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Questão 23 da UFPR 2005

1ª fase · Química: Reações exotérmicas e endotérmicas

Sobre o diagrama abaixo, referente à reação \ce{A + B -> C + D}, considere as afirmativas a seguir:

Gráfico de energia potencial em função do sentido da reação, indicando reagentes A + B no nível 0 kJ, o topo da curva em +120 kJ e os produtos C + D no nível -130 kJ.

I. O processo é exotérmico.
II. Na reação, \Delta\text{H} = -250\ \text{kJ}.
III. A energia de ativação vale +120\ \text{kJ}.

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
  2. B
    Somente a afirmativa I é verdadeira.
  3. C
    Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
  4. D
    Somente as afirmativas II e III são verdadeiras.
  5. E
    Todas as afirmativas são verdadeiras.
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Resolução comentada

No diagrama, a energia potencial dos reagentes (A + B) é 0\ \text{kJ}, o topo da curva (complexo ativado) está em +120\ \text{kJ} e os produtos (C + D) estão em -130\ \text{kJ}.

I. Os produtos têm energia menor que os reagentes, então a reação libera energia. O processo é exotérmico. Verdadeira.

II. A variação de entalpia é a diferença entre produtos e reagentes:

\Delta H = H_{\text{produtos}} - H_{\text{reagentes}} = -130 - 0 = -130\ \text{kJ}

O valor -250\ \text{kJ} vem de somar 120 + 130, mas isso é a diferença entre o topo da curva e os produtos, não o \Delta H. Falsa.

III. A energia de ativação é a energia necessária para os reagentes chegarem ao topo da barreira: topo menos nível dos reagentes.

E_a = 120 - 0 = +120\ \text{kJ}

Verdadeira.

São verdadeiras apenas I e III.

Alternativa A.

Pegadinha: A afirmativa II engana ao usar −250 kJ, que resulta de somar 120 e 130 (do topo da curva até os produtos) em vez de comparar produtos e reagentes (−130 kJ).

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BIgnora que a energia de ativação, lida no gráfico como 120 − 0, é +120 kJ.
  • CConsidera verdadeira a afirmativa II, mas o ΔH é −130 kJ, e não −250 kJ.
  • DToma II como verdadeira e deixa de lado que I também está correta.
  • EAceita II, mas −250 kJ soma 120 + 130, que não é o ΔH.

Assuntos: Reações exotérmicas e endotérmicas, Energia de ativação e catálise.

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Fonte: UFPR 2005 · 1ª fase. Prova oficial ↗