na concentração das quatro espécies citadas.

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A alternativa correta é letra A

Analisando os dados fornecidos, pode-se dizer que quando o O₂ for borbulhado a sua concentração aumentará, obviamente. Isso acarretará um aumento no pH do meio, e consequentemente, o S^2- será oxidado a SO₄^2- e o Fe²⁺ se oxidadará, liberando íons Fe³⁺ na solução. Assim, ocorrerá um aumento nas concentrações destes últimos íons (SO₄^2- e Fe³⁺). Portanto, a resposta correta é a alterativa A.

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8) Quando cozinhamos os alimentos, o aquecimento acelera os processos que degradam as membranas celulares e as biomoléculas, por exemplo, as proteínas. O efeito da temperatura na velocidade da reação química foi identificado por Svante Arrhenius no final do século XIX pela equação: ln k = ln A – (Ea/RT) Da equação acima, é correto afirmar que

Quando cozinhamos os alimentos, o aquecimento acelera os processos que degradam as membranas celulares e as biomoléculas, por exemplo, as proteínas. O efeito da temperatura na velocidade da reação química foi identificado por Svante Arrhenius no final do século XIX pela equação:

ln k = ln A – (Ea/RT)

Da equação acima, é correto afirmar que

A) o parâmetro A é a constante de velocidade da reação.
B) k é o fator pré-exponencial e depende do valor da temperatura.
C) k e A são fator pré-exponencial e energia de ativação, respectivamente.
D) k e Ea independem da reação que está sendo estudada.
E) A e Ea são basicamente independentes da temperatura.

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A alternativa correta é letra E

Considerando a equação dada na questão,

ln k = ln A – (Ea/RT)

podemos perceber que as variáveis independentes são:

A - fator pré-exponencial;

E_a - energia de ativação, ou seja, a energia necessária para iniciar uma transformação química.

9) Para uma reação elementar do tipo: A + 2B → C, pode-se afirmar que:

A) a velocidade de consumo de B é a metade da velocidade de formação de C.
B) a velocidade de consumo de A é igual à velocidade de formação de C.
C) a soma das velocidades de consumo de A e de B é igual à velocidade de formação de C.
D) a velocidade da reação é dada por: V = K . [A] . [B].
E) a reação é de segunda ordem.

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A alternativa correta é letra B

A velocidade individual de cada componente em uma reação mantém a mesma proporção que os seus respectivos coeficientes estequiométricos. Assim, na reação mostrada, tem-se que a velocidade de formação de C é numericamente igual a de consumo de A e metade da de B.

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

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10) Como se observa na tabela, a tendência de variação das concentrações de S2– e Fe2+ é oposta à das concentrações de SO2-4 e Fe3+, em função da profundidade e, ao mesmo tempo, a concentração dessas quatro espécies químicas é dependente da concentração de O2 disponível. O que seria esperado se O2 fosse borbulhado em uma amostra de sedimento coletada a 20 cm?

A) Aumento gradativo nas concentrações de SO^2–₄e Fe³⁺
B) Aumento gradativo nas concentrações de Fe²⁺e Fe³⁺
C) Aumento gradativo nas concentrações de SO^2–₄e S^2–
D) Diminuição gradativa nas concentrações de SO^2–₄e Fe³⁺
E) Não haveria mudança na concentração das quatro espécies citadas.

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A alternativa correta é letra A

Analisando os dados fornecidos, pode-se dizer que quando o O₂ for borbulhado sua concentração aumentará. Isso acarretará um aumento no pH do meio e, consequentemente, o S^2– será oxidado a SO₄^2– e o Fe²⁺ se oxidará, liberando íons Fe³⁺ na solução. Assim, ocorrerá um aumento nas concentrações destes últimos íons (SO₄^2– e Fe³⁺). Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

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