Nível I

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação entre o óxido nítrico e o bromo: $$\begin{aligned} \ce{ NO + Br2 &->[$k_1$] NOBr2 && {lenta} } \\ \ce{ NOBr2 + NO &->[$k_2$] NOBr + NOBr && {rápida} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa com a lei de velocidade para essa reação.

O seguinte mecanismo foi proposto. $$\begin{aligned} \ce{ A^{4+} + B^{2+} &-> A^{3+} + B^{3+} && {lenta} } \\ \ce{ A^{4+} + B^{3+} &-> A^{3+} + B^{4+} && {rápida} } \\ \ce{ C^{+} + B^{4+} &-> C^{3+} + B^{2+} && {rápida} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa incorreta.

Considere as proposições.

1. No equilíbrio, as constantes de velocidade das reações direta e inversa são iguais.

2. A constante de equilíbrio de uma reação é igual à constante de velocidade da reação direta dividida pela constante de velocidade da reação inversa.

3. Em uma reação que é uma série de etapas de equilíbrio, a constante de equilíbrio total é igual ao produto de todas as constantes de velocidade das reações diretas dividido pelo produto de todas as constantes de velocidade das reações inversas.

4. O aumento da concentração de um produto aumenta a velocidade da reação inversa e, por isso, a velocidade da reação direta também tem de aumentar.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação entre o óxido nítrico e o oxigênio: $$\begin{aligned} \ce{ 2 NO &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] N2O2 && {rápida} } \\ \ce{ N2O2 + O2 &->[$k_2$] 2 NO2 && {lenta} } \end{aligned}$$ Determine a lei de velocidade para essa reação.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação de decomposição do ozônio: $$\begin{aligned} \ce{ O3 &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] O + O_2 && {rápida} } \\ \ce{ O + O_3 &->[$k_2$] 2 O2 && {lenta} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa com a lei de velocidade para essa reação.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação de oxidação do $\ce{ClO^-}$ $$\begin{aligned} \ce{ ClO^- + H2O &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] HClO + OH^- && {rápida} } \\ \ce{ I^- + HClO &->[$k_2$] HIO + Cl^- && {lenta} } \\ \ce{ HIO + OH^- &->[$k_3$] 2 O2 && {rápida} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa com a lei de velocidade de formação do $\ce{HIO}$.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação de oxidação do $\ce{Fe^{2+}}$: $$\begin{aligned} \ce{ Fe^{2+} + Pb^{4+} &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] Fe^{3+} + Pb^{3+} } \\ \ce{ Fe^{2+} + Pb^{3+} &->[$k_2$] Fe^{3+} + Pb^{2+} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa com a lei de velocidade de formação do $\ce{Fe^{3+}}$.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação de dicianometano com bromo molecular: $$\begin{aligned} \ce{ CH2(CN)2 &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] CH(CN)2^- + H^+ } \\ \ce{ CH(CN)2^- + Br2 &->[$k_2$] CH(CN)2Br + Br^- } \end{aligned}$$ Determine a lei de velocidade da reação.

Considere a reação de decomposição da nitramida em solução aquosa: $$\ce{ NH2NO2(aq) -> N2O(g) + H2O(l) }$$ Essa reação possui lei de velocidade: $$v = k \dfrac{[\ce{NH2NO2}]}{[\ce{H3O+}]}$$ Três mecanismos foram propostos para a reação de decomposição da nitramida em solução aquosa.

Mecanismo 1 $$\begin{aligned} \ce{ NH2NO2 + H2O &<=> NHNO2^- + H3O^+ && {rápida} } \\ \ce{ NHNO2^- &-> N2O + OH^- && {lenta} } \\ \ce{ H3O+ + OH^- &-> 2 H2O && {rápida} } \end{aligned}$$ Mecanismo 2 $$\ce{ NH2NO2 -> N2O + H2O }$$ Mecanismo 3 $$\begin{aligned} \ce{ NH2NO2 + H3O^+ &<=> NH3NO2^+ + H2O && {rápida} } \\ \ce{ NH3NO2^+ &-> N2O + H3O^+ && {lenta} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa que relaciona os mecanismos compatíveis com a lei de velocidade experimental.

Considere a reação de oxidação do óxido nítrico: $$\ce{ 2 NO(g) + O2(g) -> 2 NO2(g) }$$ Essa reação possui lei de velocidade: $$v = k [\ce{NO}]^2[\ce{O2}]$$ Três mecanismos foram propostos para a reação de decomposição da nitramida em solução aquosa.

Mecanismo 1 $$\begin{aligned} \ce{ 2 NO &<=> N2O2 && {rápida} } \\ \ce{ N2O2 + O2 &-> 2 NO2 && {lenta} } \end{aligned}$$ Mecanismo 2 $$\begin{aligned} \ce{ NO + O2 &<=> NO3 && {rápida} } \\ \ce{ NO + NO3 &-> 2 NO2 && {lenta} } \end{aligned}$$ Mecanismo 3 $$\begin{aligned} \ce{ NO + 1/2 O2 &-> NO2 && {rápida} } \\ \ce{ NO2 + 1/2 O2 &-> NO3 && {lenta} } \\ \ce{ NO + NO3 &<=> N2O4 && {rápida} } \\ \ce{ N2O4 &-> 2 NO2 && {lenta} } \end{aligned}$$ Assinale a alternativa que relaciona os mecanismos compatíveis com a lei de velocidade experimental.

