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Questões de Cinética química da Fuvest

11 questões oficiais da Fuvest sobre Cinética química, de 2007 a 2024, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 7 fáceis, 4 médias.

Treine Cinética química com 11 questões da Fuvest

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6 questões de Cinética química resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2024 · Questão 74fácil

Apesar de a África ser considerada o berço das civilizações e existirem indícios de conhecimentos elementares de Química no sul do continente cerca de 100.000 anos atrás, os conhecimentos químicos ensinados são eurocentristas. Entretanto, uma das grandes contribuições para o estudo de reatividade química é atribuída ao químico egípcio Ahmed Hassan Zewail, agraciado com o prêmio Nobel em 1999 por seus estudos de reações químicas usando uma técnica conhecida como espectroscopia de femtossegundos. Essa técnica possibilita identificar espécies com tempo de vida curto utilizando pulsos de laser com duração de 10⁻¹⁵ s.
Essa contribuição é relevante para o estudo de reações químicas, pois

A
todos os processos químicos são extremamente rápidos e não podem ser estudados por técnicas que não sejam em femtossegundos.
B
as reações químicas podem passar por espécies instáveis e com pouco tempo de vida.
C
o tempo existente para analisar os produtos de uma reação depende apenas da quantidade de produtos formada.
D
permite entender como reagentes específicos se comportam frente a processos reacionais que são extremamente lentos.
E
apenas com uma técnica tão rápida é possível analisar o grau de pureza dos reagentes isolados.

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Gabarito: B

Muitas reações não passam diretamente de reagentes a produtos: no caminho formam-se intermediários e o complexo ativado (estado de transição), espécies instáveis que existem por um tempo curtíssimo, da ordem de 10⁻¹³ a 10⁻¹⁵ s.

Com pulsos de laser de 10⁻¹⁵ s (um femtossegundo), a técnica de Zewail consegue "fotografar" essas espécies antes que desapareçam, revelando o mecanismo da reação.

A: nem todos os processos químicos são rápidos (a ferrugem, por exemplo, é lenta).
C: o tempo de análise não depende só da quantidade de produto.
D: a técnica serve para eventos rapidíssimos, não para processos lentos.
E: pureza de reagentes se analisa com métodos comuns, sem femtossegundos.

Resposta: B

Dica: "tempo de vida curto" em cinética lembra intermediários e complexo ativado, o pico do gráfico de energia da reação.

Questão 2 · Fuvest 2023 · Questão 56fácil

O cientista Richard Feynman, prêmio Nobel de Física em 1965, fez comentários sobre o processo de combustão em uma entrevista chamada Fun to Imagine. Segundo ele, à primeira vista, é impressionante pensar que os átomos de carbono de uma árvore não entram em combustão com o oxigênio da atmosfera de forma espontânea, já que existe uma grande afinidade entre essas espécies para a formação de CO₂. Entretanto, quando a reação tem início, o fogo se espalha facilmente.

Essa aparente contradição pode ser explicada pois

A
a reação depende de um processo que concentre o carbono para ocorrer.
B
o fogo torna a reação desfavorável.
C
o fogo depende da presença de CO₂ para começar.
D
o átomo de carbono da árvore é muito mais resistente ao O₂ do que os átomos de carbono dispersos no fogo.
E
a reação precisa de uma energia de ativação para começar.

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Gabarito: E

A combustão do carbono é muito favorável (libera muita energia), mas não começa sozinha: as moléculas precisam de uma energia de ativação para romper ligações e iniciar a reação. À temperatura ambiente, poucas moléculas de madeira e O₂ têm essa energia, por isso a árvore não pega fogo espontaneamente.

Quando uma faísca ou chama fornece essa energia, a reação começa e, sendo exotérmica, libera calor que ativa as moléculas vizinhas: o fogo se espalha facilmente.

Resposta: E

Por que as outras atraem: D sugere que o carbono da árvore seria "diferente", mas é o mesmo elemento; B inverte a ideia, pois o fogo favorece a continuação da reação; C erra porque o CO₂ é produto, não reagente; A não tem relação com a cinética.

Dica: termodinâmica diz se uma reação libera energia; cinética diz se ela começa e com que rapidez. Reação favorável que não acontece = barreira de energia de ativação.

Questão 3 · Fuvest 2022 · Questão 73fácil

As reações de hidrólise de ésteres, quando realizadas em meio aquoso, podem ser catalisadas pela adição de ácido, sendo a reação mais lenta em meios próximos da neutralidade.

