DOSSIÊ DO PROFESSOR QUÍMICA 11
FICHAS FORMATIVAS
FICHA FORMATIVA
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NOME
DOMÍNIO 1
N.º
TURMA
DATA
PROFESSOR
Subdomínio 1: Aspetos quantitativos das reações químicas
Subdomínio 2: Equilíbrio químico e extensão das reações químicas
Equilíbrio químico
Nas respostas aos itens de escolha múltipla selecione a opção correta.
1. O tetracloroeteno, C2Cℓ4, líquido incolor utilizado na limpeza a seco, pode ser obtido a partir da reação entre o
dicloroetano, o cloro e o oxigénio. A equação química que traduz a reação é:
8 C2H4Cℓ2(ℓ) + 6 Cℓ2(g) + 7 O2(g) → 4 C2HCℓ3(ℓ) + 4 C2Cℓ4(ℓ) + 14 H2O(ℓ)
1.1. Quando 16 moles de dicloroetano reagem com excesso de oxigénio e cloro, são produzidos _______ moles
de C2Cℓ4 e _______ moles de H2O.
(A) … 4 … 14
(B) … 2 … 7
(C) … 8 … 28
(D) … 24… 36
1.2. Determine o volume de oxigénio, medido em condições de pressão e temperatura normais, necessário para
reagir com 23,75 kg de C2H4Cℓ2.
1.3. A massa de C2H4Cℓ2 consumida na obtenção de 150,0 g de C2Cℓ4 e igual a:
(A) 300,0 g
(B) 179,0 g
(C) 85,51 g
(D) 44,76 g
2. O carboneto de cálcio, CaC2, sólido, reage com a água para formar o gás acetileno, C2H2, e hidróxido de
cálcio, Ca(OH)2, sólido.
2.1. Escreva a equação química acertada para esta reação.
2.2. Na produção de acetileno, qual dos reagentes é que utilizaria como reagente limitante?
2.3. Determine a quantidade de matéria de água necessária para se obter 127 g de C 2H2?
3. O silício comercial é obtido a partir da sílica de elevado grau de pureza, de acordo com a seguinte equação:
SiO2(s) + C(s) → Si(s) + CO2(s)
Fizeram-se reagir 180,0 g de SiO 2 com 70,0 g de carbono. Terminado todo o processo, foi possível recuperar
68,0 g de silício.
3.1. Determine a massa de carbono que ficou por reagir.
3.2. O volume de dióxido de carbono libertado, em condições PTN, pode ser obtido pela expressão…
180,0
(A) …60,09  22,4
(B) …
60,09
180,0  60,09
22,4
60,09
(C) …180,0  22,4
(D) …180,0  22,4
3.3. Qual foi o rendimento da reação?
4. A reação de combustão do butano no ar pode ser traduzida pela seguinte equação química:
2 C4H10(g) + 13 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 H2O(g)
Considere que uma botija de butano contém cerca de 10,0 kg desse gás e que o rendimento da reação de
combustão é 63%.
4.1. Determine a quantidade de matéria de oxigénio necessária para a combustão completa dos 10,0 kg de
butano.
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4.2. Calcule o volume de vapor de água obtido em condições PTN.
5. O ião hidrogénio de uma solução aquosa de ácido clorídrico reage com o zinco de acordo com a equação
química:
Zn(s) + 2 H+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g)
A 100,0 mL de uma solução aquosa de ácido clorídrico 12,0 mol dm –3 adicionaram-se 75,0 g de zinco contendo
5% de impurezas.
Admita que a concentração de ião hidrogénio em solução coincide com a concentração da solução aquosa de
ácido clorídrico.
5.1. Identifique, justificando, o reagente limitante.
5.2. Determine a quantidade de matéria de reagente em excesso que ficou por reagir.
5.3. Calcule o rendimento da reação sabendo que se obteve 17,5 dm3, em condições PTN, de H 2.
6. O hidrogénio pode ser produzido a partir da reação de metano com vapor de água de acordo com a equação
química:
CH4(g) + H2O(g) ⇌ CO(g) + 3 H2(g)
H = 206 kJ mol- 1
Introduziu-se uma determinada quantidade de matéria de metano e de vapor de água num recipiente fechado. O
gráfico seguinte mostra a variação da concentração de monóxido de carbono e de metano no decurso da reação.
6.1. Explique por que motivo a partir do instante t 1 as concentrações de monóxido de carbono e de metano
deixam de variar.
6.2. Quando o equilíbrio químico é atingido, …
(A) … as reações direta e inversa cessam.
(B) … a velocidade das reações direta e inversa são iguais.
(C) … as concentrações de CO e H2 são iguais.
(D) … um dos reagentes é totalmente consumido.
6.3. Selecione o gráfico da concentração em função do tempo que traduz a variação da concentração do
hidrogénio.
(A)
(B)
(C)
(D)
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7. Considere a equação química genérica seguinte:
A(g) + 2 B(g) ⇌ 3 C(g)
Na tabela seguinte, estão registados os valores da constante de equilíbrio, K c, desta reação, para diferentes
valores de temperatura.
T/K
500
1000
1500
Kc
1,00  10- 1
1,35  10- 1
2,79  10- 1
7.1. Escreva a expressão que traduz a constante de equilíbrio, K c, da reação em causa.
7.2. As concentrações de equilíbrio das espécies A e B são, respetivamente, 0,010 mol dm 3 e 0,020 mol dm- 3, à
temperatura de 1500 K. Determine a concentração da espécie C nesse estado de equilíbrio.
7.3. Com base nos dados da tabela, conclua, justificando, se a reação é exotérmica ou endotérmica.
7.4. Admitindo que a temperatura se mantém constante, qual é o efeito, na quantidade de matéria de B, de uma
diminuição de pressão provocada por um aumento do volume do sistema em equilíbrio? Justifique.
7.5. Considere que num determinado instante, à temperatura de 1500 K, as concentrações das espécies A, B e C
são, respetivamente, 0,015 mol dm - 3, 0,015 mol dm- 3 e 0,015 mol dm- 3. Mostre, com base no valor do quociente
de reação, Qc, que a concentração da espécie C, na mistura reacional, diminui até se estabelecer o equilíbrio.
7.6. A presença de um catalisador apropriado num sistema reacional, tem como função…
(A) … aumentar a quantidade de matéria de produto obtida.
(B) … aumentar a rapidez das reações direta e inversa.
(C) … diminuir a quantidade de matéria de reagentes consumida.
(D) … aumentar a extensão da reação.
8. Um método de produção, em fase gasosa, de cianeto de hidrogénio é baseado na reação entre o nitrogénio,
N2, e o acetileno, C2H2, de acordo com a equação química seguinte:
N2(g) + C2H2(g) ⇌ 2 HCN(g)
H > 0
Kc = 40 (a 300 °C)
Num sistema reacional fechado, as concentrações iniciais de N2 e HCN são, respetivamente, 0,01 mol dm - 3 e
2,08 mol dm- 3. Ao fim de algum tempo, a concentração de N 2 é 0,03 mol dm- 3.
8.1. Determine a concentração de HCN quando a concentração de N 2 é 0,03 mol dm- 3.
8.2. Decorrido mais algum tempo, as concentrações de N 2, C2H2 e HCN são, respetivamente, 0,05 mol dm - 3,
0,10 mol dm- 3 e 2,00 mol dm- 3. Averigue se o sistema já se encontra em equilíbrio.
8.3. Compare a velocidade da reação direta com a velocidade da reação inversa no equilíbrio.
8.4. Uma vez atingido o equilíbrio, o sistema sofre um aumento de pressão. Com essa perturbação…
(A) … o sistema tende a evoluir no sentido da reação direta.
(B) … o sistema tende a evoluir no sentido da reação inversa.
