Uma reação química atinge o equilíbrio químico quando:
a) ocorre simultaneamente nos sentidos direto e inverso.
b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais.
c) os reagentes são totalmente consumidos.
d) a temperatura do sistema é igual à do ambiente.
e) a razão entre as concentrações de reagentes e produtos é unitária. Nas condições ambientes, é exemplo de sistema em estado de equilíbrio uma:
a) xícara de café bem quente;
b) garrafa de água mineral gasosa fechada;
c) chama uniforme de bico de Bunsen;
d) porção de água fervendo em temperatura constante;
e) tigela contendo feijão cozido. Considere a reação: X₂(g) + Y₂(g) → 2 XY(g). O valor do Kc é: Dados as concentrações dos participantes: [X₂] = 0,2 mol/L; [Y₂] = 0,2 mol/L; [XY] = 1,5 mol/L
a) 0,2
b) 0,02
c) 5,625
d) 56,25
e) 562,5

Passo 1

Beleza, vamos analisar o que a questão está pedindo. Temos três partes principais aqui:
  1. Equilíbrio Químico: Precisamos entender quando uma reação atinge o equilíbrio.
  2. Exemplos de Sistemas em Equilíbrio: Identificar qual das opções representa um estado de equilíbrio nas condições ambientes.
  3. Cálculo da Constante de Equilíbrio (Kc): Determinar o valor de $ K_c $ para a reação dada com as concentrações fornecidas.
Vamos precisar entender os conceitos de velocidade de reação, estado de equilíbrio, e como calcular a constante de equilíbrio usando as concentrações dos reagentes e produtos.

Passo 2

Primeira questão: Quando uma reação atinge o equilíbrio químico?
As opções são:
a) Ocorre simultaneamente nos sentidos direto e inverso.
b) As velocidades das reações direta e inversa são iguais.
c) Os reagentes são totalmente consumidos.
d) A temperatura do sistema é igual à do ambiente.
e) A razão entre as concentrações de reagentes e produtos é unitária.
Explicação:
No equilíbrio químico, a reação direta (formação de produtos) e a reação inversa (formação de reagentes) ocorrem ao mesmo tempo. Porém, o equilíbrio é atingido quando as velocidades dessas duas reações são iguais, ou seja, não há variação nas concentrações dos reagentes e produtos ao longo do tempo.
Resposta correta: b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais.

Passo 3

Segunda questão: Qual dos exemplos representa um sistema em estado de equilíbrio nas condições ambientes?
As opções são:
a) Xícara de café bem quente;
b) Garrafa de água mineral gasosa fechada;
c) Chama uniforme de bico de Bunsen;
d) Porção de água fervendo em temperatura constante;
e) Tigela contendo feijão cozido.
Explicação:
Um sistema em equilíbrio não apresenta mudanças macroscópicas ao longo do tempo. Vamos analisar cada opção:
  • a) Xícara de café bem quente: O café está perdendo calor para o ambiente, portanto não está em equilíbrio.
  • b) Garrafa de água mineral gasosa fechada: Aqui, a quantidade de gás dissolvido e a pressão do gás na garrafa se mantêm constantes, caracterizando equilíbrio.
  • c) Chama uniforme de bico de Bunsen: A chama está em constante combustão, não em equilíbrio.
  • d) Porção de água fervendo em temperatura constante: A ebulição está ocorrendo continuamente, não há equilíbrio.
  • e) Tigela contendo feijão cozido: O feijão não está passando por um processo dinâmico de equilíbrio químico.
Resposta correta: b) garrafa de água mineral gasosa fechada.

Passo 4

Terceira questão: Cálculo da constante de equilíbrio ($ K_c $) para a reação $ X_2(g) + Y_2(g) \rightarrow 2 XY(g) $ com as concentrações dadas:
  • Kc
  • X2(g) + Y2(g) 2 XY(g)
  • [X2] = 0,2 mol/L
Fórmula da constante de equilíbrio ($ K_c $) para a reação geral:
[Y2] = 0,2 mol/L
[XY] = 1,5 mol/L
Aplicando à reação dada:
Kc
Substituindo os valores:
aA + bB rightarrow cC + dD
Kc = [C]^c [D]^d[A]^a [B]^b
Kc = [XY]^2[X2][Y2]

Resposta

A resposta correta para o valor de $ K_c $ é 56,25 (opção d).

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