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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 62 (1º exame) da FUVEST 2002

1º exame · Química: Constante de equilíbrio (Kc e Kp)

Considere os equilíbrios abaixo e o efeito térmico da reação da esquerda para a direita, bem como a espécie predominante nos equilíbrios A e B, à temperatura de 175\ ^\circ\text{C}.

equilíbrio efeito térmico espécie predominante
A) \ce{N2 (g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g)} exotérmica \ce{NH3 (g)}
B) \ce{N2O4 (g) <=> 2NO2 (g)} endotérmica \ce{NO2 (g)}
C) \ce{MgCO3 (s) <=> MgO (s) + CO2 (g)} endotérmica

O equilíbrio A foi estabelecido misturando-se, inicialmente, quantidades estequiométricas de \ce{N2 (g)} e \ce{H2 (g)}. Os equilíbrios B e C foram estabelecidos a partir de, respectivamente, \ce{N2O4} e \ce{MgCO3} puros.

A tabela abaixo traz os valores numéricos das constantes desses três equilíbrios, em função da temperatura, não necessariamente na mesma ordem em que os equilíbrios foram apresentados. As constantes referem-se a pressões parciais em atm.

\text{t} / ^\circ\text{C} \text{K}_1 \text{K}_2 \text{K}_3
100 1{,}5 \times 10^1 1{,}1 \times 10^{-5} 3{,}9 \times 10^2
175 3{,}3 \times 10^2 2{,}6 \times 10^{-3} 2{,}4
250 3{,}0 \times 10^3 1{,}2 \times 10^{-1} 6{,}7 \times 10^{-2}

Logo, as constantes \text{K}_1, \text{K}_2 e \text{K}_3 devem corresponder, respectivamente, a

  1. A
    B, C e A
  2. B
    A, C e B
  3. C
    C, B e A
  4. D
    B, A e C
  5. E
    C, A e B
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Resolução comentada

Use o efeito térmico: em reação endotérmica, aumentar a temperatura desloca o equilíbrio para a direita e K aumenta. Em reação exotérmica, aumentar a temperatura desloca para a esquerda e K diminui.

Na tabela, \text{K}_1 e \text{K}_2 aumentam com a temperatura. Já \text{K}_3 diminui (de 3{,}9\times10^2 para 6{,}7\times10^{-2}). Logo, \text{K}_3 é o equilíbrio exotérmico, ou seja, A (síntese da amônia).

Restam B e C, ambos endotérmicos. Para distingui-los, use a espécie predominante a 175\ ^\circ\text{C}.

  1. Em B, o \ce{NO2} predomina, então o numerador domina: K=\dfrac{p_{\ce{NO2}}^2}{p_{\ce{N2O4}}}>1. O valor a 175 °C deve ser grande: 3{,}3\times10^2, que é \text{K}_1.

  2. Em C, K = p_{\ce{CO2}}, pois os sólidos não entram na expressão. A decomposição do \ce{MgCO3} é pouco extensa a 175 °C, então p_{\ce{CO2}} é muito pequena: 2{,}6\times10^{-3} atm, que é \text{K}_2.

Assim: $\text{K}_1 = $ B, $\text{K}_2 = $ C, $\text{K}_3 = $ A.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BAssocia K1 ao equilíbrio A, mas A é exotérmico e seu K diminui com a temperatura, o que só ocorre com K3.
  • CPõe K3 em A corretamente mas troca B e C: K1 seria da decomposição do MgCO3, cuja pressão de CO2 a 175 °C não é grande.
  • DAssocia K2 ao equilíbrio A, mas K2 cresce com a temperatura, e A é exotérmico.
  • EAssocia K2 a A e K3 a B, mas K3 diminui com a temperatura, o que não cabe a um equilíbrio endotérmico como B.

Assuntos: Constante de equilíbrio (Kc e Kp), Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier).

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Ver como caiu na prova Questão 62 no caderno V da FUVEST 2002

Fonte: FUVEST 2002 · 1º exame. Prova oficial ↗