ONC · Química

Questões de Cinética química da ONC

7 questões oficiais da ONC sobre Cinética química, de 2016 a 2025, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 1 fácil, 2 médias, 4 difíceis.

Treine Cinética química com 7 questões da ONC

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6 questões de Cinética química resolvidas

Questão 1 · ONC 2025 · 2º ano do ensino médio · Questão 3média

Na imagem, é apresentada a decomposição do peróxido de hidrogênio, formando água e oxigênio gasoso (conforme equação 1). A reação é realizada em uma solução aquosa contendo também detergente, por esse motivo a formação de espuma é visualizada. No experimento apresentado, é realizada também a adição de iodeto de potássio à solução contendo o peróxido (reduz a energia de ativação para que a reação ocorra), sendo que a reação nesta condição pode ser representada pelas equações 2 e 3.

Fonte: Canal Manual do Mundo no Youtube (adaptada)

Avalie as afirmações.

I. Não há incremento no volume de gás produzido ao se utilizar o iodeto de potássio, há apenas aumento da velocidade da reação.

II. O Iodeto de potássio atua como catalisador na reação.

III. Na Equação 2, indica-se a redução do íon iodeto. Na equação 3 ocorre uma oxidação e o íon iodeto é regenerado.

IV. O volume de gás formado na reação é proporcional a quantidade de iodeto adicionado.

Estão corretas as afirmações

A
III e IV, apenas.
B
I e II, apenas.
C
I e III, apenas.
D
II e IV, apenas.
E
I, II e III, apenas

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Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

O iodeto (I^-) é consumido na equação 2 e devolvido na equação 3: é um catalisador.

I. Verdadeira. O catalisador só acelera a reação. A quantidade de O₂ depende do H₂O₂ (equação 1), não do iodeto.
II. Verdadeira. O KI reduz a energia de ativação e é regenerado no fim.
III. Falsa. Na equação 2, o iodo passa de -1 (I^-) para +1 (HOI): é oxidação, não redução. Na equação 3 ele volta a -1 (redução) e o iodeto é regenerado.
IV. Falsa. Mais iodeto deixa a reação mais rápida, mas não produz mais gás.

Corretas: I e II.

Resposta: B

Dica: catalisador muda a velocidade, nunca a quantidade de produto; ele entra numa etapa e sai inteiro em outra.

ONC 2023 · 3º ano do ensino médio · Questão 2difícil

Considere o mecanismo abaixo para a reação global, M → Produtos, mostrado através de etapas elementares:

Etapa 1: M + M → M* + M’; Nesta etapa, a colisão entre duas moléculas M normais produzem uma molécula M* ativada, que tem um excesso de energia. A molécula restante, M’, é deficiente em energia. A constante de velocidade desta etapa é k₁.

Etapa 2: M* + M’ → M + M; Esta é uma etapa de desativação com constante de velocidade k₋₁.

Etapa 3: M* → Produtos; Na última etapa, a molécula intermediária ativada M* transforma-se no produto final, com constante de velocidade k₂.

Considerando que a molécula ativada é formada de tal maneira que a sua concentração no meio reacional permanece constante, podemos deduzir que a velocidade de desaparecimento de M (v_M) é: v_M = k₁k₂C_M²/(k₋₁C_M + k₂), onde C_M é a concentração do reagente M.

Diante do exposto, assinale a opção correta.

A
Se a etapa elementar de formação dos produtos for muito mais rápida do que a etapa de desativação (k₂ >> k₋₁C_M), o mecanismo reacional é consistente com uma cinética terceira ordem.
B
Se a etapa elementar de formação dos produtos for muito mais rápida do que a etapa de desativação (k₂ >> k₋₁C_M), o mecanismo reacional é consistente com uma cinética de ordem zero.
C
Se a etapa elementar de formação dos produtos for muito mais lenta do que a etapa de desativação (k₋₁C_M >> k₂), o mecanismo reacional é consistente com uma cinética de primeira ordem.
D
Se a etapa elementar de formação dos produtos for muito mais lenta do que a etapa de desativação (k₋₁C_M >> k₂), o mecanismo reacional é consistente com uma cinética de segunda ordem.
E
Se a etapa elementar de formação dos produtos for muito mais rápida do que a etapa de desativação (k₂ >> k₋₁C_M), o mecanismo reacional é consistente com uma cinética de primeira ordem.

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Gabarito: C

Parta da lei dada: v_M = k₁k₂C_M² / (k₋₁C_M + k₂).

Caso 1: formação dos produtos muito mais lenta que a desativação (k₋₁C_M ≫ k₂).
O denominador fica ≈ k₋₁C_M:
v_M ≈ k₁k₂C_M² / (k₋₁C_M) = (k₁k₂/k₋₁)·C_M → primeira ordem.

