Questões Sobre Equilíbrio Químico - Química - 2º ano do ensino médio

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51) Assinale a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentração (KC) para a reação:

3 Fe_(s) + 4 H₂O_(g)↔ Fe₃O_{4(s) +}4 H2(g)

Dado: KC = PxRy

A) $K_{C} = \frac{[H_{2}]}{[H_{2} O]}$
B) $K_{C} = \frac{[F e_{3} O_{4}] . [H_{2}]^{4}}{[F e]^{3} . [H_{2} O]^{4}}$
C) $K_{C} = \frac{[H_{2} O]^{4}}{[H_{2}]^{4}}$
D) $K_{C} = \frac{[H_{2}]^{4}}{[H_{2} O]^{4}}$
E) $K_{C} = \frac{[F e_{3} O_{4}] . [H_{2}]}{[F e . [H_{2} O]}$

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A alternativa correta é letra D

Para o cálculo da constante de equilíbrio, apenas as substâncias no estado gasoso entram na equação.

Dessa forma, a constante de equilíbrio em termos de concentração é dada a seguir:

K_{C} = \frac{[H_{2}]^{4}}{[H_{2} O]^{4}}

Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

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52) Em um funil de separação, encontram-se, em contato, volumes iguais de duas soluções: uma solução aquosa de I2, de concentração 0,1 x 10–3 mol/L, e uma solução de I2 em CCl4, de concentração 1,0 x 10–3 mol/L.

Considere que o valor da constante K_c do equilíbrio

I_2(aq) ↔ I₂ (CCl₄)

é igual a 100, à temperatura do experimento, para concentrações expressas em mol/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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A alternativa correta é letra C

Segundo as informações do texto o seguinte equilíbrio tem uma constante K_cigual a 100:

I₂ (aq) ↔ I₂ (CCl₄) K_c = 100

Agora utilizando as concentrações molares encontradas no texto vamos calcular Q, o quociente reacional das duas soluções:

Como Q é menor do que a constante K_c significa que as suas soluções não estão em equilíbrio ainda, assim ao mistura-las o iodo (apolar) dissolvido em meio aquoso irá migrar dessa solução para o CCl₄(solvente apolar), uma vez que pela regra dos semelhantes, um composto apolar dissolve melhor em solventes apolares e vice-versa, até atingir o equilíbrio.

53) A uma determinada temperatura, as substâncias HI, H2 e I2 estão no estado gasoso. A essa temperatura, o equilíbrio entre as três substâncias foi estudado, em recipientes fechados, partindo-se de uma mistura equimolar de H2 e I2 (experimento “A”) ou somente de HI (experimento “B”).

Pela análise dos dois gráficos, pode-se concluir que:

A) no experimento A, ocorre diminuição da pressão total no interior do recipiente, até que o equilíbrio seja atingido.
B) no experimento B, as concentrações das substâncias (HI, H₂ e I₂) são iguais no instante t₁.
C) no experimento A, a velocidade de formação de HI aumenta com o tempo.
D) no experimento B, a quantidade de matéria (em mols) de HI aumenta até que o equilíbrio seja atingido.
E) no experimento A, o valor da constante de equilíbrio (K₁) é maior do que 1.

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A alternativa correta é letra E

A pressão do sistema só sofre variação se houver diminuição ou aumento do número total de mols de componentes gasosos dos produtos em relação aos reagentes. No experimento A, a pressão total do experimento permanece a mesma, uma vez que a quantidade total de mols dos reagentes é igual à quantidade de mols do produto. As concentrações das três substâncias são iguais no instante t₁ apenas no experimento A. No experimento B, a concentração de HI é maior que as concentrações de H₂ e I₂, que são iguais. Percebe-se que, com o passar do tempo, a quantidade de HI formado diminui, ou seja, se forma menos HI com o aumento do tempo. Como a velocidade de formação de uma substância é diretamente proporcional à sua concentração, a velocidade de formação de HI diminui com o aumento do tempo. No experimento B, a curva decrescente no gráfico indica que a quantidade de matéria de HI diminui com o tempo até atingir o equilíbrio. O valor da constante de equilíbrio é dado pela equação abaixo:

K_{1} = \frac{{[HI]}^{2}}{[H_{2}] \times [I_{2}]}

E como:

{[H I]}^{2} > [H_{2}] \times [I_{2}]

Logo:

K_{1} > 1

Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

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54) (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) ↔ 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

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A alternativa correta é letra B

Pela tabela, temos que:

Kc = (0,090 mol/L)²/(0,030 mol/L)

Kc = 0,27

55) As espécies químicas A e B reagem segundo a reação representada pela seguinte equação química: 2A + B 4C. Numa temperatura fixa, as espécies são colocadas para reagir em um recipiente com volume constante. A figura abaixo mostra como a concentração das espécies químicas A, B e C varia com o tempo.

As espécies químicas A e B reagem segundo a reação representada pela seguinte equação química: 2A + B 4C. Numa temperatura fixa, as espécies são colocadas para reagir em um recipiente com volume constante. A figura abaixo mostra como a concentração das espécies químicas A, B e C varia com o tempo.

A partir da análise dessa figura, assinale a opção que apresenta o valor CORRETO da constante de equilíbrio, Kp, para esta reação.

A) 25,6.
B) 0,25.
C) 4,0.
D) 1,3.10^2.
E) 2,6.10^2.

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A alternativa correta é letra A

Inicialmente devemos fazer uma interpolação do gráfico a partir do ponto onde temos um equilíbrio estabelecido, ou seja, a partir do ponto onde temos uma curva constante. Com isso, o btemos as pressões parciais dos produtos e reagentes, no equilíbrio:

pA = 0,4 atm; pB = 0,1 atm e pC = 0,8 atm

A seguir, devemos escrever a equação para constante de equilíbrio, Kp. Assim:

\begin{array}{l} Kp = \frac{[p C]^{4}}{[pA]^{2} . [pB]} = \frac{(0, 8)^{4}}{(0, 4)^{2} . (0, 1)} = 25, 6 \\ Kp = 25, 6 \end{array}

Desta forma, a alternativa "A" é a correta.

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56) 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 ⇔ etanoato de etila + água

Admita que, nesse experimento, T= 25 ºC, P = 1 atm e K_C= 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 abaixo:

A amostra que ainda não atingiu o estado de equilíbrio é:

A) W.
B) X.
C) Y.
D) Z.

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A alternativa correta é letra B

A constante de equilíbrio fornecida (Kc) é 4,0. Ou seja:

\frac{[etanoato de etila] \cdot [água]}{[ácido acético] \cdot [etanol]} = 4

Analisando cada caso da tabela:

W : \frac{[etanoato de etila] \cdot [água]}{[ácido acético] \cdot [etanol]} = \frac{0, 08 \cdot 0, 02}{0, 04 \cdot 0, 01} = 4

X : \frac{[etanoato de etila] \cdot [água]}{[ácido acético] \cdot [etanol]} = \frac{0, 06 \cdot 0, 01}{0, 01 \cdot 0, 05} = 1, 2

Y : \frac{[etanoato de etila] \cdot [água]}{[ácido acético] \cdot [etanol]} = \frac{0, 04 \cdot 0, 04}{0, 04 \cdot 0, 01} = 4

Z : \frac{[etanoato de etila] \cdot [água]}{[ácido acético] \cdot [etanol]} = \frac{0, 04 \cdot 0, 02}{0, 01 \cdot 0, 02} = 4

Logo, a única solução que não atingiu o equilíbrio é a solução X.

Alternativa B

57) A maçã é apreciada pelos cantores, pois ajuda na limpeza das cordas vocais. O aroma das maçãs pode ser imitado adicionando-se acetato de etila, CH3COOCH2CH3, aos alimentos. O acetato de etila pode ser obtido a partir da reação de esterificação:

CH₃COOH_(aq)+HOCH₂CH₃_(aq)↔CH₃COOCH₂CH₃_(aq)+H₂O_(l)

Na temperatura de 25 °C, o valor da constante de equilíbrio, K_C é 4,0. Marque verdadeira (V) ou falsa (F) nas seguintes afirmações:
( ) A adição de acetato de etila aumenta a K_C.
( ) A adição de um catalisador diminui a K_C.
( ) A adição de acetato de etila desloca o equilíbrio no sentido de formação dos reagentes.
( ) A adição de ácido acético não desloca o equilíbrio.
( ) A adição de ácido acético não altera a K_C.

A sequência correta é:

A) F - F - V - F - V
B) V - V - F - F - V
C) F - V - V - V - F
D) V - F - F - F - V
E) F - V - F - V - F

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A alternativa correta é letra A

O equilíbrio químico ocorre quando as proporções entre reagentes e produtos numa reação química se mantêm constantes ao longo do tempo. A constante de equilíbrio, K_C, pode então ser obtida a partir da relação entre as concentrações de reagentes e produtos e seus coeficientes estequiométricos. Dessa forma, para dada reação genérica:

aA + bB \Leftrightarrow cC + dD

A relação para K_C é dada por:

