Atividades de Mudanças reversíveis e irreversíveis para a 1ª série do Ensino Médio com gabarito

Quem já deu aula de química para a primeira série sabe: o tema das mudanças reversíveis e irreversíveis parece simples até o aluno precisar aplicar o conceito num caso novo. Eu já vi turma inteira dizer com segurança que o gelo derretido não tem volta, e depois não conseguir explicar por que a queima de um papel é diferente da fusão de um cubo de gelo.

Por isso, nas minhas aulas, costumo partir de situações que eles já viveram na cozinha e no pátio da escola, e só depois chego à nomenclatura. Este texto reúne o que tenho usado, o que costuma dar errado e uma bateria de questões com gabarito comentado para você adaptar à sua turma.

O que o aluno de 1ª série precisa saber sobre Mudanças reversíveis e irreversíveis

Uma mudança reversível é aquela em que a substância pode voltar ao estado inicial por meio de uma variação de temperatura ou pressão, sem que ela se transforme em outra coisa. A fusão do gelo é o exemplo clássico: a água sólida vira líquida ao receber calor, e volta a sólida quando é resfriada. Nada foi criado nem destruído; a substância continua sendo H2O. Já uma mudança irreversível é aquela em que a transformação gera novas substâncias e não se desfaz espontaneamente nas condições comuns. A combustão do metano é o caso típico: CH4 e O2 viram CO2 e H2O, produtos estáveis que não retornam ao metano numa reação simples. Para o aluno, a pergunta-chave é sempre a mesma: houve formação de nova substância? Se não houve, a chance de ser reversível é grande; se houve, a transformação costuma ser irreversível na prática.

O que ele precisa saber antes

Os pré-requisitos mais importantes são a classificação básica das reações químicas e a diferença entre mudanças físicas e químicas. Também ajuda muito que o aluno já tenha visto as ligações químicas e o que acontece com elas numa mudança de estado, porque é isso que sustenta a justificativa da reversibilidade. Quando esses conceitos estão frágeis, a questão de classificação vira um chute.

Onde os alunos mais erram

O erro mais recorrente é confundir reversibilidade com "voltar fácil". Muitos alunos acham que, se algo não pode ser desfeito no dia a dia, então é irreversível, e acabam tratando a fusão do gelo como se fosse uma transformação sem volta. Outro erro frequente é achar que toda mudança que envolve calor é química. Ao aquecer água até ferver, o aluno enxerga "transformação" e conclui que a composição mudou, quando na verdade apenas o estado físico mudou. Por fim, aparece a confusão entre dissolução e reação química: quando o sal de cozinha se dissolve em água, os íons se separam, mas o cloreto de sódio pode ser recuperado por evaporação, o que o torna um processo físico reversível.

Como trabalhar em sala

Primeiro, faça a turma observar um cubo de gelo num copo ao longo de alguns minutos e registrar o que acontece. Depois, peça que digam se a água líquida ainda é "a mesma água" — essa discussão revela muito do que eles entendem. Segundo, leve uma tampa de panela e demonstre o vapor condensando nela: é a mesma situação da questão sobre a água aquecida, agora vista de perto. Terceiro, compare a queima de um palito de fósforo com a fusão do gelo, usando uma tabela com colunas para "nova substância?" e "pode ser desfeita?". Quarto, proponha que os alunos classifiquem processos do cotidiano em grupos, justificando cada escolha com a pergunta da formação de nova substância. Por fim, feche com uma atividade curta de classificação, que você pode montar ou gerar no gerador de provas do GeraProva.

Questões prontas de Mudanças reversíveis e irreversíveis para a 1ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

As questões abaixo cobrem identificação, classificação, interpretação e análise. Você pode aplicá-las como estão ou usá-las como modelo para criar novas. Para ver mais questões alinhadas à habilidade, consulte as questões da habilidade EM13CNT307 e também as questões da habilidade EM13CNT101.

Questão 1: classificação de fusão do gelo e combustão do metano

Classifique como reversível ou irreversível: (a) fusão do gelo: H2O(s) ? H2O(l); (b) combustão completa do metano: CH4 + 2 O2 ? CO2 + 2 H2O. Justifique sucintamente.

• ❌ A) Combustão do metano: irreversível; sempre resulta em resíduos sólidos. — Errado, combustão forma produtos gasosos, sem resíduos sólidos fixos.
• ❌ B) Fusão do gelo: irreversível; ao derreter, o gelo sempre se torna vapor. — Errado, a fusão do gelo forma água líquida, que pode voltar a ser gelo.
• ✅ C) Fusão do gelo: reversível; combustão do metano: irreversível. — A fusão é mudança física de fase facilmente revertida por resfriamento; a combustão é reação química exotérmica formando CO2 e H2O estáveis, com alta liberação de energia e barreiras cinéticas que impedem a inversão prática.
• ❌ D) Combustão do metano: reversível; o metano pode ser novamente obtido após a queima. — Errado, produtos da combustão não voltam a formar metano numa reação simples.
• ❌ E) Fusão do gelo: irreversível; a água sempre congela e nunca derrete. — Errado, a fusão do gelo é uma mudança física que é facilmente reversível.