(C) … nem a reação direta nem a reação inversa são favorecidas.
(D) … existe uma variação do valor de K c.
8.5. Que efeito tem no rendimento da reação um aumento da temperatura? Justifique.
9. O processo de produção de amoníaco é um dos mais estudados e otimizados a nível industrial.
A equação que traduz a reação de formação de amoníaco é:
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)
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A uma determinada pressão e temperatura, T, o gráfico seguinte traduz as variações das concentrações das
substâncias ao longo do tempo.
9.1. A reação de síntese de amoníaco é uma reação de equilíbrio porque…
(A) … os reagentes se consomem originando produto.
(B) … a concentração de produto prevalece no final da reação.
(C) … os reagentes e os produtos se encontram todos presentes, em simultâneo.
(D) … as concentrações dos reagentes e dos produtos se mantêm constantes ao longo do tempo.
9.2. Calcule a constante de equilíbrio da reação à temperatura T.
9.3. Considere que num determinado instante, depois de atingido o estado de equilíbrio à temperatura T, se
aumenta a concentração de nitrogénio.
Conclua, justificando, como variará o quociente da reação, após o aumento da concentração de nitrogénio, até
ser atingido um novo estado de equilíbrio, à mesma temperatura.
9.4. Que alteração se observaria no gráfico se a reação ocorresse na presença de um catalisador?
(A) A concentração de amoníaco no equilíbrio seria maior.
(B) O equilíbrio seria atingido mais rapidamente.
(C) A concentração de amoníaco no equilíbrio seria menor.
(D) A reação seria completa.
9.5. Determine o rendimento da reação.
10. Considere a seguinte reação química:
a A(g) + b B(g) ⇌ c C(g) + d D(g)
A figura seguinte representa a evolução da produção da reação de equilíbrio, em diferentes condições de
temperatura e de pressão.
10.1. O número de moléculas gasosas nos reagentes é _______ que o número de moléculas gasosas dos
produtos uma vez que, com o aumento da pressão, o sistema evolui no sentido _______.
(A) … maior … direto
(B) … maior … inverso
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(C) … menor … direto
(D) … menor … inverso
10.2. Indique, justificando, se a reação é endotérmica ou exotérmica.
10.3. Analisando o gráfico, quais seriam as condições de pressão e temperatura que favoreceriam a formação
dos produtos da reação?
10.4. Industrialmente, a reação realiza-se à temperatura de 450 °C e com pressões entre 200  105 Pa e 250 105 Pa.
Justifique esta opção.
11. A reação de síntese do amoníaco pode ser traduzida por:
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)
Na tabela seguinte, estão registadas, além das concentrações iniciais de N 2 e de H2, as concentrações de
equilíbrio das espécies envolvidas na reação num estado de equilíbrio do sistema, à temperatura T.
Admita que a reação ocorreu num reator com 1,00 L de capacidade e que as substâncias envolvidas não
participaram em nenhum outro processo.
Concentração inicial / mol dm- 3
Concentração de equilíbrio / mol dm
-3
N2
H2
NH3
0,200
0,500
?
0,144
0,332
0,112
11.1. Verifique se o amoníaco, NH3, fazia parte da mistura inicial.
Apresente todas as etapas de resolução.
11.2. Admita que, num determinado instante, se adicionou H 2 ao sistema em equilíbrio e que a concentração do
gás aumentou, nesse instante, para o dobro.
O valor aproximado do quociente de reação, imediatamente após aquela adição, pode ser determinado pela
expressão:
(A)
(B)
(C)
(D)
0,1122
0,200  0,5003
0,1122
0,288  0,664 3
0,1122
0,200  1,0003
0,1122
0,144  0,664 3
11.3. Conclua, justificando, como deverá variar o rendimento da reação de síntese do amoníaco se se diminuir a
pressão do sistema, por aumento do volume do recipiente, mantendo-se a temperatura constante.
Adaptado do Exame Nacional Física e Química, 2.ª fase, 2015
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