Questão 52 da UNICAMP 2020

1ª fase

Um dos pilares da nanotecnologia é o fato de as propriedades dos materiais dependerem do seu tamanho e da sua morfologia. Exemplo: a maior parte do \ce{H2} produzido industrialmente advém da reação de reforma de hidrocarbonetos: \ce{CH4(g) + H2O(g) -> 3H2(g) + CO(g)}. Uma forma de promover a descontaminação do hidrogênio é reagir o \ce{CO} com largo excesso de água:

\ce{CO(g) + H2O(g) -> CO2(g) + H2(g)};\ \Delta H = -41{,}6\ \text{kJ mol}^{-1}.

A figura abaixo mostra resultados da velocidade (em unidade arbitrária, ua) dessa conversão em função da temperatura, empregando-se um nanocatalisador com duas diferentes morfologias.

Gráfico de velocidade de reação em ua em função da temperatura em graus Celsius para nanocatalisador em formato de Nanobastão (curva tracejada) e Nanocubo (curva contínua).

Considerando essas informações, é correto afirmar que, com essa tecnologia, a descontaminação do hidrogênio por \ce{CO} é mais eficiente na presença do catalisador em forma de

  1. A
    nanobastão, pois a transformação do \ce{CO} ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.
  2. B
    nanobastão, pois a transformação do \ce{CO} ocorreria em temperaturas mais baixas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica.
  3. C
    nanocubo, pois a transformação do \ce{CO} ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é exotérmica.
  4. D
    nanocubo, pois a transformação do \ce{CO} ocorreria em temperaturas mais elevadas, o que também favoreceria o equilíbrio da reação no sentido dos produtos, uma vez que a reação é endotérmica.
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Resolução comentada Em breve: a resolução passo a passo desta questão.
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