Química3ª sérieBNCC EM13CNT307Difícil⏱ medio

Na síntese de amônia N2 + 3 H2 ? 2 NH3 reagiram 28,0 g de N2 e 9,0 g de H2; obtiveram-se 10,0 g de NH3…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT307

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 amônia N2 + 3 H2 ? 2 NH3 reagiram 28,0 g de N2 e 9,0 g de H2; obtiveram-se 10,0 g de NH3. Calcule o rendimento percentual.

A) 10,0 % de rendimento.
B) 50,0 % de rendimento.
C) 70,0 % de rendimento.
D) 29,4 % (aprox.).
E) 15,0 % de rendimento.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Converter as massas em mols. N2 tem massa molar 28 g/mol, então 28,0 g de N2 correspondem a 1,0 mol. H2 tem massa molar 2 g/mol, então 9,0 g de H2 correspondem a 4,5 mol. NH3 tem massa molar 17 g/mol.
Identificar o reagente limitante pela equação N2 + 3 H2 -> 2 NH3. Para 1,0 mol de N2 são necessários 3,0 mol de H2, e temos 4,5 mol, portanto o H2 está em excesso e o N2 é o reagente limitante.
Calcular a massa teórica de NH3. Pela proporção de 1 mol de N2 para 2 mol de NH3, formam-se 2,0 mol de NH3, ou seja, 2,0 x 17 = 34,0 g. Essa é a massa máxima possível, considerando o rendimento de 100%.
Calcular o rendimento percentual. Rendimento = (massa obtida / massa teórica) x 100 = (10,0 / 34,0) x 100 = 29,4%.
Comparar com o gabarito. Minha resolução coincide com o gabarito oficial, alternativa D. As demais estão erradas: A) 10,0% seria o valor numérico da massa obtida tomado como percentual, sem cálculo da massa teórica; B) 50,0% decorre de usar uma massa teórica de cerca de 20 g, o que resulta de erro na massa molar do NH3; C) 70,0% não corresponde a nenhuma razão correta entre massa obtida e teórica; E) 15,0% resulta de uma massa teórica de cerca de 67 g, que não é obtida pela estequiometria correta.

💡 Dica: Calcule a quantidade teórica de NH3 e compare com a obtida.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

Tomou a massa obtida de 10,0 g como se fosse o próprio percentual de rendimento, sem calcular a massa teórica de NH3 a partir da equação.

B Erradaerro: Procedimental

Calculou uma massa teórica de cerca de 20 g de NH3, provavelmente por erro na massa molar do NH3 ou na proporção estequiométrica, e então dividiu 10 por 20.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

Confundiu rendimento com a proporção de reagente consumido (por exemplo, a fração de H2 que reage, cerca de 6 g de 9 g) e não com a razão entre massa obtida e massa teórica do produto.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a massa dos reagentes e a massa do produto, levando a um cálculo incorreto do rendimento percentual.

D Correta

n(N2)=28,0/28,02˜1,00 mol (limitante); gera 2,00 mol NH3 ? m teórica=2,00·17,03=34,06 g; rendimento=10,0/34,06·100˜29,4%.

E Erradaerro: Procedimental

Errou o cálculo da massa teórica de NH3 (cerca de 67 g) ao aplicar a estequiometria, o que leva a um rendimento aparente de 15%.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Avaliar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

rendimento percentual

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

rendimento percentual · estequiometria

📚 Reveja

Revisar cálculos de rendimento em reações químicas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre a massa dos reagentes e a massa do produto, levando a um cálculo incorreto do rendimento percentual.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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