Questões de Concurso sobre Química Cinética

Nos estudos cinéticos dos processos adsortivos em cromatografia, frequentemente se determina a curva de ruptura. A partir desta, pode ser determinada a eficiência de utilização do leito, como

Um grupo de pesquisadores está testando um novo catalisador heterogêneo para oxidação de um poluente orgânico. Na ausência de catalisador, a constante de velocidade é igual a 2,0$\cdot$10^-3s^-1 a 310K, e a energia de ativação é 85 kJ$\cdot$mol^-1. Na presença do catalisador, a constante de velocidade da reação a 310 K aumenta 10 vezes. Considerações: i) o fator pré-exponencial e a ordem de reação não se alteram com a adição do catalisador; e ii) a concentração inicial do poluente é de 0,200 mol$\cdot$L^-1.

Assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, a energia de ativação e o tempo necessário para que a concentração do poluente caia para 0,050 mol$\cdot$L^-1 na presença do catalisador.

Estudos realizados para avaliar a velocidade de reação da luz de freio de acionamento rápido como dispositivo de prevenção de colisões, verificaram que o tempo de reação de uma resposta no trânsito a um sinal de frenagem com luzes de freio convencionais pode ser modelado com uma distribuição normal de média 1,25 segundo e desvio padrão de 0,46 segundo. Com o auxílio de alguns dados da área sob a curva normal padronizada

A probabilidade de que o tempo de reação esteja entre 1,00 e 1,75 segundo é de

Segundo uma lei de primeira ordem, com k = 5,2 x 10^–3 s^–1, uma amostra de N₂O₅ entra em decomposição de acordo com a seguinte reação:

2N₂O₅(g) → 4NO₂ (g) + O₂ (g)

Assinale a alternativa que contém a velocidade da reação quanto à concentração de N₂O₅ for 2,3 x 10^–2 mol/L.

Para a reação genérica A + 2 B → C + D, considere os dados cinéticos da tabela a seguir.

A ordem da reação e o valor da constante de velocidade são, respectivamente,

A velocidade inicial de uma reação aA + bB⭢cC + dD foi medida para várias concentrações diferentes dos reagentes A e B, conforme os dados a seguir:

Considerando os dados da tabela e obedecendo à lei de reação: velocidade = k[A][B], o valor da constante de velocidade k é:

Os dados cinéticos apresentados abaixo foram obtidos para a reação 3A_(g) + B_(g) → C_(g) + 2D_(g).

Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta a ordem total da reação e o valor aproximado da constante de velocidade, respectivamente.

Em sua essência, o Princípio da Incerteza de Heisenberg afirma que é impossível conhecer com precisão absoluta e, simultaneamente, a posição e o momento (quantidade de movimento) de uma partícula subatômica. Levando-se em consideração este princípio, pode-se calcular que a incerteza mínima na posição de um elétron com massa de 9,1 x 10 ^-28g, cuja velocidade é conhecida com uma incerteza de 2,0 x 10 ^-2 m.s ^-1 é

Dados:

Constante de Plank (h) = 6,626 x 10 -34 kg.m2 /s

Pi (ᴨ) = 3,14

A decomposição do pentóxido de dinitrogênio (N₂O₅) é uma reação de grande interesse cinético, frequentemente utilizada para ilustrar mecanismos de reação complexos e a aplicação de aproximações em química. A reação global é 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g), e sua lei de velocidade experimental é de primeira ordem em relação a [N₂O₅].

No entanto, o mecanismo proposto para essa reação envolve múltiplas etapas elementares, incluindo a formação de intermediários reativos. Um dos mecanismos mais aceitos é o seguinte:

1. N₂O₅(g) ⇌ NO₂(g) + NO₃(g) (Equilíbrio rápido, k₁ e k₋₁)

2. NO₂(g) + NO₃(g) → NO₂(g) + O₂(g) + NO(g) (Etapa lenta, k₂)

3. NO(g) + NO₃(g) → 2NO₂(g) (Etapa rápida, k₃)

Considerando o mecanismo proposto e aplicando a aproximação do estado estacionário para os intermediários, a lei da velocidade para a decomposição de N₂O₅ é expressa por:

Assumindo‑se que 1 mol de vitamina C é consumido para cada mol de H₂O₂, em uma solução contendo 0,0010 mol·L⁻¹ de C₆H₈O₆, se o tempo de reação for 20 segundos, então a velocidade média da reação, em relação à vitamina C, será inferior a 4,0 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹·s⁻¹.

Considerando cinética química, para uma reação elementar de primeira ordem, assinale a alternativa que descreve o efeito de um catalisador heterogêneo na constante de velocidade à mesma temperatura.

A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que a influenciam, enquanto o equilíbrio químico descreve o estado em que as concentrações de reagentes e produtos permanecem constantes em um sistema reversível. Acerca desses dois campos inter-relacionados, registre V, para as afirmativas verdadeiras e F, para as falsas.

(__)Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química por ser completamente consumido durante o processo, fornecendo assim mais energia para que os reagentes se transformem em produtos.

