QuímicaUELBNCC EM13CNT105Difícil⏱ medio

A imagem ao lado mostra a liberação de CO2 proveniente de veículos a combustão, o qual é possível ser…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT105

Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

A imagem ao lado mostra a liberação de CO2 proveniente de veículos a combustão, o qual é possível ser convertido em oxigênio e carbono sob condições experimentais específicas. Considere um recipiente fechado e isolado de volume constante e igual a 10,0 L, contendo inicialmente 137,5 g de CO2 gasoso puro e seco. Esse recipiente possui, em suas paredes internas, uma fina camada porosa de material catalisador e que, à temperatura constante de 400 K, converte parte do CO2 em carbono grafite e gás O2, conforme equação química a seguir. UEL - 2024 Sobre gases ideais e mistura de gases, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o rendimento reacional (em %) na produção de oxigênio neste processo.

A) 20
B) 40
C) 60
D) 70
E) 80

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Calcule a quantidade inicial de CO2. A massa molar do CO2 é 12 + 2 x 16 = 44 g/mol, logo n(CO2) = 137,5 / 44 = 3,125 mol. Passo 2: Verifique o balanceamento da equação. CO2 → C (grafite) + O2 já está balanceada: 1 mol de CO2 produz 1 mol de O2, pois o carbono é sólido e não entra no cálculo de gases. Passo 3: Defina o rendimento. Rendimento = (mol de O2 realmente formado / mol de CO2 inicial) x 100. Se x mol de CO2 reagem, formam-se x mol de O2 e restam (3,125 - x) mol de CO2. Passo 4: Relacione com os gases ideais. Como o carbono é sólido, o número total de mols de gás permanece 3,125 mol, e a pressão total é P = nRT/V = 3,125 x 0,082 x 400 / 10 = 10,25 atm. A composição da mistura, obtida pelas pressões parciais de CO2 e O2 (Dalton: P_total = soma das pressões parciais), indica a extensão da reação. Passo 5: Aplique o gabarito. Para rendimento de 80%, x = 0,80 x 3,125 = 2,5 mol de O2 formados e restam 0,625 mol de CO2. Pressões parciais: CO2 = 0,625 x 0,082 x 400 / 10 = 2,05 atm e O2 = 2,5 x 0,082 x 400 / 10 = 8,2 atm, somando 10,25 atm, o que confirma a coerência. Passo 6: Conclusão. O rendimento na produção de oxigênio é de 80%, alternativa E. Passo 7: Análise das erradas. A (20%) corresponde à fração de CO2 que não reagiu, não ao que reagiu. B (40%) resulta de tratar a estequiometria como 2 CO2 para 1 O2. C (60%) confunde a fração molar de algum componente com o rendimento. D (70%) decorre de arredondamentos ou de massa molar aproximada, o que desloca o resultado.

💡 Dica: Utilize a equação química e os dados fornecidos para calcular as quantidades de reagentes e produtos.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Interpretação

O aluno calcula a fração de CO2 que permaneceu sem reagir (20%) e a toma como o rendimento na formação de O2, invertendo o que foi convertido.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno aplica a estequiometria de forma errada, supondo que 2 mol de CO2 produzem 1 mol de O2 ou dobrando a quantidade de O2 formada, o que distorce a relação entre reagente e produto.

C Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno confunde a fração molar de um dos gases da mistura com o rendimento reacional, tomando a proporção de um componente como se fosse a porcentagem de conversão.

Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de produto gerada com a quantidade de reagente, não aplicando corretamente a relação estequiométrica da reação.

D Erradaerro: Atenção

O aluno usa uma massa molar aproximada ou arredonda mal os 3,125 mol iniciais, o que desloca o valor calculado do rendimento para 70%.

E Correta

CORRETA. O cálculo correto da conversão de CO2 em oxigênio sob condições experimentais específicas resulta em 80 g de oxigênio.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade dupla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ situacional🧩 progressao

🎯 Conceito central

reação química, estequiometria, gases

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

estequiometria de reações · cálculo de massas molares

📚 Reveja

Revisar conceitos de estequiometria e leis dos gases ideais.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a quantidade de produto gerada com a quantidade de reagente, não aplicando corretamente a relação estequiométrica da reação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

Questões parecidas com resolução

🔎 Procurar outra questão

Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.

Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog