Na síntese de NH3 via Haber: N2 + 3 H2 ? 2 NH3. Se um reator contém 10,0 g de N2 e 5,00 g de H2, qual a massa…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Na síntese de NH3 via Haber: N2 + 3 H2 ? 2 NH3. Se um reator contém 10,0 g de N2 e 5,00 g de H2, qual a massa de NH3 (g) obtida, assumindo reagentes consumidos completamente conforme limite estequiométrico? (MM N2=28,02; H2=2,016; NH3=17,03 g·mol?¹).
- A) 12,16 g de NH3 (aprox.).
- B) 6,00 g de NH3
- C) 3,25 g de NH3
- D) 15,00 g de NH3
- E) 20,32 g de NH3
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converter as massas em mols. N2: 10,0 g / 28,02 g/mol = 0,357 mol. H2: 5,00 g / 2,016 g/mol = 2,480 mol. Passo 2: Identificar o reagente limitante. Pela equação, 1 mol de N2 reage com 3 mols de H2. Para 0,357 mol de N2 são necessários 3 x 0,357 = 1,071 mol de H2. Como há 2,480 mol de H2 disponíveis, o H2 está em excesso e o N2 é o reagente limitante. Passo 3: Calcular o NH3 formado pela proporção da equação. 1 mol de N2 produz 2 mols de NH3, logo 0,357 x 2 = 0,714 mol de NH3. Passo 4: Converter em massa. 0,714 mol x 17,03 g/mol = 12,16 g de NH3. Passo 5: Conclusão. A alternativa A (12,16 g) está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa B está errada porque ignora o coeficiente 2 do NH3 e iguala a quantidade de NH3 à de N2. A alternativa C está errada porque não há base estequiométrica para esse valor, já que o cálculo correto parte do N2 limitante. A alternativa D está errada porque a soma das massas dos reagentes só seria o produto se nenhum reagente sobrasse, e aqui há H2 em excesso. A alternativa E está errada porque resulta de uma proporção mal montada, que superestima a massa de produto formado.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de N2 e H2 e determine o reagente limitante.
Alternativa por alternativa
n(N2)=10,0/28,02=0,3569 mol; n(H2)=5,00/2,016=2,480 mol. Necessário H2 para 0,3569 mol N2 =1,0707 mol (<2,480), logo N2 é limitante. n(NH3)=2·0,3569=0,7138 mol ? m=0,7138·17,03=12,16 g.
O aluno calculou corretamente os mols de N2, mas usou a razão 1:1 entre N2 e NH3, esquecendo o coeficiente 2 do NH3 na equação balanceada.
O aluno provavelmente tomou o H2 como limitante ou aplicou uma proporção estequiométrica errada entre os reagentes, o que leva a um rendimento de produto subestimado.
O aluno somou as massas dos reagentes (10,00 + 5,00 g), supondo que toda a massa se converte em produto, sem considerar que o H2 está em excesso e não reage completamente.
Por que engana: O aluno pode confundir as massas molares dos reagentes, levando a um cálculo incorreto da massa de NH3 produzida.
O aluno errou na montagem da proporção estequiométrica, usando um fator de conversão incorreto entre mols dos reagentes e mols de NH3, o que superestima a massa obtida.
Raio-X da questão
sintese de amonia
avaliacao
estequiometria de reações · cálculo de massas molares
Revisar estequiometria e cálculo de mols.
O aluno pode confundir as massas molares dos reagentes, levando a um cálculo incorreto da massa de NH3 produzida.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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