(__)O estado de equilíbrio químico é uma situação dinâmica na qual a reação não cessou; na verdade, as reações direta e inversa continuam a ocorrer, porém com velocidades idênticas.

(__)O aumento da superfície de contato de um reagente sólido, como transformar um comprimido efervescente em pó, aumenta a velocidade da reação, pois amplia a área disponível para as colisões efetivas entre as partículas reagentes.

(__)O Princípio de Le Châtelier afirma que, ao se aplicar uma perturbação a um sistema em equilíbrio, o sistema reagirá de forma a reforçar e amplificar o efeito dessa perturbação.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

Para estudar os aspectos cinéticos da reação entre o ozônio (O₃) e uma substância orgânica solúvel em água (S), um grupo de técnicos químicos realizou experimentos que mediram o impacto da variação da concentração de O₃ e de S na velocidade dessa reação, a partir da equação química a seguir.

S + O₃ → S-O₃ → produtos de oxidação de S

Os resultados desse estudo estão apresentados nos gráficos a seguir.

A partir das informações fornecidas nessa situação hipotética, é correto afirmar que a reação estudada pode ser descrita pela lei de velocidade

Examine a figura a seguir:

Progresso da reação I II (Brown, T. L.; LeMay Jr, H. E.; Bursten, B. E.; Burdge, J. R. Química, a ciência central, 2005. Adaptado)

A figura representa a relação da energia e o progresso da reação A → C, que ocorre em duas etapas. A reação A → C é uma reação ___________ e a velocidade da reação é determinada pela etapa ___________, a mais ___________, pois apresenta energia de ativação.

As lacunas são preenchidas, correta e respectivamente, por:

Em uma dinâmica de grupo conduzida pelo professor de química, sobre o assunto de cinética química, um aluno fez as seguintes afirmações a respeito do conteúdo estudado:

I. Para uma reação de ordem global igual a zero, a velocidade da reação independe da concentração de qualquer reagente.

II. Reações catalisadas e não catalisadas têm mecanismos reacionais idênticos.

III. Em elevadas temperaturas, as reações são mais rápidas porque as energias de ativação são menores.

IV. Os produtos de uma reação não podem ser formados com uma velocidade maior do que a velocidade da etapa mais lenta.

Estão corretas:

A cinética química estuda os fatores que influenciam a velocidade das reações químicas e os mecanismos pelos quais elas ocorrem. Considerando os conceitos fundamentais da cinética química, analise as assertivas abaixo:

I. A energia de ativação de uma reação química pode ser reduzida pelo aumento da temperatura do sistema.

II. Reações que ocorrem em uma única etapa (elementares) apresentam velocidades independentes da concentração dos reagentes.

III. A velocidade de uma reação química pode ser influenciada por diversos fatores, tais como: temperatura, uso de catalisador e concentração de reagentes.

Quais estão corretas?

Durante a etapa de controle cinético da decomposição térmica do peróxido de hidrogênio (H₂O₂), técnicos químicos monitoraram sua concentração em solução aquosa sob temperatura constante. A reação investigada foi:

2 H₂O₂(g) ⟶ 2 H₂O(g) + O₂(g)

A partir da análise, foram obtidos os seguintes dados:

• Em t = 0, [H₂O₂] = 0,200 mol.L^-1

• Em t = 60s, [H₂O₂] = 0,100 mol.L^-1

• Em t = 120s, [H₂O₂] = 0,050 mol.L^-1

Sabendo que a reação ocorre de acordo com uma cinética de primeira ordem, e adotando In 2 ≅ 0,693, marque a alternativa que apresenta corretamente o tempo de meia-vida do peróxido de hidrogênio nesse sistema.

Durante o estudo cinético da reação entre o heptanoato de etila (C₉H₁₈O₂) e o íon hipoclorito (ClO⁻) em meio aquoso, os dados experimentais obtidos foram os seguintes:

Tabela 1 – Dados cinéticos do heptanoato de etila e íon hipoclorito

Com base nos dados fornecidos, assinale a alternativa que apresenta corretamente a ordem de reação em relação ao heptanoato de etila, ao íon hipoclorito e à ordem global da reação.

A cinética química, ao investigar a velocidade das reações e os fatores que a influenciam, constitui um campo essencial para a compreensão dos mecanismos reacionais e para o controle de processos físico-químicos (Figura 7). Com base nos fundamentos que regem esse ramo da Química, assinale a alternativa correta. Para responder à questão, analise a figura abaixo:

Figura 7 – Perfil esquemático de reação A → D

Para estudar a cinética da reação entre o cloreto de metila (CH₃Cℓ) e o cloro (Cℓ₂), representada pela equação:

CH₃Cℓ (g) + 3Cℓ₂ (g) ⟶ CCℓ₄ (g) + 3HCℓ (g)

foram realizados experimentos, e os dados de concentração e rapidez (velocidade inicial) da reação em relação à formação dos reagentes são mostrados na tabela a seguir

Considerando $\sqrt[2]{2}=1,4$ , as ordens de reação para o cloreto de metila e para o cloro são, respectivamente,