Cinética química e catálise · IME

Cinética química e catálise: questões do IME

11 questões de Cinética química e catálise (Química) no IME (2008–2026). Treine de graça com correção e comentário.

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Questões de Cinética química e catálise no IME

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IME20261a faseQuestao 34QuímicaCinética química e catáliseMedia

O gráfico abaixo foi construído a partir da medida da velocidade de reação (

r_{A}

) e da concentração (

C_{A}

) de uma substância A em momentos sucessivos, inicial (1) e final (2). Analisando o gráfico, pode-se afirmar que:

Imagens anexadas

A)essa reação é de ordem $0$ em relação à substância A.
B)a substância A é um produto.
C)essa reação é de ordem negativa em relação à substância A.
D)a constante de velocidade dessa reação é negativa.
E)essa reação é de ordem fracionária positiva em relação à substância A.

IME20231a faseQuestao 33QuímicaCinética química e catáliseMedia

Catalisadores são substâncias de grande interesse industrial para processos químicos e biotecnológicos, pois permitem a obtenção de produtos-alvo com maior rapidez. Analise as afirmativas abaixo. I. Na reação 2 SO₂(g) + O₂(g) → 2 SO₃(g), catalisada por V₂O₅(s), o pentóxido de vanádio tem efeito de superfície, exemplificando uma catálise heterogênea. II. Dada a sua característica basicamente proteica e sua menor estabilidade em relação aos catalisadores químicos tradicionais, as enzimas são totalmente inativadas durante processos bioquímicos, independentemente das condições operacionais implementadas. III. Os catalisadores reduzem a energia de ativação, resultando em aumento da velocidade de reação, sendo regenerados ao final da conversão química. IV. A ação do catalisador cria um novo caminho reacional que requer menor energia de ativação, alterando o equilíbrio da reação. V. Todos os catalisadores conhecidos são compostos inorgânicos, geralmente constituídos por metais de transição. Assinale a opção que apresenta APENAS as afirmativas verdadeiras.

A)III e V.
B)I, III e IV.
C)II, IV e V.
D)I e III.
E)I, II, IV e V.

IME20231a faseQuestao 36QuímicaCinética química e catáliseDificil

O mapa de contorno da figura abaixo é uma representação bidimensional de uma superfície de energia potencial para a reação A + BC → AB + C em função das distâncias rAB e rBC entre os átomos A e B e entre B e C, respectivamente. Nesse gráfico, cada uma das linhas cheias indica valores constantes dessa energia e a linha tracejada representa a trajetória da reação. Qual das seguintes opções corresponde à identificação correta da região hachurada para a reação indicada?

Imagens anexadas

A)Os reagentes A e BC.
B)Os produtos AB e C.
C)O complexo ativado ABC.
D)Os átomos separados A, B e C.
E)Os íons separados A⁺, B⁺ e C⁺.

IME20211a faseQuestao 36QuímicaCinética química e catáliseMuito dificil

Sabe-se que dois compostos A e B reagem em solução de acordo com a estequiometria A + B → C + D, que segue uma cinética de primeira ordem tanto em relação a A quanto a B, com velocidade específica de reação

k = 1 0^{- 3} L\cdotmol^{- 1} \cdots^{- 1}

. Em um recipiente, são adicionados 2 mols de cada um dos reagentes e um solvente adequado até completar 1 L de solução. Considerando que A é totalmente solúvel e B tem uma solubilidade igual a 0,1 mol·L⁻¹, obtenha a taxa de reação (

v

em mol·L⁻¹·s⁻¹) em função da conversão de A, dada por

X = \frac{2 - n _{A}}{2}

(onde

n_{A}

é o número de mols de A em um dado instante).

