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Exercícios sobre Cálculo da Velocidade Média de uma Reação

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre o cálculo que envolve a velocidade média de uma reação.

Questão 1

(PUC-RS) Numa experiência, a reação de formação de amônia (NH3), a partir do N2 e do H2, está ocorrendo com um consumo de 12 mols de nitrogênio (N2) a cada 120 segundos. Nesse caso, a velocidade de consumo de hidrogênio (H2) é:

a) 6 mols por minuto

b) 12 mols por minuto.

c) 18 mols por minuto.

d) 24 mols por minuto.

e) 36 mols por minuto.

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Questão 2

(UNIFICADO-RJ) Numa experiência envolvendo o processo:

N2 + 3H2 → 2NH3,

a velocidade da reação foi expressa como = 4,0 mol/L.h. Considerando-se a não ocorrência de reações secundárias, a expressão dessa mesma velocidade, em termos de concentração de H2, será:

a) -Δ[H2]/Δt = 1,5 mol/L.h

b) -Δ[H2]/Δt = 5,0 mol/L.h

c) - Δ[H2]/Δt= 6,0 mol/L.h

d) -Δ[H2]/Δt = 8,0 mol/L.h

e) -Δ[H2]/Δt = 12,0 mol/L.h

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Questão 3

(PUC-RS) Amostras de magnésio foram colocadas em soluções aquosas de ácido clorídrico de diversas concentrações e temperaturas, havendo total consumo do metal e desprendimento do hidrogênio gasoso. Observaram-se os seguintes resultados:

Pela análise dos dados contidos na tabela acima, é correto afirmar que:

a) a velocidade média da reação na amostra I é maior que na amostra II.

b) a quantidade de hidrogênio desprendida na amostra II é maior do que na amostra IV.

c) a velocidade média da reação na amostra III é igual à da amostra IV.

d) a velocidade média de reação na amostra IV é a metade da velocidade média de reação na amostra II.

e) a quantidade de hidrogênio desprendido na amostra III é menor do que na amostra IV.

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Questão 4

Dada a equação abaixo:

X → Y + Z

A variação na concentração de X em função do tempo é proposta na tabela:

Qual será a velocidade média da reação no intervalo de 2 a 5 minutos?

a) 0,3 mol/L.min.

b) 0,1 mol/L.min.

c) 0,5 mol/L.min.

d) 1,0 mol/L.min.

e) 1,5 mol/L.min.

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Questão 5

Abaixo temos a representação do processo de decomposição da amônia gasosa:

2 NH3 → N2 + 3 H2

A tabela abaixo indica a variação na concentração do reagente em função do tempo:

Qual será o valor da velocidade média de consumo do reagente nas três primeiras horas de reação?

a) 4,0 mol.L-1.h-1

b) 2,0 mol.L-1.h-1

c) 10 km.h-1

d) 1,0 mol.L-1.h-1

e) 2,3 mol.L-1.h-1

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Questão 6

A velocidade média da reação 1 N2 + 3 H2 → 2 NH3 é 0,5 mols/min. A velocidade média em função do nitrogênio (N2) vale:

a) 6 mols / min.

b) 3 mols / min.

c) 2 mols / min.

d) 0,5 mols / min.

e) 5 mols / min

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra c). A equação balanceada que represneta o processo descrito é:

N2 + 3H2 → 2NH3

Para determinar a velocidade do H2, é necessário antes calcular a velocidade do N2, já que o execício forneceu dados sobre ele. Dividindo o número de mols (12 mols) pelo tempo (2 minutos → 120 segundos), temos:

vN2 = 12
         2

vN2 = 6 mols por minuto.

Por fim, basta multiplicar a velocidade do nitrogênio encontrada por 3, já que a proporção estequiométrica entre nitrogênio e hidrogênio na equação é de 1 para 3, ou seja, a velocidade do hidrogênio é o triplo da velocidade do nitrogênio.

vH2 = vN2.3

vH2 = 6.3

vH2 = 18 mols por minuto

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Resposta Questão 2

Letra e). Como o exercício já forneceu a velocidade da reação, para determinar a velocidade de consumo do Hidrogênio (vH2), basta multiplicar a velocidade da reação (Vr) pelo coeficiente estequiométrico (3) do Hidrogênio na equação:

vH2 = Vr.3

vH2 = 4,0.3

vH2 = 12,0 mol/L.h

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Resposta Questão 3

Letra d). Antes de avaliarmos as alternativas, como o exercício fala em velocidade média, devemos calculá-la para cada uma das amostras. Para isso, basta dividir a massa consumida pelo tempo:

Amostra 1: 0,2 = 0,2 g/min
                  1

Amostra 2: 2,0 = 0,4 g/min
                  5

Amostra 3: 4,0 = 0,26 g/min
                 15

Amostra 4: 4,0 = 0,2 g/min
                 20

Com as velocidades de cada amostra, agora podemos avaliar cada um dos itens:

  • Item a: errado porque a velocidade da amostra 1 é menor que a da amostra 2;

  • Item b: errado porque quanto maior é a massa do reagente, maior é a quantidade de produto formado;

  • Item c: errado porque as amostras 1 e 4 têm a mesma velocidade;

  • Item e: errado porque a quantidade de magnésio utilizada é a mesma; logo, a quantidade de hidrogênio desprendido será a mesma.

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Resposta Questão 4

Letra b). Antes de determinar a velocidade da reação, é necessário determinar a variação da concentração e a variação do tempo entre 2 (que corresponde a 120 segundos) e 5 minutos (que corresponde a 300 s) utilizando os dados do participante X. Devemos sempre subtrair o final (=300 s) pelo inicial (120 s):

- Variação da concentração: será calculada em módulo porque o resultado final da velocidade não pode ser negativo.

Δ[] = |0,4-0,7|

Δ[] = |-0,3|

Δ[] = |0,3| mol.L-1

- Variação do tempo:

Δt = 5-2

Δt = 3 min

Por fim, basta utilizar os valores encontrados na fórmula da velocidade (variação da concentração dividida pela variação do tempo), já que nesse exercício a velocidade de consumo de X é igual à velocidade da reação, pois o coeficiente de X na equação é 1:

v = Δ[]
     Δt

v = |0,3|
       3

v = 0,1 mol/L.min

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Resposta Questão 5

Letra e). Antes determinar a velocidade de consumo do NH3, é necessário determinar a variação da concentração e a variação do tempo entre as três primeiras horas. Lembrando que devemos sempre subtrair o final (terceira hora) pelo inicial (0 hora):

- Variação da concentração: será calculada em módulo porque o resultado final da velocidade não pode ser negativo.

Δ[] = |1-8|

Δ[] = |-7|

Δ[] = |7| mol.L-1

- Variação do tempo:

Δt = 3-0

Δt = 3 h

Por fim, basta utilizar os valores encontrados na fórmula da velocidade (variação da concentração dividida pela variação do tempo):

v = Δ[]
     Δt

v = |7|
      3

v = 2,33 mol.L-1.h-1

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Resposta Questão 6

Letra d). Como o exercício já nos forneceu a velocidade da reação, para determinar a velocidade de consumo do nitrogênio (vN2), basta multiplicar a velocidade da reação (Vr) pelo coeficiente estequiométrico (1) do nitrogênio na equação:

vN2 = Vr.1

vN2 = 0,5.1

vN2 = 0,5 mols / min

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