Questão 28 da FUVEST 2012

1ª fase

O monóxido de nitrogênio (\ce{NO}) pode ser produzido diretamente a partir de dois gases que são os principais constituintes do ar atmosférico, por meio da reação representada por

\ce{N2(g) + O2(g) -> 2NO(g)} \quad \Delta\text{H} = + 180\text{ kJ} \ .

O \ce{NO} pode ser oxidado, formando o dióxido de nitrogênio (\ce{NO2}), um poluente atmosférico produzido nos motores a explosão:

\ce{2NO(g) + O2(g) -> 2NO2(g)} \quad \Delta\text{H} = - 114\text{ kJ} \ .

Tal poluente pode ser decomposto nos gases \ce{N2} e \ce{O2}:

\ce{2NO2(g) -> N2(g) + 2O2(g)} \ .

Essa última transformação

  1. A
    libera quantidade de energia maior do que 114 kJ.
  2. B
    libera quantidade de energia menor do que 114 kJ.
  3. C
    absorve quantidade de energia maior do que 114 kJ.
  4. D
    absorve quantidade de energia menor do que 114 kJ.
  5. E
    ocorre sem que haja liberação ou absorção de energia.
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Resolução comentada

Use a lei de Hess: a reação pedida, \ce{2NO2 -> N2 + 2O2}, é a soma das duas reações dadas, cada uma invertida.

Passo a passo:

  1. Inverter a segunda reação: \ce{2NO2 -> 2NO + O2}, com \Delta H = +114\ \text{kJ} (inverter a reação troca o sinal).
  2. Inverter a primeira reação: \ce{2NO -> N2 + O2}, com \Delta H = -180\ \text{kJ}.
  3. Somar as duas, cancelando \ce{2NO} e um \ce{O2}:
\ce{2NO2 -> N2 + 2O2}
\Delta H = +114 + (-180) = -66\ \text{kJ}

Como \Delta H < 0, a reação é exotérmica e libera 66\ \text{kJ}. Esse valor é menor do que 114\ \text{kJ}.

Portanto, a decomposição do \ce{NO2} libera energia, em quantidade menor que 114 kJ.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem inverte só a segunda reação (+114 kJ) ou erra o sinal, concluindo que a reação absorve energia.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ALibera energia, mas 66 kJ não é maior que 114 kJ.
  • CIgnora o sinal negativo do resultado; a reação não absorve energia.
  • DErra o sinal de \Delta H ao somar as etapas, concluindo que absorve energia.
  • E\Delta H = -66 kJ, diferente de zero, então há liberação de energia.

Assuntos: lei de Hess, entalpia de reação.

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