A) $v = 0, 002 (1 - X)$ , $0 \leq X \leq 0, 95$ ; e $v = 0, 004 (1 - X)^{2}$ , $0, 95 \leq X \leq 1$ .
B) $v = 0, 0002 (1 - X)$ , $0 \leq X \leq 0, 05$ ; e $v = 0, 002 (1 - X)^{2}$ , $0, 05 \leq X \leq 1$ .
C) $v = 0, 004 (1 - X)^{2}$ durante todo o processo, pois a reação se dá em solução.
D) $v = 0, 0004 (1 - X)^{2}$ , $0 \leq X \leq 0, 05$ ; e $v = 0, 004 (1 - X)^{2}$ , $0, 05 \leq X \leq 1$ .
E) $v = 0, 0002 (1 - X)$ , $0 \leq X \leq 0, 95$ ; e $v = 0, 004 (1 - X)^{2}$ , $0, 95 \leq X \leq 1$ .

IME20171a faseQuestao 38QuímicaCinética química e catáliseMedia

Considere que um atleta tenha consumido 64 mg de um anabolizante e que, após 4 dias, o exame antidoping tenha detectado apenas 0,25 mg deste composto. Assumindo que a degradação do anabolizante no organismo segue uma cinética de 1ª ordem, assinale a alternativa que apresenta o tempo de meia-vida da substância no organismo do atleta.

A)4 horas
B)6 horas
C)8 horas
D)12 horas
E)48 horas

IME20141a faseQuestao 33QuímicaCinética química e catáliseMedia

Considere a reação catalisada descrita pelo mecanismo a seguir. Primeira etapa: A + BC → AC + B Segunda etapa: AC + D → A + CD O perfil energético dessa reação segue a representação do gráfico abaixo, em que os pontos estão numerados de (1) a (5). Diante das informações apresentadas, é correto afirmar que

Imagens anexadas

A)os intermediários de reação são representados por (2) e (3) e equivalem, respectivamente, aos compostos BC e AC.
B)os reagentes, representados por (1), são os compostos A e D.
C)o complexo ativado representado por (4) tem estrutura A‑‑‑‑‑C‑‑‑‑‑D.
D)o produto, representado por (5), é único e equivale ao composto CD.
E)a presença do catalisador A torna a reação exotérmica.

IME20131a faseQuestao 36QuímicaCinética química e catáliseMedia

O gráfico abaixo ilustra as variações de energia devido a uma reação química conduzida nas mesmas condições iniciais de temperatura, pressão, volume de reator e quantidades de reagentes em dois sistemas diferentes. Estes sistemas diferem apenas pela presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível afirmar que:

Imagens anexadas

A)A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor.
B)A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor.
C)A curva 1 representa a reação catalisada com energia de ativação dada por $E_{1} + E_{3}$ .
D)A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por $E_{2} + E_{3}$ .
E)A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por $E_{1}$ .

IME20121a faseQuestao 33QuímicaCinética química e catáliseDificil

Um grupo de alunos desenvolveu um estudo sobre três reações irreversíveis de ordens zero, um e dois. Contudo, ao se reunirem para confeccionar o relatório, não identificaram a correspondência entre as colunas da tabela abaixo e as respectivas ordens de reação. t (s) | C₁ (mol/L) | C₂ (mol/L) | C₃ (mol/L) 200 | 0,8000 | 0,8333 | 0,8186 210 | 0,7900 | 0,8264 | 0,8105 220 | 0,7800 | 0,8196 | 0,8024 230 | 0,7700 | 0,8130 | 0,7945 240 | 0,7600 | 0,8064 | 0,7866 Considere que o modelo

\frac{Δ C}{Δ t} = - k C^{n}

descreva adequadamente as velocidades das reações estudadas. Considere ainda que as magnitudes das constantes de velocidade específica de todas as reações são idênticas à da reação de segunda ordem, que é

1, 0 \times 1 0^{- 3}

L·mol⁻¹·s⁻¹. Assim, pode-se afirmar que C₁, C₂ e C₃ referem-se, respectivamente, a reações de ordem

A)1, 2 e 0.
B)0, 1 e 2.
C)0, 2 e 1.
D)2, 0 e 1.
E)2, 1 e 0.

