Em uma unidade experimental de tratamento de gases, técnicos comparam dois lotes para produzir monóxido de…
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
Em uma unidade experimental de tratamento de gases, técnicos comparam dois lotes para produzir monóxido de nitrogênio (NO) pela reação balanceada 4 NH3 + 5 O2 -> 4 NO + 6 H2O. No lote A, são alimentados 34 g de NH3 e 96 g de O2; no lote B, 34 g de NH3 e 64 g de O2. Considere massas molares: NH3 = 17 g/mol, O2 = 32 g/mol e NO = 30 g/mol. Admita conversão completa do reagente limitante. Com base nos dados, qual comparação identifica corretamente o reagente limitante em cada lote e a diferença entre as massas máximas de NO produzidas?
- A) No lote A, o NH3 é limitante e forma 30 g de NO. No lote B, o O2 é limitante e forma 24 g de NO. Desse modo, o lote A produz 6 g a mais de NO.
- B) No lote A, o NH3 é limitante e são produzidos 60 g de NO; no lote B, o O2 é limitante e são produzidos 48 g. O lote A produz 12 g a mais.
- C) No lote A, o O2 é limitante e permite produzir 90 g de NO. No lote B, o O2 também é limitante e produz 75 g de NO. Portanto, o lote A apresenta uma produção máxima 15 g maior.
- D) No lote A, o NH3 é limitante e produz 68 g de NO. No lote B, o O2 é limitante e produz 40 g de NO. Assim, a massa máxima de NO no lote A supera a do lote B em 28 g.
- E) No lote A, o O2 é limitante, pois seus 3 mol formam 2,4 mol de NO, correspondentes a 72 g. No lote B, o NH3 é limitante e forma 1 mol de NO, ou 30 g. A diferença entre os lotes é 42 g.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Converter as massas em mol. NH3: 34 g / 17 g/mol = 2 mol. O2 no lote A: 96 g / 32 g/mol = 3 mol. O2 no lote B: 64 g / 32 g/mol = 2 mol. Passo 2: Verificar a proporção da reação 4 NH3 : 5 O2 : 4 NO. Para consumir 2 mol de NH3 são necessários 2 x 5/4 = 2,5 mol de O2. Passo 3: Lote A. Há 3 mol de O2, mais que os 2,5 mol necessários, então o NH3 é o reagente limitante. Pela proporção 4 NH3 : 4 NO, 2 mol de NH3 formam 2 mol de NO, ou seja, 2 x 30 = 60 g. Passo 4: Lote B. Há apenas 2 mol de O2, menos que os 2,5 mol necessários, então o O2 é o limitante. Pela proporção 5 O2 : 4 NO, 2 mol de O2 formam 2 x 4/5 = 1,6 mol de NO, ou seja, 1,6 x 30 = 48 g. Passo 5: Diferença. 60 g - 48 g = 12 g a mais no lote A. Passo 6: Conferência das alternativas erradas. A está errada porque subestima a produção do lote A (30 g) e calcula incorretamente o lote B (24 g). C está errada porque considera o O2 limitante no lote A, quando há excesso de O2 nesse lote. D está errada porque 68 g não corresponde a nenhuma quantidade estequiométrica coerente com 2 mol de NH3. E está errada porque identifica corretamente o cálculo do lote A com O2 como limitante, mas o lote A não é limitado por O2, e no lote B o NH3 não é limitante. O gabarito oficial B está correto.
💡 Dica: Converta as massas em mol e compare cada lote com a proporção 4:5 da equação.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula a quantidade de NO como se a proporção de NH3 para NO fosse reduzida à metade, obtendo 30 g no lote A, e também subestima o lote B.
No lote A, 34 g de NH3 correspondem a 2 mol, que requerem 2,5 mol de O2, ou 80 g; portanto, NH3 é limitante e forma 2 mol (60 g) de NO. No lote B, há 2 mol de O2, que permitem formar 1,6 mol (48 g) de NO, tornando o O2 limitante. A diferença é 12 g.
O aluno considera o O2 limitante no lote A, supondo que a massa de O2 determina a produção sem verificar a proporção com o NH3, e converte o O2 diretamente em NO na razão 1:1.
O aluno obtém 68 g de NO no lote A por erro na conversão de mol para massa ou na proporção estequiométrica, resultando em um valor que não corresponde a 2 mol de NO.
Por que engana: Escolher o limitante comparando diretamente as massas, sem converter para mol nem considerar a proporção estequiométrica.
O aluno identifica o limitante apenas pela proporção de mol de O2 sem comparar com o NH3 e afirma que no lote B o NH3 é limitante, forma 1 mol de NO e inverte a análise do limitante entre os lotes.
Raio-X da questão
Reagente limitante e rendimento teórico.
Determinar o limitan
Conversão entre massa e quantidade de matéria. · Leitura dos coeficientes de uma equação balanceada.
Estequiometria de reações químicas.
Escolher o limitante comparando diretamente as massas, sem converter para mol nem considerar a proporção estequiométrica.
Produção experimenta
Questões parecidas com resolução
- Uma unidade-piloto de tratamento de gases avalia a conversão de monóxido de nitrogênio em dióxido de nitrogênio pela…
- Uma unidade-piloto compara dois lotes para produzir um composto segundo a reação balanceada 2 X + Y -> X2Y. No lote A…
- Em um processo experimental de tratamento de resíduos, avalia-se a conversão de ferro metálico em cloreto de ferro(III)…
- Uma cooperativa de reciclagem testa três lotes de magnésio com ácido clorídrico para estimar a produção de hidrogênio. A…
- Uma mistura gasosa contém 5,00 L de NH3 a 0,100 mol·L-1 e 10,0 L de O2 a 0,0500 mol·L-1. Reagem segundo 4 NH3 + 5 O2 ? 4…
- Uma equipe de controle de qualidade compara dois lotes experimentais de comprimidos efervescentes. A reação entre o…
🔎 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