(R = cadeia orgânica)

Duas reações idênticas para a hidrólise desse éster foram realizadas nas mesmas condições, variando apenas o pH do meio: uma delas foi conduzida em pH=2 e outra em pH=6. Qual dos seguintes diagramas representa de forma mais adequada a quantidade de ácido graxo formada em função do tempo de reação para as hidrólises em pH=2 e pH=6?

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Gabarito: A

O texto diz duas coisas:

1. O ácido catalisa a hidrólise: em pH = 2 (meio ácido) a reação é mais rápida que em pH = 6 (quase neutro).
2. As duas reações são idênticas, com a mesma quantidade de éster: o catalisador acelera, mas não muda a quantidade final de produto.

Logo, no gráfico da quantidade de ácido graxo (produto) contra o tempo:
- as duas curvas sobem (o produto se forma);
- a curva de pH = 2 (linha contínua) sobe mais depressa;
- as duas chegam ao mesmo patamar.

É o diagrama A.

Por que as outras atraem: C inverte as velocidades; B mostra patamares diferentes e uma curva que diminui; D e E mostram o produto sendo consumido, o que só valeria para o éster (reagente).

Resposta: A

Dica: catalisador muda a inclinação da curva (velocidade), nunca o ponto de chegada (rendimento ou equilíbrio).

Questão 4 · Fuvest 2019 · Questão 37fácil

Um antiácido comercial em pastilhas possui, em sua composição, entre outras substâncias, bicarbonato de sódio, carbonato de sódio e ácido cítrico. Ao ser colocada em água, a pastilha dissolve‐se completamente e libera gás carbônico, o que causa a efervescência. Para entender a influência de alguns fatores sobre a velocidade de dissolução da pastilha, adicionou‐ se uma pastilha a cada um dos quatro recipientes descritos na tabela, medindo‐se o tempo até a sua dissolução completa.

Para todos os experimentos, foi usada água mineral da mesma marca. Considere a água com gás como tendo gás carbônico dissolvido.

Com base nessas informações, é correto afirmar que

A
o uso da água com gás, ao invés da sem gás, diminuiu a velocidade de dissolução da pastilha em cerca de 50%, uma vez que, como já possui gás carbônico, há o deslocamento do equilíbrio para a formação dos reagentes.
B
o uso da água com gás, ao invés da sem gás, aumentou a velocidade de dissolução da pastilha em cerca de 33%, uma vez que o gás carbônico acidifica a água, aumentando a velocidade de consumo do carbonato de sódio.
C
nem a mudança de temperatura nem a adição de gás carbônico na solução afetaram a velocidade da reação, uma vez que o sistema não se encontra em equilíbrio.
D
o aumento da temperatura da água, de 4 °C para 25 °C, levou a um aumento na velocidade da reação, uma vez que aumentou a frequência e a energia de colisão entre as moléculas envolvidas na reação.
E
o aumento da temperatura da água, de 4 °C para 25 °C, levou a um aumento na velocidade da reação, uma vez que facilita a liberação de gás carbônico da solução, deslocando o equilíbrio para a formação dos reagentes.

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Gabarito: D

Compare os pares da tabela mudando um fator por vez.

Gás carbônico (mesma temperatura)

25 °C: sem gás 36 s, com gás 35 s.
4 °C: sem gás 53 s, com gás 55 s.

A diferença é de 1 ou 2 segundos: o gás quase não altera a velocidade. Isso derruba A (50%) e B (33%).

Temperatura (mesma água)

Sem gás: 53 s a 4 °C e 36 s a 25 °C.
Com gás: 55 s a 4 °C e 35 s a 25 °C.

A 25 °C a pastilha dissolve bem mais rápido: a temperatura aumenta a velocidade. C está errada.

Por quê? A temperatura maior aumenta a energia cinética das partículas: as colisões ficam mais frequentes e mais delas têm energia suficiente para reagir. É a explicação de D.

E erra a causa: a reação da pastilha não está em equilíbrio, e "deslocar para os reagentes" faria a reação ir mais devagar, não mais rápido.

Resposta: D

Dica: em questões de experimento, isole um fator por vez (só a temperatura, só o gás) antes de olhar as explicações.