IME20111a faseQuestao 37QuímicaCinética química e catáliseDificil

Em sistemas envolvendo reações paralelas, um importante parâmetro é a seletividade (

se

), definida como a razão entre as taxas de geração dos produtos de interesse (I) e os secundários (S). Considere o caso em que a taxa de produção de I é dada por

K_{I} C_{r}^{ξ}

e a de S por

K_{S} C_{r}^{γ}

, onde

C_{r}

é a concentração do reagente;

K_{I}

K_{S}

são as velocidades específicas de reação para I e S, respectivamente; e

ξ

γ

são dois números inteiros e positivos. Para uma temperatura constante, pode-se afirmar que a seletividade:

A)permanece constante independentemente de $C_{r}$ .
B)permanece constante quaisquer que sejam os valores de $ξ$ e $γ$ .
C)é maior no início da reação quando $ξ = γ$ .
D)é menor no fim da reação quando $ξ < γ$ .
E)é maior no início da reação quando $ξ > γ$ .

IME20091a faseQuestao 37QuímicaCinética química e catáliseDificil

Considere a sequência de reações e o perfil energético (figura) associados ao processo de oxidação do dióxido de enxofre: Etapa 1 (elementar): SO₂(g) + NO₂(g) → SO₃(g) + NO(g) Etapa 2: 2 NO(g) + O₂(g) → 2 NO₂(g) A alternativa que apresenta corretamente os compostos no estágio II, o catalisador e a lei de velocidade para a reação global é

Imagens anexadas

A)Estágio II: NO, O₂ | Catalisador: NO | Lei de velocidade: k[SO₂]²[O₂]
B)Estágio II: SO₃, NO, O₂ | Catalisador: NO₂ | Lei de velocidade: k[SO₂]²[O₂]
C)Estágio II: SO₃, NO, O₂ | Catalisador: NO₂ | Lei de velocidade: k[SO₂][NO₂]
D)Estágio II: NO, O₂ | Catalisador: NO | Lei de velocidade: k[SO₂][NO₂]
E)Estágio II: SO₃, NO, NO₂ | Catalisador: O₂ | Lei de velocidade: k[SO₂][NO₂]

IME20081a faseQuestao 37QuímicaCinética química e catáliseDificil

Para a reação genérica aA → bB + cC, analise os cinco casos apresentados nos gráficos a seguir. Considere que [A]₀ = concentração molar inicial de A; VA = velocidade de reação; kᵢ = constante de velocidade no i-ésimo caso; Ea = energia de ativação; e T = temperatura absoluta. A partir das informações contidas nos gráficos, assinale a alternativa correta.

Imagens anexadas

A)Caso 1: VA = k₁[A] | Caso 2: VA = k₂[A] | Caso 3: VA = k₃ | Caso 4: VA = k₄ | Caso 5: Ea(reação 1) < Ea(reação 2)
B)Caso 1: VA = k₁[A]² | Caso 2: VA = k₂[A] | Caso 3: VA = k₃[A] | Caso 4: VA = k₄[A] | Caso 5: Ea(reação 1) > Ea(reação 2)
C)Caso 1: VA = k₁[A] | Caso 2: VA = k₂[A]² | Caso 3: VA = k₃ | Caso 4: VA = k₄ | Caso 5: Ea(reação 1) < Ea(reação 2)
D)Caso 1: VA = k₁[A]² | Caso 2: VA = k₂[A]² | Caso 3: VA = k₃[A] | Caso 4: VA = k₄[A] | Caso 5: Ea(reação 1) < Ea(reação 2)
E)Caso 1: VA = k₁[A] | Caso 2: VA = k₂[A]² | Caso 3: VA = k₃ | Caso 4: VA = k₄ | Caso 5: Ea(reação 1) > Ea(reação 2)

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