Equilíbrio químico-Ex.Res-1

Solução no final

EX-01

No estudo do equilíbrio químico

partiu-se de 1 mol de álcool etílico e 1 mol de ácido acético. Após o equilíbrio, ter sido atingido, formaram-se x moles de acetato de etila e x moles de água. Escreva a expressão que dá a constante de equilíbrio da reação.

Solução no final

EX-02

No estudo da reação 

obtiveram-se os seguintes resultados: 

Verifique se a relação (a – x = z) está correta quando em equilíbrio químico.

Solução no final

EX-03 (ITA)

60,0 g de propanol -1 foram usados em uma reação com 60,0 g de ácido acético.  A reação foi incompleta e sobraram no final 40,0% de cada um dos reagentes em equilíbrio com duas substâncias diferentes produzidas.

Identifique qual é a afirmativa FALSA.

a) aproximadamente 2,4 x 1023 moléculas de propanol deixaram de reagir;

b) um dos produtos é um éster de massa molecular 102;

c) a massa obtida de um dos produtos é 10,8 g;

d) 0,60 moles de ácido participaram da reação;

e) foram consumidos 0,40 moles de propanol.

Solução no final

EX-04 (POLI-USP)

A reação que se realiza em fase gasosa, 

encontra-se em equilíbrio a uma dada temperatura.  Fazendo-se reagir, nesta temperatura 1 mol de CO com 1 mol de H2O, forma-se no equilíbrio uma quantidade de H2 suficiente para hidrogenar completamente 19,6 g de etileno.

Calcular: a) a porcentagem de conversão de CO em CO2.    b) a constante de equilíbrio da reação dada.

Solução no final

EX-05 (POLI-USP)

Em um recipiente de volume constante aquece-se certa massa de pentacloreto de fósforo à temperatura de 250ºC.  Atingindo o equilíbrio nessa temperatura, o quociente entre as pressões parciais do cloro e do pentacloreto de fósforo é 1,50.  Sabendo-se que Kp=1,80 atm, calcular a pressão total do sistema nas condições de equilíbrio químico.

Solução no final

EX-06 (POLI-USP)

A substância AB decompondo-se termicamente produz as substâncias A e B, estando as três no estado gasoso. Sabendo-se que a pressão total do equilíbrio é numericamente igual a três vezes o valor da constante de equilíbrio Kp, calcular o grau de dissociação térmica da substância da substância AB nessas condições.

Solução no final

EX-07 (PUC)

1 mol da substância A, colocado em um recipiente de 1 litro de capacidade e aquecido a 227ºC, sofre a dissociação A(g) ↔ 2B(g).  Medindo-se a constante de equilíbrio da dissociação térmica, encontrou-se o valor Kc = 4 moles/litro. Calcular o grau de dissociação térmica (porcentual) de A, na temperatura da experiência.

Solução no final

EX-08 (POLI-USP)

De que maneira a pressão e a temperatura influem sobre a quantidade de trióxido de enxofre produzido segundo a equação abaixo?

Solução no final

EX-09 (POLI-USP)

Em um recipiente de volume V, à pressão P e temperatura T, estão contidos N₂O₃, NO e O₂ em proporções estequiométricas com relação à reação.

Solução no final

EX-10  (MACK)

Dar a expressão da constante de equilíbrio Kp para o equilíbrio químico representado pela equação: 

 SOLUÇÕES E COMENTÁRIOS

1) Fazendo a tabela de concentrações de acordo com o enunciado:

Portanto,

2) No equilíbrio temos as seguintes relações entre os números de moles:

z = a – x      (I)

z = b – x     (II)

Resposta:

Portanto, a relação (a – x = z) está correta quando em equilíbrio químico.

3) Comentário:

De forma genérica, a equação abaixo é verdadeira.

A equação de reação do enunciado fica:

Vamos fazer uma tabela para facilitar a visualização:

Verificando as alternativas:

a) Verdadeiro

Como no equilíbrio sobraram 24,0 g  de propanol que corresponde a 0,4 moles; logo, se 1 mol é igual a 6,0x10²³ moléculas, então, deixaram de reagir  0,4x6,0x10²³ moléculas de propanol.

b) Verdadeiro

A massa molecular de acetato de propila (um dos produtos) é igual a 102 g.

c) Verdadeiro

Pela tabela acima: 10,8 g

d) Verdadeiro

Como enunciado diz que sobraram 40% de ácido acético, logo 60% participaram da reação.  E sabendo que 1 mol de ácido é igual a 60,0g.  Logo participaram 0,60 moles de ácido acético.

e) Falso

Foram consumidos 60% de propanol que é igual a 0,6 moles.  E os 0,40 moles não participaram da reação.

4)

Primeiro passo:  Descobrir qual é a massa necessária de H2 para hidrogenar totalmente, os 19,6 g de etileno. 

Segundo passo: Calcular a porcentagem de conversão de CO para CO2, verificando quanto sobrou de CO quando chegou ao equilíbrio.

Observando que no equilíbrio tem-se 1,4 g de H2 foi produzido que é 70% de 2 g (= 1 mol). Implicando que a porcentagem de CO para CO2, também é de 70%; de acordo com a relação estequiométrica da reação.  

Foi considerado que todas as substâncias estão na mesma fase gasosa. Portanto,

5)

Foram dados:

Calcular a pressão parcial do tricloreto de fósforo: 

Calcular a pressão total do sistema:

Observando a equação da reação temos 1 mol de tricloreto de fósforo e 1 mol de cloro no lado do produto.  Logo, se pressão parcial do tricloreto de fósforo é igual a 1,2 atm, então, a pressão parcial do cloro, também, será 1,2 atm.

Do enunciado: O quociente entre as pressões parciais do cloro e do pentacloreto de fósforo é 1,50.   Com esta informação podemos calcular a pressão parcial do pentacloreto de fósforo no equilíbrio químico:

6)

Sejam n₀ e p₀ o número de moles inicial e pressão parcial inicial respectivamente.

Sejam n e p, respectivamente, o número de moles e pressão parcial na condição de equilíbrio.

E seja α o grau de dissociação térmica.  Então,

Manipulação algébrica para determinar a relação entre a pressão parcial p e pressão inicial p₀. Calcular α o grau de dissociação térmica.

7)

Seja n₀ e n o número de moles inicial e número de moles no equilíbrio respectivamente.  O grau de dissociação: α = n/n₀. E n₀ é igual a 1 mol (em volume de1 litro)

Comparando as duas expressões, tem-se:

Resolvendo a equação:

Só vale a raiz positiva e este valor é aproximadamente 0,62.

Então, α = n/n₀ =0,62/1=0,62 → α = 62 %

8)

Aumentando a pressão e abaixando a temperatura, aumenta a quantidade de trióxido de enxofre produzido.

9)

(2º) Aumentando a pressão e mantendo a temperatura constante, o equilíbrio se desloca no sentido (2).

(3º) Aumentando a temperatura e mantendo a pressão constante, o equilíbrio se desloca no sentido (1), pois neste sentido a reação é endotérmica.

10)

São considerados apenas elementos no estado gasoso, pois líquidos e sólidos não variam com a variação da pressão.

Portanto,