Na síntese de amônia N2(g) + 3 H2(g) -> 2 NH3(g), 5,60 L de N2 e 11,2 L de H2 (ambos a STP) reagem…

Questão

Na síntese de amônia N2(g) + 3 H2(g) -> 2 NH3(g), 5,60 L de N2 e 11,2 L de H2 (ambos a STP) reagem completamente. Identifique o reagente limitante e calcule o volume de NH3 produzido a STP.

1. A) Reagente limitante: H2; volume NH3 ˜ 7,47 L (STP).
2. B) Reagente limitante: NH3
3. C) Volume de NH3: 5,60 L
4. D) Reagente limitante: N2
5. E) Volume de NH3: 11,2 L

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Converter os volumes em mols. Nas CNTP (STP), 1 mol de gás ocupa 22,4 L. N2: 5,60 / 22,4 = 0,25 mol. H2: 11,2 / 22,4 = 0,50 mol.
2. Verificar a proporção estequiométrica da equação N2 + 3 H2 -> 2 NH3. Para consumir todo o N2 (0,25 mol), seriam necessários 3 x 0,25 = 0,75 mol de H2. Como há apenas 0,50 mol de H2, o H2 é o reagente que acaba primeiro.
3. Identificar o reagente limitante. O reagente limitante é o H2. Sobra N2 no final, pois consumiriam-se apenas 0,50 / 3 = 0,1667 mol de N2, restando 0,25 - 0,1667 = 0,0833 mol.
4. Calcular o NH3 formado a partir do H2. Pela proporção 3 H2 : 2 NH3, 0,50 mol de H2 produz 0,50 x 2/3 = 0,3333 mol de NH3.
5. Converter para volume a STP: 0,3333 x 22,4 = 7,47 L de NH3. Portanto a alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial.
6. Por que as outras estão erradas. B: o NH3 é produto da reação, não pode ser reagente limitante. C: 5,60 L é o volume de N2 dado, não o volume de produto formado. D: N2 não é o limitante, porque o H2 se esgota antes, e comparar apenas volumes sem usar os coeficientes leva a essa conclusão errada. E: 11,2 L é o volume de H2 dado, e ignorar a proporção 3:2 leva a esse valor incorreto.

💡 Dica: Calcule o volume de NH3 a partir dos volumes de N2 e H2.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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