Ficha de trabalho realizada pelo subgrupo de FQA - 11ºano Página 1

Agrupamento de Escolas Sá da Bandeira

Escola Secundária de Sá da Bandeira

FÍSICA e QUIMICA A - 11ºANO

FICHA DE TRABALHO UNIDADE 1 –1.2 e 1.4 - Cálculos Estequiométricos e Equilíbrio Químico

1. Uma amostra de 24,0 g de benzeno (C6H6) foi adicionada, gota a gota, a 100,0 g de bromo (Br2) na presença

de uma pequena quantidade de brometo de ferro (II), que não atua como reagente. Obtiveram-se 40,0 g de

bromobenzeno. A equação que traduz a reação é: C6H6 (g) + Br2 (ℓ) → C6H5Br (g) + HBr (g)

1.1 Indique, justificando, o reagente limitante.

1.2 Calcule o rendimento da reação.

1.3 Calcule o volume de brometo de hidrogénio obtido em condições PTN.

1.4 Qual é a função do brometo de ferro (III)?

2. Encheu-se o depósito de um automóvel com 45,0 L de combustível o que corresponde a 300 mol de

octano. A equação que traduz a combustão do octano é:

2 C8H18 (ℓ) + 25 O2 (g) → 16 CO2 (g) + 18 H2O (g)

2.1 Explique por que razão esta reação é considerada completa.

2.2 Calcule a quantidade de oxigénio necessária para queimar completamente 12,0 L de combustível

2.3 Calcule o volume de dióxido de carbono libertado, nas condições PTN.

3. O zinco pode ser produzido a partir de um minério de sulfureto de zinco (ZnS), denominado blenda. O

esquema global que traduz este processo é: ZnS (s) + 2O2 (g) + C (s) → Zn (s) + 502 (g) + CO (g)

3.1 Verifique se o esquema está de acordo com a Lei de Lavoisier e, se não estiver, efetue as operações

necessárias para que fique de acordo com esta lei.

3.2 Calcule a massa de zinco formada a partir de 100 kg de sulfureto de zinco se o rendimento da reação for de

27%.

4. Os tradicionais fósforos são constituídos por sulfureto de fósforo (P4S3). O sulfureto de fósforo é feito a partir

de fósforo e enxofre, aquecidos a temperaturas superiores a 100 0C, reação traduzida pela seguinte equação:

P4 (s) + 3S (ℓ) → P4S3 (s)

Aqueceu-se uma mistura de 120,0 g de fósforo (P4) e 64.0 g de enxofre (S).

4.1 Qual é o reagente limitante?

4.2 Calcule:

4.2.1 a massa de reagente em excesso que ficou por reagir;

4.2.2 a massa de sulfureto de fósforo formada.

5. As reações químicas podem, em determinados sistemas, evoluir para uma situação de equilíbrio. Analise o

quadro seguinte e responde às questões formuladas.

Reação Reagentes Produtos Substâncias presentes no "final" da reação

A CaO (s) e H2O (ℓ) Ca(HO)2 (aq) Ca(HO)2, (aq) e H2O (ℓ)

B SO2 (g) e O2 (g) SO3 (g) SO3 (g), SO2 (g) e O2 (g)

C NH3 (g) e HCl (g) NH4Cl (s) NH4Cl (s), NH3 (g) e HCl (g)

D C4H10 (g) e O2(g) CO2 (g) e H2O (g) CO2 (g). H2O (ℓ) e O2 (g)

E NH3 (g) e O2 (g) NO (g) e H20 (g) NO(g), H2O (g), NH3 (g) eO02 (g)

F C (s) e CO2 (g) CO (g) CO (g), C (s) e CO2 (g)

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5.1 Identifique as reações reversíveis. Justifique.

5.2 Para cada uma das reações identificadas em 5.1, escreva a equação química que representa a reação direta

e a reação inversa

5.3 Identifique as reações homogéneas e as heterogéneas.

6. No gráfico seguinte representa-se a variação da velocidade da reação direta e da reação inversa no

decorrer do tempo, para uma reação química reversível

6.1 Classifique em verdadeira ou falsa cada uma das afirmações.

(A) A concentração dos produtos é maior no instante t3 do que no

instante t1

(B) No instante t3 a reação terminou.

(C) A conversão dos reagentes e produtos terminou no instante t3

(D) No Instante t2 a reação atinge o estado de equilíbrio.

6.2 Identifique o ramo do gráfico (I ou II) que corresponde à variação da rapidez da reação Inversa. Justifique a

escolha.

7. No decorrer das reações químicas. a concentração dos produtos aumenta e a dos reagentes diminui, até

que se atinge o estado de equilíbrio ou a reação termina. Observe os gráficos seguintes e responde às questões

propostas.

7.1 Indique em qual dos casos se atingiu o equilíbrio. Justifique.

7.2 Identifique os reagentes e os produtos de cada uma das reações.

7.3 Selecione a opção que completa corretamente a seguinte afirmação:

As equações químicas representativas das reações diretas são ...

(A) … A + C → B e D + E → F”.

(B) … A + 2C → B e 2D + E → 2F”.

(C) … 2A + C → 2B e D + 2E → F”.

(D) … A + 2C → B e 2D + 3E → 2 F”

8. Escreva a expressão da constante de equilíbrio para cada uma das seguintes reações:

a) S2 (g) + O2 (g) ↔ S02 (g) c) CO (g) + O2 (g) ↔ CO2 (g)

b) NOCℓ (g) ↔ NO (g) + Cℓ2 (g) d) HCℓ (g) + O2 (g) ↔ H2O (g) + Cℓ2 (g)

9. Indique, justificando, qual das seguintes reações químicas é a mais extensa, às temperaturas indicadas.

Indique, também, a ordem crescente da extensão das várias reações.

(A) PCℓ5 (g) ↔ PCℓ3 (g) + Cℓ2 (g) Kc = 1,77 (a 250 oC)

(B) NOCI (g) ↔ NO (g) + Cℓ2 (g) Kc = 2 x 10-10 (a 25 oC)

(C) CO (g) + H20 (g) ↔ CO2(g) + H2 (g) Kc = 302 (a 327 oC)

(D) CdS (s) ↔ Cd2+ (aq) + S2- (aq) Kc = 7,1 x10-28 (a 25 oC)

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10. Considera a reação representada pela equação: 4 HCℓ(g) + 02(g) ↔ 2 H20(g) + 2 Cℓ2(g)

Um reator com 5 L de capacidade contém, em equilíbrio, à temperatura T, 0,060 mol de HCℓ, 0,055 mol de 02,

0,070 mol de H20 e 0,050 mol de Cℓ2.

10.1 Escreva a expressão da constante de equilíbrio.

10.2 Calcule as concentrações de todas as espécies químicas presentes no equilíbrio. 10.3. Calcula o valor da

constante de equilíbrio, à temperatura T.

11. Realizou-se uma experiência de síntese em laboratório, fazendo reagir dois compostos, a 30 0C, de

designação genérica A e B, obtendo-se dois produtos, de designação genérica C e D, segundo a equação

química: A (g) + B (g) ↔ C (g) + D (g)

Após a mistura dos reagentes num balão com um volume de

0,5 L determinaram-se as quantidades de cada um dos

reagentes e dos produtos ao longo do tempo, a temperatura

constante. Os resultados aparecem Indicados na tabela

seguinte.

Determine, justificando:

11.1 o intervalo de tempo em que o sistema está em

desequilíbrio químico.

11.2 O quociente da reação aos 25 minutos.

11.3 A concentração de A e B quando o sistema atingiu o equilíbrio.

11.4 A constante de equilíbrio da reação.

12. A constante de equilíbrio, KC, da reação de produção do amoníaco a partir do azoto e do hidrogénio é de

2,35 x 10-3 a 350 0C.

12.1 Explique por que motivo é necessário referir sempre a temperatura quando se apresenta um valor da

constante de equilíbrio.

12.2 Num determinado estado de equilíbrio, as concentrações são:

[N2]e = 0,60 mol dm-3; [H2]e = 9,0 mol dm-3 ; [NH3]e = 1,5 mol dm-3

Calcule a constante de equilíbrio e verifique se a temperatura de reação é a mesma que a apresentada no

enunciado (350 0C.), sabendo que a pressão e o volume não se alteraram

13. Considere a reação 2 SO2 (g) + 02 (g) ↔ 2 SO3 (g), a qual é mantida à temperatura de 250 0C. Se num

determinado instante, a composição do sistema reagente for: [SO2] = 0,149 mol dm-3; [O2] = 0,449 mol dm-3;

[SO3] = 2,62 mol dm-3 e sabendo que a constante de equilíbrio da reação, à temperatura indicada, é 249, indique

se o sistema está ou não em equilíbrio no instante em que foi feita a análise da sua composição. Caso não

esteja, indique, justificando, em que sentido evoluirá.

14. O óxido de azoto é um dos poluentes atmosféricos emitidos durante os processos de combustão,

resultante da reação entre o azoto e o oxigénio a temperaturas elevadas dentro dos motores. Esta espécie

intervém na reação de formação de ozono na troposfera, o principal constituinte do nevoeiro fotoquímico,

tendo consequências perigosas para a saúde humana e para os ecossistemas. As manifestações da ação do NO

ocorrem apenas a nível local, perto da fonte de origem, uma vez que esta espécie é muito reativa. A constante

de equilíbrio da reação de formação de NO a partir de oxigénio e azoto é de 4,72 x 10-31, a 25 0C, e a variação de

entalpia tem um valor positivo.

14.1 Traduza por uma equação química a reação de formação de NO a partir de oxigénio e azoto.

14.2 Como justifica que, embora a atmosfera seja constituída predominantemente por oxigénio e azoto, a

quantidade de NO produzido na atmosfera seja negligenciável?

14.3 Calcule o valor da constante de equilíbrio para a reação inversa

14.4 Comente o valor obtido na questão anterior.

Tempo/min nA/mol nB/mol nC/mol nD/mol

0 0,83 1,50 0,00 0,00 10 0,68 1,35 0,15 0,15 20 0,57 1,24 0,26 0,26 25 0,53 1,20 0,30 0,30 30 0,50 1,17 0,33 0,33 35 0,49 1,16 0,34 0,34 40 0,49 1,16 0,34 0,34 50 0,49 1,16 0,34 0,34