Questão 5 · Fuvest 2015 · Questão 73fácil

O eugenol, extraído de plantas, pode ser transformado em seu isômero isoeugenol, muito utilizado na indústria de perfumes. A transformação pode ser feita em solução alcoólica de KOH.

Foram feitos três experimentos de isomerização, à mesma temperatura, empregando-se massas iguais de eugenol e volumes iguais de soluções alcoólicas de KOH de diferentes concentrações. O gráfico a seguir mostra a porcentagem de conversão do eugenol em isoeugenol em função do tempo, para cada experimento.

Analisando-se o gráfico, pode-se concluir corretamente que

A
a isomerização de eugenol em isoeugenol é exotérmica.
B
o aumento da concentração de KOH provoca o aumento da velocidade da reação de isomerização.
C
o aumento da concentração de KOH provoca a decomposição do isoeugenol.
D
a massa de isoeugenol na solução, duas horas após o início da reação, era maior do que a de eugenol em dois dos experimentos realizados.
E
a conversão de eugenol em isoeugenol, três horas após o início da reação, era superior a 50% nos três experimentos.

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Gabarito: B

No gráfico, os três experimentos usam a mesma temperatura e as mesmas quantidades; muda só a concentração de KOH (I: 6,7; II: 4,4; III: 2,3 mol/L).

B. Correta. A curva I sobe mais depressa que a II, e a II mais que a III: quanto mais KOH, maior a velocidade da isomerização.

As outras:
- A: o gráfico não traz nenhuma informação sobre calor da reação.
- C: as curvas sobem e se estabilizam; nada indica que o isoeugenol se decompõe.
- D: em 2 h, só o experimento I passa de 50% (cerca de 95%); o II está perto de 35% e o III perto de 20%.
- E: em 3 h, o III está perto de 25%, abaixo de 50%.

Resposta: B

Dica: em gráficos de conversão × tempo, a inclinação no início mede a velocidade; o patamar final mostra o rendimento.

Questão 6 · Fuvest 2013 · Questão 3média

Quando certos metais são colocados em contato com soluções ácidas, pode haver formação de gás hidrogênio. Abaixo, segue uma tabela elaborada por uma estudante de Química, contendo resultados de experimentos que ela realizou em diferentes condições.

Colunas da tabela: experimento; reagentes (solução de HCℓ(aq) de concentração 0,2 mol/L e metal); tempo para liberar 30 mL de H₂; observações.
Experimento 1: 200 mL de solução; 1,0 g de Zn (raspas); 30 s; liberação de H₂ e calor.
Experimento 2: 200 mL de solução; 1,0 g de Cu (fio); não liberou H₂; sem alterações.
Experimento 3: 200 mL de solução; 1,0 g de Zn (pó); 18 s; liberação de H₂ e calor.

Após realizar esses experimentos, a estudante fez três afirmações:

I. A velocidade da reação de Zn com ácido aumenta na presença de Cu.
II. O aumento na concentração inicial do ácido causa o aumento da velocidade de liberação do gás H₂.
III. Os resultados dos experimentos 1 e 3 mostram que, quanto maior o quociente superfície de contato/massa total de amostra de Zn, maior a velocidade de reação.

Com os dados contidos na tabela, a estudante somente poderia concluir o que se afirma em

A
I.
B
II.
C
I e II.
D
I e III.
E
II e III.

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Gabarito: D

Só vale concluir o que a tabela compara mudando uma variável de cada vez.

I. O experimento 4 (última linha da tabela) usa as mesmas raspas de Zn do experimento 1, agora junto com Cu. O tempo cai de 30 s para 8 s, e a massa de Cu não se altera (o Cu sozinho nem reage, experimento 2). Logo, a presença de Cu acelera a reação do Zn. Correta.

II. Todos os experimentos usam a mesma solução, 0,2 mol/L. A concentração nunca varia, então a tabela não permite concluir nada sobre ela (mesmo que a afirmação seja verdadeira na química em geral). Não pode ser concluída.

III. Experimentos 1 e 3: mesma massa (1,0 g de Zn), mas em pó a superfície de contato é maior. O tempo cai de 30 s para 18 s: mais superfície por massa, reação mais rápida. Correta.

Resposta: D (I e III).

Por que as outras atraem: II é um fato verdadeiro de cinética, mas o enunciado pede só o que os dados mostram.

Dica: em questões de experimento, pergunte "qual variável mudou entre as duas linhas que estou comparando?". Sem variação, não há conclusão.