Cinética química e catálise · ITA

Cinética química e catálise: questões do ITA

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

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Questões de Cinética química e catálise no ITA

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ITA20261a faseQuestao 25QuímicaCinética química e catáliseDificil

Um grupo de pesquisadores está testando um novo catalisador heterogêneo para oxidação de um poluente orgânico. Na ausência de catalisador, a constante de velocidade é igual a 2,0·10⁻³ s⁻¹ a 310 K, e a energia de ativação é 85 kJ·mol⁻¹. Na presença do catalisador, a constante de velocidade da reação a 310 K aumenta 10 vezes. Considerações: i) o fator pré-exponencial e a ordem de reação não se alteram com a adição do catalisador; e ii) a concentração inicial do poluente é de 0,200 mol·L⁻¹. Assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, a energia de ativação e o tempo necessário para que a concentração do poluente caia para 0,050 mol·L⁻¹ na presença do catalisador.

A)79 kJ·mol⁻¹; 69 s.
B)66 kJ·mol⁻¹; 69 s.
C)72 kJ·mol⁻¹; 75 s.
D)66 kJ·mol⁻¹; 75 s.
E)79 kJ·mol⁻¹; 75 s.

ITA20251a faseQuestao 25QuímicaCinética química e catáliseMedia

São feitas as seguintes afirmações sobre processos de combustão: I. A velocidade de propagação da chama é a velocidade com que a frente de chama se move através de uma mistura reagente. II. Um combustível pode gerar uma chama azul ou amarela, sendo esta última a de maior energia. III. A detonação é um tipo de combustão que ocorre à alta pressão e temperatura, em que a onda de choque se propaga em velocidade supersônica. IV. Reações de combustão não sofrem efeitos catalíticos. Estão CORRETAS

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

ITA20251a faseQuestao 31QuímicaCinética química e catáliseMedia

Uma determinada reação química "A" tem a mesma ordem e o mesmo fator pré-exponencial (k₀) que uma reação química "B". Considerando que a energia de ativação da reação "A" é 8,31 kJ·mol⁻¹ maior do que a energia de ativação da reação "B", assinale a alternativa que apresenta a relação entre as constantes de velocidade dessas reações a 227 °C.

A) $K_{A} = e^{- 0, 002} K_{B}$
B) $K_{A} = e^{- 2} K_{B}$
C) $K_{A} = e^{- 20} K_{B}$
D) $K_{A} = e^{+ 0, 002} K_{B}$
E) $K_{A} = e^{+ 20} K_{B}$

ITA20231a faseQuestao 50QuímicaCinética química e catáliseDificil

Sabe-se que a constante de velocidade (

k

) de uma reação é função da temperatura (

T

) conforme a Lei de Arrhenius:

k = A e^{- E_{a} / R T},

em que

A

é o fator de frequência e

E_{a}

é a energia de ativação. Em um estudo cinético, observou-se que a velocidade de uma determinada reação aumenta 1000 vezes quando a temperatura do meio reacional aumenta de 400 K para 500 K, permanecendo constantes todos os demais parâmetros iniciais. Assinale a opção que apresenta a energia de ativação desta reação, em kcal·mol⁻¹, considerando que

A

E_{a}

não dependem da temperatura.

A)7,3.
B)17,3.
C)27,3.
D)37,3.
E)47,3.

ITA20231a faseQuestao 52QuímicaCinética química e catáliseMedia

Considere que as curvas (I) e (II), representadas na figura, correspondem a uma mesma reação química em fase gasosa, mas em diferentes condições. Sabendo que

E_{a}

é a energia de ativação, é CORRETO afirmar que:

Imagens anexadas

A)em (II) a reação ocorre na presença de um catalisador.
B)a reação é endotérmica.
C)a reação é de primeira ordem.
D)a temperatura em (I) é menor do que em (II).
E)a constante de velocidade da reação em (I) é maior do que em (II).

ITA20231a faseQuestao 56QuímicaCinética química e catáliseDificil

Em uma determinada temperatura, uma mistura gasosa contendo as substâncias X₂, Y₂ e XY é adicionada a um recipiente de 1 L, nas concentrações, em mol·L⁻¹, de 0,4, 0,4 e 0,8, respectivamente. A equação química que representa a reação, cuja constante de equilíbrio é igual a 16, é dada por X₂ + Y₂ ⇌ 2XY. Assinale a opção que contém a concentração aproximada, em mol·L⁻¹, do produto XY, após a reação atingir o equilíbrio.

A)0,5.
B)0,8.
C)1,1.
D)2,2.
E)2,7.

ITA20231a faseQuestao 60QuímicaCinética química e catáliseMuito dificil

Os diagramas I a IV, representados na figura, correspondem a diferentes estados de equilíbrio de uma reação exotérmica do tipo A(g) + B(g) ⇌ 2AB(g). Assinale a opção que contém a afirmação CORRETA.

