Para a reação N2O4 ? 2 NO2, em recipiente fechado a 25 °C, a fração dissociada de N2O4 é a = 0,20. Se a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Para a reação N2O4 ? 2 NO2, em recipiente fechado a 25 °C, a fração dissociada de N2O4 é a = 0,20. Se a pressão inicial total foi 1,00 atm, calcule Kp e classifique a transformação como reversível ou irreversível.
- A) Kp = 1,00 atm; transformação reversível.
- B) Kp = 0,20 atm; transformação reversível (sistema em equilíbrio).
- C) Kp = 0,20 atm; transformação irreversível.
- D) Kp = 0,10 atm; transformação reversível.
- E) Kp = 0,40 atm; transformação irreversível.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Monte a tabela de quantidades a partir de 1 mol de N2O4. Com alfa = 0,20, dissocia-se 0,20 mol, restando 0,80 mol de N2O4 e formando 0,40 mol de NO2. O total de mols gasosos é 1,20 mol. Passo 2: Calcule as frações molares. N2O4 = 0,80/1,20 = 2/3 e NO2 = 0,40/1,20 = 1/3. Como a pressão total é 1,00 atm, as pressões parciais são p(N2O4) = 2/3 atm e p(NO2) = 1/3 atm. Passo 3: Escreva a expressão de Kp para N2O4 ⇌ 2 NO2, que é Kp = p(NO2)^2 / p(N2O4) = (1/3)^2 / (2/3) = 1/6, ou seja, cerca de 0,17 atm. Passo 4: Pela fórmula em função de alfa, Kp = 4 alfa^2 P / (1 - alfa^2) = 4(0,04)(1,00)/0,96 ≈ 0,17 atm, o que confirma o cálculo. Passo 5: O valor exato não aparece entre as alternativas. O valor mais próximo é 0,20 atm, das alternativas B e C, e a diferença vem de arredondamento no enunciado. Passo 6: Quanto à classificação, a transformação é reversível, pois a reação atinge um equilíbrio químico em que reagente e produto coexistem com alfa menor que 1. Por isso a alternativa correta é a B, única que combina Kp próximo do valor calculado com a classificação reversível. Passo 7: Alternativa A está errada porque Kp não é igual à pressão total inicial, já que o valor depende da composição no equilíbrio. Alternativa C está errada porque, apesar do Kp próximo, a reação não é irreversível: alfa menor que 1 indica equilíbrio. Alternativa D está errada porque 0,10 atm não corresponde a nenhum cálculo correto com alfa = 0,20 e P = 1,00 atm. Alternativa E está errada porque 0,40 atm é um valor superestimado e a classificação irreversível também não se aplica.
💡 Dica: Calcule Kp utilizando a fração dissociada e a pressão inicial.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que Kp é igual à pressão total inicial de 1,00 atm e não calcula as pressões parciais no equilíbrio. Além disso, não relaciona a fração dissociada com a composição final.
Se a=0,20 então p(N2O4)=0,80 atm e p(NO2)=0,40 atm. Kp=(pNO2)^2/pN2O4=(0,40)^2/0,80=0,16/0,80=0,20 atm. Reação forma equilíbrio químico, logo reversível.
O aluno acerta o valor numérico de Kp, mas acredita que, por a dissociação ser parcial, a reação é irreversível. Confunde reação incompleta com reação irreversível, quando o que existe é um equilíbrio.
O aluno comete erro de cálculo na expressão de Kp, possivelmente por uso incorreto de alfa ou da fórmula em função de alfa e da pressão total. O resultado 0,10 atm não é consistente com as frações molares do sistema.
Por que engana: O aluno pode confundir a fração dissociada com a constante de equilíbrio, aplicando a fórmula de forma incorreta.
O aluno calcula Kp com erro de método, obtendo um valor superestimado de 0,40 atm, e também classifica a transformação como irreversível. Assim, mistura um erro procedimental no cálculo com o erro conceitual sobre reversibilidade.
Raio-X da questão
constante de equilíbrio
avaliacao
cálculo de constante de equilíbrio · equilíbrio químico
Revisar o cálculo da constante de equilíbrio Kp e a classificação de reações.
O aluno pode confundir a fração dissociada com a constante de equilíbrio, aplicando a fórmula de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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