PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 19 (Química) do ITA 2011
Texto-base das questões 01 a 20 · Química
Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22,4\text{ L (CNTP)}
Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8,31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mm Hg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}
DEFINIÇÕES
Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\,325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr}
1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}
Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}
Condições-padrão: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm} ; concentração das soluções = 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .
(ua) = unidades arbitrárias . [A] = concentração da espécie química A em \text{mol L}^{-1}.
MASSAS MOLARES
| Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g mol}^{-1}) |
Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (\text{g mol}^{-1}) |
|---|---|---|---|---|---|
| H | 1 | 1,01 | Mn | 25 | 54,94 |
| Li | 3 | 6,94 | Fe | 26 | 55,85 |
| C | 6 | 12,01 | Co | 27 | 58,93 |
| N | 7 | 14,01 | Cu | 29 | 63,55 |
| O | 8 | 16,00 | Zn | 30 | 65,39 |
| F | 9 | 19,00 | As | 33 | 74,92 |
| Ne | 10 | 20,18 | Br | 35 | 79,90 |
| Na | 11 | 22,99 | Mo | 42 | 95,94 |
| Mg | 12 | 24,30 | Sb | 51 | 121,76 |
| Al | 13 | 26,98 | I | 53 | 126,90 |
| Si | 14 | 28,08 | Ba | 56 | 137,33 |
| S | 16 | 32,07 | Pt | 78 | 195,08 |
| Cl | 17 | 35,45 | Au | 79 | 196,97 |
| Ca | 20 | 40,08 | Hg | 80 | 200,59 |
A figura mostra o perfil reacional da decomposição de um composto \text{X} por dois caminhos reacionais diferentes, \text{I} e \text{II}.

Baseado nas informações apresentadas nessa figura, assinale a opção ERRADA.
- AO caminho reacional \text{II} envolve duas etapas.
- BA quantidade de energia liberada pelo caminho reacional \text{I} é igual à do caminho reacional \text{II}.
- CO composto \text{K} é um intermediário no processo reacional pelo caminho \text{II}.
- DO caminho reacional \text{I} mostra que a decomposição de \text{X} é de primeira ordem.
- EO caminho reacional \text{II} refere-se à reação catalisada.
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Resolução comentada
Precisamos achar a afirmação que não decorre do gráfico.
(A) O caminho II tem dois picos com um vale entre eles. Cada pico é um estado de transição, então são duas etapas elementares. Correta.
(B) A energia liberada é a diferença entre a energia inicial e a final, \Delta H = H_{\text{produtos}} - H_{\text{reagentes}}. Nos dois caminhos os patamares inicial e final estão na mesma altura. Como \Delta H é função de estado, não depende do caminho. Correta.
(C) O vale do caminho II corresponde a \text{X}+2\text{T}+\text{K}. É uma espécie formada na primeira etapa e consumida na segunda, ou seja, um intermediário. Correta.
(D) A ordem de uma reação vem da lei de velocidade, determinada experimentalmente (ou pelos coeficientes de uma etapa elementar). Um perfil de energia mostra só as energias dos estados e as barreiras, e não informa como a velocidade varia com a concentração. Além disso, o caminho I mostra 2\text{X} reagindo, o que sugere uma etapa bimolecular, não de primeira ordem. Afirmação errada.
(E) O caminho II tem barreiras menores e \text{Y} e \text{W} reaparecem no final, sendo consumidos e regenerados. Isso é típico de catalisador. Correta.
A alternativa errada é a D.
Alternativa D.
Pegadinha: A alternativa D engana por tentar deduzir a ordem da reação a partir do diagrama de energia, que não traz essa informação (e o caminho I mostra 2X reagindo).
Por que as outras alternativas estão erradas
- AEstá correta: os dois picos do caminho II indicam duas etapas elementares.
- BEstá correta: reagentes e produtos têm os mesmos níveis de energia nos dois caminhos, logo o \Delta H é igual.
- CEstá correta: K aparece no vale, sendo formado e depois consumido, o que o caracteriza como intermediário.
- EEstá correta: o caminho II tem menor energia de ativação e Y e W são regenerados, como em uma catálise.
Assuntos: Energia de ativação e catálise, Velocidade de reação e fatores que a alteram.
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Fonte: ITA 2011 · Química. Prova oficial ↗