Imagens anexadas

A)Se a constante de equilíbrio da reação, $K_{c}$ , em uma determinada temperatura, é igual a 3, apenas o diagrama (I) representa o sistema no equilíbrio.
B)Os diagramas (II) e (IV) podem representar a situação da reação em equilíbrio em duas temperaturas diferentes, com $T_{I I} > T_{I V}$ .
C)Se todos os diagramas representam a reação em equilíbrio, o diagrama (III) representa a reação com a menor constante de equilíbrio.
D)Se a pressão for reduzida à metade pela duplicação do volume, em temperatura constante, os diagramas (II) e (III) representam a reação em equilíbrio para o estado inicial e final, respectivamente, desse processo, com $V_{I I} = 2 V_{I I I}$ .
E)Se cada símbolo que representa uma molécula nos diagramas equivale a 0,20 mol e se o volume do recipiente é 1,0 L, a constante de equilíbrio da reação representada pelo diagrama (I) é 0,5.

ITA20211a faseQuestao 59QuímicaCinética química e catáliseMedia

Considere a reação genérica A + 2B → C, cuja lei de velocidade é dada por ν = k·[A]^α·[B]^β. Em um estudo cinético, foram obtidas as velocidades da reação em cinco experimentos distintos, em que as concentrações das espécies A e B variaram conforme a tabela abaixo. Exp. | [A] (mol·L⁻¹) | [B] (mol·L⁻¹) | ν (mol·L⁻¹·min⁻¹) 1 | 0,025 | 0,010 | 2,5×10⁻⁶ 2 | X | 0,020 | 2,0×10⁻⁵ 3 | 0,025 | 0,005 | 1,25×10⁻⁶ 4 | 0,100 | 0,005 | Y 5 | 0,050 | 0,010 | 1,0×10⁻⁵ Com base nesses experimentos, assinale a opção que apresenta os valores corretos de α, β, k, X e Y, respectivamente.

A)α = 1; β = 1; k = 1×10⁻²; X = 1,0×10⁻¹; Y = 5,0×10⁻⁶
B)α = 1; β = 2; k = 1,0; X = 1,0×10⁻³; Y = 5,0×10⁻⁴
C)α = 1; β = 2; k = 1,0; X = 5,0×10⁻²; Y = 2,5×10⁻⁴
D)α = 2; β = 1; k = 0,4; X = 2,5×10⁻³; Y = 2,0×10⁻³
E)α = 2; β = 1; k = 0,4; X = 5,0×10⁻²; Y = 2,0×10⁻⁵

ITA20201a faseQuestao 58QuímicaCinética química e catáliseDificil

A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H₂(g) e N₂(g) é catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450 °C. Sobre essa reação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições: I. O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo. II. O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo. III. Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H₂(g) e N₂(g). IV. Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia. Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação da amônia.

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

ITA20191a faseQuestao 55QuímicaCinética química e catáliseMedia

Computadores químicos são sistemas desenvolvidos para resolver diversos problemas de ciência e engenharia, por meio de reações químicas. Considere dois exemplos de aplicação desses computadores: I. Desenvolvimento de circuitos de controle molecular e procedimentos terapêuticos inteligentes utilizando um conjunto de velocidades de reações químicas como linguagem de programação para controlar a síntese de DNA. II. Definição das melhores rotas de deslocamento entre dois pontos de um mapa, de forma mais rápida do que qualquer sistema de navegação convencional. O computador utiliza um mapa preenchido com um líquido alcalino. O ponto de partida contém partículas de corante e o ponto de destino contém gel misturado com ácido. Assinale a opção que apresenta os conceitos/processos que melhor descrevem o princípio de funcionamento dos computadores químicos exemplificados em I e II, respectivamente.

A)Primeira lei da termodinâmica e solubilidade.
B)Mecanismos reacionais e variação da tensão superficial.
C)Entalpia de formação dos produtos e entalpia de neutralização.
D)Princípio de Le Chatelier e Lei de Hess.
E)Energia de ativação e reação de Cannizzaro.

ITA20191a faseQuestao 58QuímicaCinética química e catáliseMedia

A reação de adição nucleofílica de dienos conjugados pode levar à formação de produtos 1,2-substituídos ou 1,4-substituídos, dependendo das condições de temperatura e da estrutura do reagente. A figura mostra o diagrama de energia em função da coordenada de reação para a adição de HBr ao 1,3-butadieno. Com base nessa figura, sejam feitas as seguintes afirmações: I. O produto 1,2 deve se formar mais rapidamente que o produto 1,4. II. O produto 1,4 é termodinamicamente mais estável que o produto 1,2. III. Independentemente da temperatura da reação, há a formação de um intermediário comum a partir do qual os produtos são formados. IV. Se a temperatura for suficiente para fornecer energia aos reagentes e intermediários para formar os produtos, mas não for suficiente para reverter produtos em intermediários, o produto 1,2 será formado majoritariamente. Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S)

Imagens anexadas

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

ITA20181a faseQuestao 8QuímicaCinética química e catáliseMedia

Dentre os processos químicos abaixo, assinale aquele que ocorre em uma única etapa elementar.

A)Eletrólise do metanol.
B)Decomposição do peróxido de hidrogênio.
C)Fotodecomposição do ozônio.
D)Produção de água a partir de H₂(g) e O₂(g).
E)Produção de cloreto de sódio a partir de Na(s) e Cl₂(g).

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