Questão 2: fusão do gelo e combustão do metano com justificativa por ligações

Considere os processos: (a) fusão do gelo à 0 °C; (b) combustão do metano: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(g). Para cada processo, indique se é reversível ou irreversível e justifique resumidamente com base em ligações e energia.

• ✅ A) (a) Reversível; (b) Irreversível. — (a) Fusão é mudança de estado físico (H2O(s) ? H2O(l)) sem quebra de substância, reversível por variação de T/P. (b) Combustão forma novas ligações e produtos estáveis com ?H fortemente negativo; a reação não se reverte espontaneamente em condições usuais.
• ❌ B) A fusão é uma reação que libera energia. — A fusão do gelo é endotérmica, absorve calor. Afirmar o oposto é um erro factual.
• ❌ C) Fusão do gelo quebra as ligações de moléculas de água. — Na fusão, as ligações não são rompidas, mas sim o estado físico muda. Erro conceitual no conceito de fusão.
• ❌ D) A fusão do gelo ocorre a temperaturas abaixo de 0 °C. — A fusão do gelo ocorre a 0 °C, não abaixo. Erro de conceito sobre temperatura de fusão.
• ❌ E) A combustão do metano é uma reação reversível e pode ser revertida facilmente. — Combustão gera produtos estáveis, não podendo ser revertida; confunde-se reversibilidade com equilíbrio.

Questão 3: quais processos são reversíveis

Classifique como 'reversível' apenas os processos abaixo: a) fusão do gelo em água líquida; b) combustão do papel (C6H10O5 + 6 O2 ? 6 CO2 + 5 H2O); c) dissolução de NaCl(s) em água; d) decomposição térmica reversível de NH4Cl(s) em NH3(g) + HCl(g).

• ❌ A) Dissolução de NaCl em água é irreversível. — Dissolução é reversível ao evaporar a água.
• ❌ B) Decomposição térmica do NH4Cl é irreversível. — Decomposição pode ser revertida ao resfriar a mistura.
• ❌ C) Fusão do gelo em água líquida é irreversível. — Fusão pode ser revertida pelo congelamento da água.
• ❌ D) Combustão do papel é reversível. — Combustão é uma reação que cria novos compostos; não pode ser revertida.
• ✅ E) Processos reversíveis: a, c e d. — Fusão (a) e dissolução (c) são mudanças físicas que podem ser invertidas por troca de temperatura ou evaporação; decomposição térmica de NH4Cl (d) reverte ao resfriar; combustão (b) é oxidação completa formando produtos estáveis, irreversível espontaneamente.

Questão 4: fusão, dissolução e combustão do etanol

Considere os três processos abaixo, todos em condições ordinárias de pressão e temperatura: (a) fusão do gelo: H2O(s) ? H2O(l); (b) dissolução do cloreto de sódio: NaCl(s) ? Na+(aq) + Cl-(aq); (c) combustão do etanol: C2H5OH(l) + 3 O2(g) ? 2 CO2(g) + 3 H2O(l). Indique quais desses processos são reversíveis e quais são irreversíveis em condições ordinárias, justificando de forma concisa.

• ✅ A) (a) e (b) são reversíveis; (c) é irreversível. — Fusão e dissolução são mudanças físicas que podem ser invertidas por solidificação ou evaporação/cristalização (conservam espécies químicas). A combustão do etanol é oxidação com formação de CO2 e H2O, grande ?H e transformação química completa, em condições ordinárias não ocorre o caminho inverso espontaneamente.
• ❌ B) A dissolução do cloreto de sódio é um processo químico irreversível. — Dissolução é física e pode ser revertida por cristalização do NaCl.
• ❌ C) A combustão do etanol pode ser revertida com simples resfriamento. — Combustão é reação química que não retorna a etanol sem reações adicionais.
• ❌ D) A fusão do gelo produz um novo composto químico. — Fusão não gera novos compostos; apenas altera o estado físico da mesma substância.
• ❌ E) A fusão do gelo é um processo químico irreversível. — Fusão é mudança física. Pode ser reversível por resfriamento, formando de novo o gelo.

Questão 5: solubilidade da sacarose em função da temperatura

Em uma atividade de laboratório, estudantes investigaram a solubilidade da sacarose em água. Eles utilizaram recipientes com o mesmo volume de água e adicionaram sacarose até que uma pequena quantidade permanecesse sem dissolver, indicando que a solução havia atingido a saturação. Após o equilíbrio térmico, registraram a quantidade máxima de sacarose dissolvida em cada temperatura: 20 °C: 200 g/L; 40 °C: 240 g/L; 60 °C: 290 g/L; 80 °C: 350 g/L. As demais condições experimentais foram mantidas constantes.

Com base nos dados do experimento, qual interpretação explica corretamente a relação entre a temperatura da água e a solubilidade da sacarose no intervalo analisado?

