Questão 47 · Conhecimentos Específicos (outras áreas): Saúde
Os óxidos de nitrogênio são os componentes principais das névoas, um fenômeno ao qual os habitantes das grandes cidades estão habituados. O óxido nítrico forma‐se em pequenas quantidades nos cilindros de combustão interna dos motores pela combinação direta de nitrogênio e oxigênio:
N2 (g) + O2 (g) 2NO(g)
A constante de equilíbrio para essa reação aumenta de aproximadamente 10–15 a 300K para cerca de 0,05 a 2400 K (temperatura aproximada no cilindro de um motor em funcionamento).
Com relação à reação entre o gás nitrogênio e o gás oxigênio, assinale a afirmativa correta.
- A) Ocorre com absorção de calor.
- B) É desfavorável em altas temperaturas.
- C) Ocorre com facilidade a 300 K devido ao alto poder oxidante do O2.
- D) Nas temperaturas apresentadas o óxido nítrico prevalece no equilíbrio.
- E) A constante de equilíbrio apresenta essa grande variação devido ao aumento de pressão que ocorre nos motores.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: A
Gabarito definitivo divulgado pela banca FGV (SUDENE 2013).
Comentário
Gabarito: A.
O enunciado informa que a constante de equilíbrio da reação N2(g) + O2(g) <=> 2 NO(g) aumenta de cerca de 10^-15 (300 K) para cerca de 0,05 (2400 K). Pela equação de Van't Hoff, d(ln K)/dT = (variação de entalpia padrão)/(R x T^2): se K cresce com a temperatura, a variação de entalpia é positiva. Ou seja, o processo direto é endotérmico: ocorre com absorção de calor (alternativa A).
Por que as demais estão erradas:
- B: como K aumenta com a temperatura, a formação de NO é favorecida (e não desfavorecida) em altas temperaturas.
- C: a 300 K, K é da ordem de 10^-15, ou seja, praticamente não há formação de NO; o poder oxidante do O2 não torna a reação extensa nessa temperatura.
- D: mesmo a 2400 K, K = 0,05. Como a variação do número de mols de gás é zero, K = [NO]^2/([N2][O2]), o que dá [NO]/raiz([N2][O2]) de cerca de 0,22: os reagentes ainda predominam.
- E: a constante de equilíbrio depende apenas da temperatura; a variação de pressão não altera K (e, como a variação do número de mols de gás é 2 - 2 = 0, a pressão nem desloca esse equilíbrio).
Dica: se K aumenta com a temperatura, a reação direta é endotérmica; se diminui, é exotérmica.
Fundamentos: Termodinâmica Química · Equação de Van 't Hoff e Princípio de Le Chatelier
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 SUDENE 2013 (Químico), questão 47, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.