Caso 2: formação dos produtos muito mais rápida (k₂ ≫ k₋₁C_M).
O denominador fica ≈ k₂: v_M ≈ k₁C_M² → segunda ordem.

Só a alternativa C descreve um desses casos corretamente.

Resposta: C

Por que as outras atraem: D troca a ordem do caso 1 (diz segunda); A, B e E erram a ordem do caso 2, que é de segunda ordem (a etapa lenta passa a ser a colisão M + M).

Dica: em leis com soma no denominador, despreze o termo pequeno e veja qual potência da concentração sobra.

Questão 3 · ONC 2021 · 3º ano do ensino médio · Questão 19difícil

No início dos anos 80, quando os primeiros ônibus espaciais retornavam de uma órbita baixa da Terra, os engenheiros perceberam que os cobertores térmicos das aeronaves estavam corroídos por algo que não poderia ser associado ao calor da reentrada. Os estudos seguintes mostraram que a corrosão era causada pelo oxigênio atômico altamente reativo. Estes átomos individuais de oxigênio eram resultantes da quebra de moléculas do gás oxigênio pela radiação ultravioleta do Sol nos limites da atmosfera. Deste modo, a Agência Espacial Europeia (ESA) construiu um simulador que gera oxigênio atômico através do uso de um laser, para reproduzir aspectos do ambiente espacial. Atualmente, todas as missões abaixo de 1.000 km de altitude são projetadas para resistir ao oxigênio atômico.

Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=gerador-oxigenio-atomico-simula-fenomeno-destroi-naves&id=010130170614#.YLWyCXVKhH4

Suponha que na preparação de um desses estudos, gás oxigênio purificado é injetado em uma câmara de vácuo até uma pressão de 600 mmHg. A seguir, o laser é aplicado para gerar o oxigênio atômico continuamente e através da reação: O₂(g) = 2 O(g). A decomposição segue uma cinética de primeira ordem e todas as medidas são feitas nas mesmas condições de temperatura. Após 30 minutos a pressão da mistura gasosa é de 660 mmHg. Com base nestas informações, qual o tempo de meia-vida da decomposição?

Dados: ln(2) = 0,693; ln(0,90) = -0,105; ln(10) = 2,303

A
99 minutos
B
114 minutos
C
136 minutos
D
198 minutos
E
216 minutos

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Gabarito: D (elaborado pelo Treinamento 101)

1. Pressão de O₂ depois de 30 min

Para cada x mmHg de O₂ que se decompõe, formam-se 2x de O: a pressão total aumenta x.

P_total = 600 + x = 660 → x = 60 mmHg

P(O₂) = 600 − 60 = 540 mmHg

2. Constante de velocidade (1ª ordem)

ln(P ÷ P₀) = −k·t → ln(540 ÷ 600) = ln(0,90) = −0,105

0,105 = k × 30 → k = 0,0035 min^-1

3. Meia-vida

t_1/2 = ln 2 ÷ k = 0,693 ÷ 0,0035 = 198 min

Resposta: D (198 minutos).

Por que as outras atraem: quem usa a pressão total (660) como se fosse do O₂ erra o sinal do logaritmo; quem acha que o O₂ caiu 120 mmHg encontra uma meia-vida menor (cerca de 93 min, perto de 99).

Dica: em reações gasosas que mudam o número de mols, escreva a pressão total em função do quanto reagiu antes de aplicar a lei cinética.

Questão 4 · ONC 2018 · 2º ano do ensino médio · Questão 11fácil

Sabe-se que a espontaneidade de uma reação química não significa que ela aconteça numa alta velocidade.

Podemos usar como exemplo a equação da queima da glicose, que nas nossas células é chamada de respiração celular. Apesar dessa ser uma reação altamente espontânea, já que libera energia, ela não aconteceria tão rapidamente por causa da alta energia de ativação.

Qual a estratégia usada pela célula para “driblar” a energia de ativação das diversas reações?

A
uso de enzimas, que diminuem a energia de ativação, aumentando a velocidade e descolando o equilíbrio para a formação de produtos.
B
uso de enzimas, que diminuem a energia de ativação, aumentando a velocidade, mas mantendo o equilíbrio químico.
C
uso de ATP, a moeda energética, para diminuir a energia de ativação e deslocar o equilíbrio.
D
uso de bombas celulares, que fornecem energia para aumentar a velocidade das reações.

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Gabarito: B (elaborado pelo Treinamento 101)

A queima da glicose é espontânea, mas tem energia de ativação alta: fora da célula, o açúcar não "pega fogo" sozinho. A célula resolve isso com enzimas, catalisadores biológicos que oferecem um caminho de reação com energia de ativação menor; assim a reação fica muito mais rápida à temperatura do corpo.

