Questão 53 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Outros
Em um reator indeformável de volume V foram colocados para reagir 2 moles de N2 e 6 mol de H2 para produção de NH3, a temperatura constante. A pressão inicial da mistura gasosa era de 30 atm e decaiu para 20 atm quando o equilíbrio foi atingido.
Considerando o comportamento ideal para a mistura gasosa, a fração molar de NH3 no equilíbrio é de
- A) 1,00.
- B) 0,80.
- C) 0,70.
- D) 0,60.
- E) 0,50.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: E
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (INEA 2013).
Comentário
Gabarito: E.
Reação: N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g). Inicialmente há 2 mol de N2 e 6 mol de H2, ou seja, 8 mol no total, a 30 atm.
Com volume e temperatura constantes e comportamento ideal, a pressão é proporcional ao número total de mols: n_total,eq / 8 = 20 / 30, logo n_total,eq = 16/3 mol.
Seja x o número de mols de N2 consumidos: n(N2) = 2 - x; n(H2) = 6 - 3x; n(NH3) = 2x. O total no equilíbrio é 8 - 2x. 8 - 2x = 16/3, logo x = 4/3 mol e n(NH3) = 8/3 mol.
Fração molar de NH3 = (8/3) / (16/3) = 0,50.
Por que as demais estão erradas (cada valor é incompatível com a queda de pressão para 20 atm):
- A) 1,00: só ocorreria com conversão total (x = 2, 4 mol de NH3), caso em que a pressão cairia para 15 atm, e não 20 atm.
- B) 0,80: exigiria 2x = 0,8 · (8 - 2x), ou seja, x ≈ 1,78 mol e total ≈ 4,44 mol, o que daria pressão de cerca de 16,7 atm.
- C) 0,70: exigiria x ≈ 1,65 mol e total ≈ 4,71 mol, o que daria pressão de cerca de 17,6 atm.
- D) 0,60: exigiria x = 1,5 mol e total = 5 mol, o que daria pressão de 18,75 atm.
Dica: com V e T constantes, P é proporcional ao total de mols; use a queda de pressão para achar a variação de mols (Δn = -2x) e depois calcule a fração molar.
Fundamentos: Equilíbrio Químico e Equação de Estado dos Gases Ideais (P · V = n · R · T)
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova FGV INEA 2013 (Técnico em Química), questão 53, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.