Computadores químicos são sistemas desenvolvidos para resolver diversos problemas de ciência e engenharia, por reações químicas. Um exemplo de aplicação desses computadores é o 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.

Assinale a alternativa com o conceito que melhor descreve o princípio de funcionamento do computador químico exemplificado.

Uma amostra contendo inicialmente apenas a espécie $\ce{A}$ sofre uma sequência de reações, $$\ce{ A ->[$k_1$] B ->[$k_1$] C }$$ A reação é realizada sob temperatura constante em um reator de volume fixo.

Assinale a alternativa incorreta.

Considere a reação de oxidação do óxido nítrico: $$\ce{ 2 H2(g) + 2 NO(g) -> N2(g) + 2 H2O(g) }$$ Os resultados a seguir foram obtidos no estudo da cinética dessa reação:

Dois mecanismos foram propostos para a reação de decomposição da nitramida em solução aquosa.

Mecanismo 1 $$\begin{aligned} \ce{ H2 + NO + NO &->[$k_1$] N2O + H2O } \\ \ce{ H2 + N2O &->[$k_2$] N2 + H2O } \end{aligned}$$ Mecanismo 2 $$\begin{aligned} \ce{ NO + NO &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] N2O2 && {rápida} } \\ \ce{ H2 + N2O2 &->[$k_2$] N2O + H2O && {lenta} } \\ \ce{ H2 + N2O &->[$k_3$] N2 + H2O && {lenta} } \end{aligned}$$

1. Determine a lei de velocidade experimental para a reação.

2. Determine qual dos mecanismos é mais plausível.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação de substituição entre 2-metilpropan-2-ol, $\ce{ROH}$ e cloreto formando 2-cloro-2-metilpropano $\ce{RCl}$. $$\begin{aligned} \ce{ ROH + H3O+ &<=>[$k_1$][$k_1^\prime$] ROH2^+ + H2O } \\ \ce{ ROH2^+ &<=>[$k_2$][$k_2^\prime$] R^+ + H2O } \\ \ce{ R^+ + Cl^- &->[$k_3$] RCl } \end{aligned}$$ Determine a lei de velocidade para essa reação.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação entre gás cloro e ozônio. $$\begin{aligned} \ce{ {iniciação} && Cl2 &->[$k_1$] 2 Cl } \\ \ce{ {propagaçã} && Cl + O3 &->[$k_2$] ClO + O2 } \\ \ce{ && ClO + O3 &->[$k_3$] Cl + 2 O2 } \\ \ce{ {término} && Cl + Cl &->[$k_5$] Cl2 } \end{aligned}$$ Determine a lei de velocidade para essa reação.

O seguinte mecanismo foi proposto para a reação entre gás hidrogênio e bromo. $$\begin{aligned} \ce{ {iniciação} && Br2 &->[$k_1$] 2 Br } \\ \ce{ {propagaçã} && Br + H2 &->[$k_2$] HBr + H } \\ \ce{ && H + Br2 &->[$k_3$] HBr + Br } \\ \ce{ {inibição} && H + HBr &->[$k_4$] H2 + Br } \\ \ce{ {término} && Br + Br &->[$k_5$] Br2 } \end{aligned}$$ Determine a lei de velocidade para essa reação.

Em fase gasosa uma reação ocorre conforme o seguinte mecanismo a $\pu{300 K}$: $$\begin{aligned} \ce{ \textbf{A} &->[$k_1$] \textbf{B} } && k_1 = \pu{3,0 min-1}\\ \ce{ \textbf{B} &->[$k_2$] \textbf{C} } && k_2 = \pu{1,0 min-1}\\ \ce{ \textbf{C} &->[$k_3$] \textbf{A} } && k_3 = \pu{2,7 min-1}\\ \end{aligned}$$ A energia de ativação para a formação de $\ce{\textbf{C}}$ é $\pu{10 kJ.mol-1}$ maior que a energia de ativação para a formação de $\ce{\textbf{B}}$ e que a energia de ativação para a formação de $\ce{\textbf{A}}$ é $\pu{10 kJ.mol-1}$ menor que a energia de ativação para a formação de $\ce{\textbf{B}}$. Em um experimento, as pressões de $\ce{\textbf{A}}$, $\ce{\textbf{B}}$ e $\ce{\textbf{C}}$ são $\pu{50 kPa}$, $\pu{80 kPa}$ e $\pu{8 kPa}$, respectivamente. Após o equilíbrio ser atingido o sistema é aquecido até $\pu{400 K}$.

1. Determine a composição do equilíbrio a $\pu{300 K}$.

2. Determine a composição do equilíbrio a $\pu{400 K}$.

Retardantes de chama são substâncias que atenuam ou inibem o processo de combustão de um material.

Considere os fenômenos:

1. Criação de um dissipador de calor usando um composto que se decompõe em um processo altamente exotérmico, gerando produtos voláteis não combustíveis.

2. Aumento da transferência de calor na superfície em combustão por eliminação do material fundido.

3. Envenenamento da chama pela evolução de espécies químicas que capturam os radicais H e OH que são ativos na propagação da termooxidação da chama.

4. Limitação da transferência de calor e massa pela criação de uma camada de carbonização isolante na superfície do material sólido em combustão.

Assinale a alternativa que relaciona os fenômenos que podem ser atribuídos a ação dos retardantes de chama.