1. O nitrogênio do ar não é assimilável, mas por sua ação simbiótica entre os legumes e certas bactérias que existem nos módulos das raízes, ele é fixado no solo em forma de compostos amoniacais. A cada ano, em toda a superfície terrestre, um bilhão de toneladas de nitrogênio atmosférico é transformado em N2 fixado, sendo que, dentre as reações químicas realizadas, a síntese da amônia a partir do hidrogênio e nitrogênio atmosférico é a mais importante.

N2 + 3 H2 - 2 NH3

[N2] mol.L-1
0,03
0,06
0,03
[H2] mol.L-1
0,01
1,2 . 10-4
0,01
V = K . [N2]2 . [H2]3

Resposta:
Qual é a lei de velocidade dessa reação? 3/2? 3? 3?
O processo é elementar ou não-elementar? Justifique.
Qual o valor da constante de velocidade de reação?
Quais as ordens parciais, a ordem global e a molecularidade da reação?

2. Considere o gráfico da reação X + Y - Z + W:

Qual a Entalpia dos reagentes, dos produtos e do complexo ativado (estado de transição)?
Em que um catalisador atua? Qual é a consequência do uso do catalisador?
Qual a energia de ativação para a reação X + Y - Z + W com e sem catalisador?
Qual a energia de ativação para a reação Z + W - X + Y com e sem catalisador?
Qual o tipo da reação em questão, endotérmica ou exotérmica? Justifique.
Qual o ∆H da reação?

3. Com relação a teoria das colisões, que mostra que a velocidade da reação depende:
a) da frequência dos choques entre as moléculas;
b) da energia (violência) desses choques;
c) de uma orientação apropriada dos moléculas no instante do choque.

Explique cada um destes itens com suas palavras.

Question

1. O nitrogênio do ar não é assimilável, mas por sua ação simbiótica entre os legumes e certas bactérias que existem nos módulos das raízes, ele é fixado no solo em forma de compostos amoniacais. A cada ano, em toda a superfície terrestre, um bilhão de toneladas de nitrogênio atmosférico é transformado em N2 fixado, sendo que, dentre as reações químicas realizadas, a síntese da amônia a partir do hidrogênio e nitrogênio atmosférico é a mais importante.

N2 + 3 H2 -> 2 NH3

[N2] mol.L-1
0,03
0,06
0,03
[H2] mol.L-1
0,01
1,2 . 10-4
0,01
V = K . [N2]2 . [H2]3

Resposta:
Qual é a lei de velocidade dessa reação? 3/2? 3? 3?
O processo é elementar ou não-elementar? Justifique.
Qual o valor da constante de velocidade de reação?
Quais as ordens parciais, a ordem global e a molecularidade da reação?

2. Considere o gráfico da reação X + Y -> Z + W:

Qual a Entalpia dos reagentes, dos produtos e do complexo ativado (estado de transição)?
Em que um catalisador atua? Qual é a consequência do uso do catalisador?
Qual a energia de ativação para a reação X + Y -> Z + W com e sem catalisador?
Qual a energia de ativação para a reação Z + W -> X + Y com e sem catalisador?
Qual o tipo da reação em questão, endotérmica ou exotérmica? Justifique.
Qual o ∆H da reação?

3. Com relação a teoria das colisões, que mostra que a velocidade da reação depende:
a) da frequência dos choques entre as moléculas;
b) da energia (violência) desses choques;
c) de uma orientação apropriada dos moléculas no instante do choque.

Explique cada um destes itens com suas palavras.

Accepted Answer

Claro! Vamos resolver as questões:

### Questão 1

**a) Qual é a lei de velocidade dessa reação?**

A lei de velocidade é dada por:
$$ v = k \cdot [N_2]^x \cdot [H_2]^y $$

Com base nos dados fornecidos, a ordem em relação a $[N_2]$ é 1 e a ordem em relação a $[H_2]$ é 3, então a lei de velocidade é:
$$ v = k \cdot [N_2] \cdot [H_2]^3 $$

**b) O processo é elementar ou não-elementar? Justifique.**

O processo não é elementar porque a lei de velocidade não corresponde diretamente aos coeficientes estequiométricos da equação balanceada.

**c) Qual o valor da constante de velocidade da reação?**

Usando os dados experimentais:
$$ 9,00 = k \cdot 0,06 \cdot 0,01^3 $$
$$ k = \frac{9,00}{0,06 \cdot 0,01^3} = 5000 \, \text{mol}^{-3}\text{L}^3\text{min}^{-1} $$

**d) Quais as ordens parciais, a ordem global e a molecularidade da reação?**

- Ordem parcial em relação a $[N_2]$: 1
- Ordem parcial em relação a $[H_2]$: 3
- Ordem global: 4 (soma das ordens parciais)
- Molecularidade: Não se aplica diretamente, pois a reação não é elementar.

### Questão 2

**a) Qual a Entalpia dos reagentes, dos produtos e do complexo ativado (estado de transição)?**

- Entalpia dos reagentes ($H_R$): 40 kJ
- Entalpia do complexo ativado ($H_{TS}$): 120 kJ
- Entalpia dos produtos ($H_P$): 20 kJ

**b) Em que um catalisador atua? Qual é a consequência do uso do catalisador?**

Um catalisador reduz a energia de ativação, aumentando a velocidade da reação sem ser consumido.

**c) Qual a energia de ativação para a reação $X + Y \rightarrow Z + W$ com e sem catalisador?**

- Sem catalisador: $120 - 40 = 80 \, \text{kJ}$
- Com catalisador: Menor que 80 kJ (não especificado no gráfico).

**d) Qual a energia de ativação para a reação $Z + W \rightarrow X + Y$ com e sem catalisador?**

- Sem catalisador: $120 - 20 = 100 \, \text{kJ}$

**e) Qual o tipo da reação em questão, endotérmica ou exotérmica? Justifique.**

A reação é exotérmica, pois $H_P < H_R$ (os produtos têm menos energia que os reagentes).

**f) Qual o $\Delta H$ da reação?**

$\Delta H = H_P - H_R = 20 - 40 = -20 \, \text{kJ}$

### Questão 3

**Com relação à teoria das colisões:**

**a) Da frequência dos choques entre as moléculas;**

Aumentar a concentração dos reagentes aumenta a frequência dos choques.

**b) Da energia (violência) desses choques;**

Aumentar a temperatura aumenta a energia dos choques, possibilitando mais reações efetivas.

**c) De uma orientação apropriada das moléculas no instante do choque.**

Para que ocorra a reação, as moléculas devem colidir com a orientação correta, permitindo a formação de ligações adequadas.

Espero que isso ajude! Se precisar de mais alguma coisa, estou à disposição.

1. O nitrogênio do ar não é assimilável, mas por sua ação si...

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