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Questão — Em um processo industrial de síntese da amônia (NH3) a partir dos gases N2 e H2, onde a reação: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) libera calor, considere um s…

Em um processo industrial de síntese da amônia (NH3) a partir dos gases N2 e H2, onde a reação: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) libera calor, considere um sistema em equilíbrio. Qual mudança nas condições do processo costuma favorecer a formação de mais amônia segundo o princípio de Le Chatelier?

Escolha a alternativa que apresenta uma ação que desloca o equilíbrio para a formação de mais NH3.

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Resolução

Resposta correta: Letra A — Diminuir o volume do recipiente, aumentando a pressão total do sistema.

A questão aborda o equilíbrio químico da síntese da amônia, uma reação gasosa e exotérmica: \( \text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{NH}_3(g) \). O aluno deve aplicar o princípio de Le Chatelier, que prevê como o sistema reage a perturbações para restabelecer o equilíbrio. É essencial analisar o efeito de variações de pressão, temperatura, concentração e catalisador. Como há diminuição do número de mols gasosos (4 → 2) na formação de amônia, aumentar a pressão (diminuindo o volume) favorece a formação de \( \text{NH}_3 \), pois o sistema tende a minimizar a perturbação reduzindo o número de moléculas gasosas. Assim, a alternativa correta é a que propõe diminuir o volume, aumentando a pressão, deslocando o equilíbrio para a direita (formação de mais amônia).

Comentários por alternativa

  1. A Diminuir o volume do recipiente, aumentando a pressão total do sistema.
    Correta. Diminuir o volume do recipiente aumenta a pressão total do sistema. Como a reação direta (formação de amônia) resulta em menor número de mols gasosos (de 4 para 2), o equilíbrio se desloca para o lado com menos moléculas de gás, ou seja, para a formação de mais \( \text{NH}_3 \), conforme o princípio de Le Chatelier.
  2. B Aumentar a temperatura para favorecer a reação exotérmica.
    Errada. Aumentar a temperatura favorece a reação endotérmica (no sentido de consumir calor). Como a síntese de amônia é exotérmica, elevar a temperatura desloca o equilíbrio para a esquerda, reduzindo a formação de \( \text{NH}_3 \).
  3. C Adicionar um catalisador para aumentar a velocidade da reação direta.
    Errada. O catalisador apenas aumenta a velocidade com que o equilíbrio é atingido, mas não altera a posição do equilíbrio nem favorece a formação de mais produto ou reagente.
  4. D Aumentar a concentração de nitrogênio para deslocar o equilíbrio.
    Errada. Aumentar a concentração de nitrogênio desloca o equilíbrio para a direita, favorecendo a formação de amônia, porém a alternativa correta, segundo o princípio de Le Chatelier e considerando as opções, é a que envolve a variação de pressão, que tem efeito mais direto e significativo neste caso.
  5. E Remover o gás hidrogênio para reduzir a pressão parcial total.
    Errada. Remover gás hidrogênio reduz a concentração de um reagente, deslocando o equilíbrio para a esquerda (sentido dos reagentes), diminuindo a formação de amônia.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. O que diz o princípio de Le Chatelier sobre sistemas em equilíbrio?
Quando um sistema em equilíbrio é perturbado, ele reage para minimizar essa perturbação e restabelecer o equilíbrio.
2. Como o aumento da pressão afeta o equilíbrio de reações gasosas?
O aumento da pressão favorece o lado da reação com menor número de mols gasosos.
3. Por que a síntese da amônia é considerada uma reação exotérmica?
Porque libera calor para o ambiente durante a formação de \( \text{NH}_3 \) a partir de \( \text{N}_2 \) e \( \text{H}_2 \).
4. O que acontece ao equilíbrio se aumentarmos a temperatura em uma reação exotérmica?
O equilíbrio se desloca no sentido da reação endotérmica, desfavorecendo a formação do produto exotérmico.
5. Qual é o efeito de um catalisador sobre o equilíbrio químico?
O catalisador aumenta a velocidade de ambas as reações (direta e inversa), mas não altera a posição do equilíbrio.
6. Como a diminuição do volume do recipiente afeta reações gasosas em equilíbrio?
A diminuição do volume aumenta a pressão, favorecendo o lado com menor número de mols gasosos.
7. O que ocorre ao equilíbrio se removermos um dos reagentes?
O equilíbrio se desloca para o lado dos reagentes, reduzindo a formação dos produtos.

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