Um catalisador acelera igualmente a reação direta e a inversa: o equilíbrio é atingido mais depressa, mas a posição do equilíbrio não muda (nem o ΔH). É exatamente o que diz a B.

A: erra ao dizer que as enzimas deslocam o equilíbrio para os produtos.
C: o ATP fornece energia a reações, mas não diminui a energia de ativação nem desloca equilíbrio.
D: bombas celulares transportam íons através da membrana; não aceleram reações.

O gabarito oficial da ONC indica a A, mas ela não se sustenta: catalisadores (inclusive enzimas) não deslocam o equilíbrio químico.

Resposta: B

Dica: catalisador diminui a energia de ativação e aumenta a velocidade, mas não muda o ΔH nem a posição do equilíbrio.

Questão 5 · ONC 2017 · 2º ano do ensino médio · Questão 7difícil

Alguns poluentes atmosféricos são gerados de atividades antrópicas ou naturais. Eles podem ser divididos em poluentes primários, aqueles lançados diretamente pelas fontes de emissão, e os secundários, formados na atmosfera através de reações químicas entre os poluentes primários. Com interesse na compreensão da reatividade e degradação de algumas substâncias envolvidas nesses processos, um estudo experimental da reação entre o dióxido de enxofre e o ozônio, que produziu apenas duas outras substâncias oxigenadas, foi conduzido a 298 K. Os dados do conjunto de experimentos são apresentados na tabela a seguir. Nesse caso, as substâncias reagentes não foram especificadas e, por isso, estão representados por A e B e o valor para a constante de velocidade da reação teve um valor de 2.36 mol.L^-1.s^-1.

| [A], mol/L | [B], mol/L | Velocidade, mol/(L.s) |
|---|---|---|
| 0,40 | 0,25 | 0,118 |
| 0,20 | 0,25 | 0,118 |
| 0,20 | 0,75 | 1,062 |

Qual das seguintes alternativas traz uma afirmação correta sobre as espécies envolvidas?

A
A e B são, respectivamente, O₃ e SO₂
B
A reação é de 1ª ordem em relação ao SO₂
C
O sólido formado na reação é poluente automotivo
D
Um dos produtos dessa reação é um poluente primário

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Gabarito: D

1. A reação

SO₂ + O₃ → SO₃ + O₂ (as duas substâncias oxigenadas formadas).

2. As ordens, pela tabela

Experimentos 1 e 2: [A] cai pela metade, [B] fica igual e a velocidade não muda → ordem zero em A.
Experimentos 2 e 3: [B] triplica, [A] fica igual e a velocidade fica 9 vezes maior (1,062 ÷ 0,118 = 9 = 3²) → ordem 2 em B.

Lei de velocidade: v = k[B]².

3. As alternativas

A: os dados mostram só as ordens; nada permite dizer qual reagente é o SO₂ e qual é o O₃.
B: falsa. As ordens são 0 e 2: nenhum reagente tem ordem 1.
C: falsa. Os produtos são SO₃ e O₂; não há sólido nem poluente típico de escapamento.
D: correta. O SO₃ forma-se na atmosfera, mas também é lançado diretamente, junto com o SO₂, na queima de combustíveis com enxofre. Por isso os óxidos de enxofre (SO_x) são listados entre os poluentes primários.

Resposta: D.

Dica: para achar a ordem, compare dois experimentos em que só uma concentração muda. Se ela multiplica por n e a velocidade por n^x, a ordem é x.

Questão 6 · ONC 2016 · 2º ano do ensino médio · Questão 12média

O gráfico ao lado retrata o acompanhamento de todas as espécies envolvidas em uma determinada reação química.

Qual é essa reação?

A
Combustão do etanol
B
Formação da ferrugem
C
Síntese do ácido clorídrico
D
Decomposição da água oxigenada

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Gabarito: D

No gráfico há três curvas: uma que cai (um único reagente, de 0,8 mol/L) e duas que sobem (dois produtos), uma subindo cerca do dobro da outra (perto de 0,55 e de 0,3 mol/L aos 35 min).

Então a reação tem um reagente e dois produtos, na proporção 2 : 2 : 1. É a decomposição da água oxigenada:

2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂

A água se forma na mesma quantidade em que o H₂O₂ é consumido; o O₂, na metade.

As outras não combinam:

Combustão do etanol: dois reagentes (etanol e O₂) e dois produtos: quatro curvas.
Formação da ferrugem: ferro, oxigênio e água como reagentes.
Síntese do HCl: H₂ + Cl₂ → 2 HCl, dois reagentes e um produto.

Resposta: D.

Dica: em gráficos de concentração × tempo, conte as curvas que caem (reagentes) e as que sobem (produtos) e compare as variações com os coeficientes.