Na reação
 
NO2 (g) + CO (g) → CO2(g) + NO (g)
 
a lei cinética é de segunda ordem em relação ao dióxido de nitrogênio e de ordem zero em relação ao monóxido de carbono. Quando, simultaneamente, dobrar-se a concentração de dióxido de nitrogênio e reduzir-se a concentração de monóxido de carbono pela metade, a velocidade da reação:
a) será reduzida a um quarto do valor anterior.
b) será reduzida à metade do valor anterior.
c) não se alterará.
d) duplicará.
e) aumentará por um fator de 4 vezes.

Passo 1

Então, vamos lá! Temos uma reação química onde o dióxido de nitrogênio (NO₂) reage com o monóxido de carbono (CO) para formar dióxido de carbono (CO₂) e óxido nítrico (NO). O que precisamos descobrir aqui é como a velocidade dessa reação muda quando a concentração de NO₂ dobra e a concentração de CO diminui pela metade. Vamos usar a cinética química para resolver isso!

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como funciona a lei da velocidade da reação. A lei cinética nos diz que a velocidade da reação depende das concentrações dos reagentes elevadas a certos expoentes, que são as ordens da reação em relação a cada reagente.
No nosso caso, a lei cinética é de segunda ordem em relação ao NO₂ e de ordem zero em relação ao CO. Então, a expressão da velocidade ( v) fica assim:
v = k cdot [NO2]^2 cdot [CO]^0
Aqui, k é a constante da velocidade, [NO2] é a concentração de dióxido de nitrogênio e [CO] é a concentração de monóxido de carbono.

Passo 3

Agora, vamos ver o que acontece quando dobramos a concentração de NO₂ e reduzimos a concentração de CO pela metade.
  • Nova concentração de NO₂: 2 cdot [NO2]
  • Nova concentração de CO: 12 cdot [CO]
Substituindo esses valores na equação da velocidade, temos a nova velocidade ( v'):
v' = k cdot (2 cdot [NO2])^2 cdot (12 cdot [CO])^0
Simplificando:
v' = k cdot 4 cdot [NO2]^2 cdot 1 = 4k cdot [NO2]^2 = 4v

Passo 4

Comparando a nova velocidade ( v') com a velocidade original ( v):
v'v = 4vv = 4
Isso significa que a velocidade da reação aumenta 4 vezes em relação ao valor original.

Resposta

e) aumentará por um fator de 4 vezes.

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