K_{C} = \frac{{[C]}^{c} \times {[D]}^{d}}{{[A]}^{a} \times {[B]}^{b}}

[ ] indica concentração em mol/L. Aplicando-se esta relação à reação de esterificação mencionada acima, podemos analisar cada uma das proposições. A primeira afirmação é falsa. A adição de acetato de etila, um dos produtos da reação, desloca o equilíbrio para a formação dos reagentes. Desta forma, haverá um aumento da concentração dos reagentes. Como na relação para o cálculo da K_C a concentração dos reagentes encontra-se no denominador, um aumento desses valores resulta na diminuição da K_C. A segunda afirmação também é falsa. A adição de um catalisador numa reação química visa acelerar a formação dos produtos. O resultado seria o aumento da concentração dos produtos da reação. Consequentemente, o numerador da razão que expressa a constante de equilíbrio da reação seria maior, resultando também no aumento da K_C. A terceira afirmação é verdadeira. A adição de um dos produtos, como é o caso do acetato de etila, deslocará o equilíbrio no sentido de formar reagentes até o ponto em que um novo equilíbrio é alcançado. A quarta afirmação é falsa. A adição de qualquer uma das substâncias envolvidas, reagentes ou produtos, alterará o equilíbrio no sentido de aumentar o seu consumo. Assim, a adição de ácido acético desloca o equilíbrio para o seu consumo, ou seja, para aumentar a formação dos produtos. Por fim, a quinta afirmação é verdadera. A adição de ácido acético irá resultar no aumento da concentração dos produtos na mesma proporção em que é adicionado. Desta forma, apesar de haver deslocamento do equilíbrio, as proporções entre os reagentes e produtos não se altera. Ou seja, a adição de ácido acético não deverá alterar o valor da K_C. Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

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58) Assinale a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentração (Kc) para a reação:

Assinale a expressão da constante de equilíbrio em termos de concentração (Kc) para a reação:

3 Fe(s) + 4 H₂O (g) $leftwards arrow for rightwards arrow of$ Fe₃O₄(s) + 4 H₂(g)

A) $K subscript c space equals space fraction numerator open square brackets H subscript 2 close square brackets over denominator open square brackets H subscript 2 O close square brackets end fraction$
B) $K subscript c equals space fraction numerator open square brackets F e 3 O 4 close square brackets space. space open square brackets H subscript 2 close square brackets to the power of 4 over denominator open square brackets F e close square brackets cubed space. space open square brackets H subscript 2 O close square brackets to the power of 4 end fraction$
C) $K subscript c equals open square brackets H subscript 2 O close square brackets to the power of 4 over open square brackets H subscript 2 close square brackets to the power of 4$
D) $K subscript c space equals space open square brackets H subscript 2 close square brackets to the power of 4 over open square brackets H subscript 2 O close square brackets to the power of 4$
E) $K subscript c space equals space fraction numerator open square brackets F e subscript 3 space O subscript 4 close square brackets space. space open square brackets H subscript 2 close square brackets over denominator open square brackets F e close square brackets space. space open square brackets H subscript 2 O close square brackets end fraction$

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A alternativa correta é letra D

Para uma reação genérica abaixo

A^a + B^b → C^c + D^d

a costante de equílibrio em termos de concentração (K_c) pode ser definida pela equação:

K c = \frac{{[C]}^{c} \times {[D]}^{d}}{{[A]}^{a} \times {[B]}^{b}}

Desde que nenhum dos reagentes ou produtos sejam sólidos. Se algum reagente ou produto for sólido, ele simplesmente não entra no cálculo da constante.

Na reação dada, um reagente e um produto são sólidos, portanto a equação seria:

K c = \frac{{[H_{2}]}^{4}}{{[H_{2} O]}^{4}}

Portanto a alternativa correta é a D.

59) Supondo que o sistema hipotético A ↔ B, ao atingir o equilíbrio, a dada temperatura, apresente uma quantidade de A igual ao dobro da quantidade de B, teremos uma constante de equilíbrio igual a:

A) 1/3.
B) 1/2.
C) 1.
D) 2.
E) 3.

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A alternativa correta é letra B

Pelos dados do problema, temos:

[A] = 2[B]

Logo:

\begin{array}{l} K c = \frac{[B]}{[A]} \\ K c = \frac{[B]}{2 [B]} \\ K c = 1 / 2 \end{array}

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60) 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) ↔ Glicose (aq)

A constante de equilíbrio a 25 °C para a reação é igual a:

A) 0,40.
B) 0,83.
C) 0,28.
D) 1,20.
E) 1,00.

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A alternativa correta é letra D

Utilizando os dados da figura acima, temos:

K c = \frac{12 m o l}{3 L} \cdot \frac{10 m o l}{3 L}

K c = 1, 20

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