• ❌ A) A quantidade máxima de sacarose dissolvida diminui com a elevação da temperatura da água. — Esse distrator inverte a tendência observada nos dados: os valores aumentam progressivamente de 200 g/L para 350 g/L.
• ❌ B) A quantidade máxima de sacarose dissolvida permanece constante em todas as temperaturas analisadas. — Esse distrator ignora a variação registrada na tabela, pois os valores de sacarose dissolvida são diferentes em cada temperatura.
• ❌ C) A quantidade máxima dissolvida depende apenas do volume de água utilizado. — Esse distrator desconsidera a variável investigada e afirma uma dependência exclusiva que não é sustentada pelo experimento, no qual o volume de água foi mantido constante.
• ❌ D) A temperatura de 80 °C impede a dissolução da sacarose na água. — Esse distrator interpreta erroneamente o maior valor experimental como ausência de dissolução, embora 350 g/L tenham sido dissolvidos nessa temperatura.
• ✅ E) A quantidade máxima de sacarose dissolvida aumenta com a elevação da temperatura da água. — Os dados mostram que a quantidade máxima de sacarose dissolvida passa de 200 g/L, a 20 °C, para 350 g/L, a 80 °C. Como as demais condições foram mantidas constantes e a solução estava saturada em cada temperatura, conclui-se que, no intervalo investigado, o aumento da temperatura eleva a solubilidade da sacarose.

Questão 6: equilíbrio da formação de SO3 e efeito da temperatura

A reação de formação de trióxido de enxofre em baixas pressões é: 2 SO2(g) + O2(g) ? 2 SO3(g), com ?H = -198 kJ·mol-1 (exotérmica). Explique se essa reação é reversível e preveja o efeito de um aumento de temperatura no equilíbrio, justificando termodinamicamente.

• ❌ A) O aumento de temperatura desloca o equilíbrio para a direita, aumentando SO3. — Aumentar temperatura em reações exotérmicas desloca o equilíbrio para os reagentes.
• ❌ B) A reação é irreversível devido ao ?H positivo. — ?H negativo indica exotermia; reação é reversível, podendo voltar aos reagentes.
• ❌ C) Reações exotérmicas não podem se inverter sob nenhuma circunstância. — Reações exotérmicas são reversíveis; somente requer condições adequadas para a inversão.
• ❌ D) A reação não é uma equação de equilíbrio. — A presença de ? indica que a reação é reversível e atinge um estado de equilíbrio.
• ✅ E) Reversível; aumento de temperatura desloca o equilíbrio para a esquerda (menos SO3). — A equação escrita é uma reação de equilíbrio (?), portanto reversível. Pelo princípio de Le Chatelier, aquecer um sistema exotérmico é equivalente a adicionar produto térmico, deslocando o equilíbrio para os reagentes (sentido endotérmico) para absorver calor.

Questão 7: mudança de estado da água em laboratório

Em uma atividade de laboratório, uma amostra de água líquida foi aquecida até formar vapor. O vapor entrou em contato com uma superfície fria e voltou a formar gotas de água líquida. Durante o procedimento, não foi identificada a formação de nenhuma substância diferente da água.

Com base no procedimento descrito, como deve ser classificada a transformação observada na água?

• ❌ A) É uma mudança química reversível. — Este distrator reconhece a possibilidade de retorno ao estado inicial, mas classifica incorretamente a transformação como química, embora o texto informe que nenhuma nova substância foi formada.
• ❌ B) Não é uma mudança da matéria. — Este distrator ignora que a água sofreu uma alteração observável de estado físico, passando de líquido para vapor e depois retornando ao estado líquido.
• ✅ C) É uma mudança física reversível. — A água passou do estado líquido para o gasoso e, depois, retornou ao estado líquido. Como não houve formação de uma nova substância, trata-se de uma mudança física. Como o processo pôde ser revertido pela condensação do vapor, ele também é reversível.
• ❌ D) É uma mudança física irreversível. — Este distrator considera corretamente que não houve formação de nova substância, mas classifica incorretamente o processo como irreversível, ignorando que o vapor voltou a formar água líquida.
• ❌ E) É uma mudança química irreversível. — Este distrator classifica incorretamente a transformação como química e irreversível, desconsiderando tanto a ausência de nova substância quanto o retorno do vapor à forma líquida.

Questão 8: ebulição e condensação da água sem nova substância

Em uma atividade de laboratório, uma estudante aqueceu água até que parte dela se transformasse em vapor. Depois, ao conduzir esse vapor para uma superfície mais fria, observou a formação de gotas de água novamente. Durante todo o procedimento, não foram identificadas substâncias diferentes da água.

Com base no procedimento descrito, qual classificação explica corretamente a transformação observada?

• ❌ A) É uma transformação química, reversível e com nova substância. — Esse distrator confunde mudança de estado com reação química e supõe a formação de uma nova substância, contrariando a observação descrita no texto.
• ❌ B) É uma transformação física, irreversível e sem nova substância. — Esse distrator reconhece corretamente que não surgiu nova substância, mas erra ao considerar irreversível uma mudança que foi desfeita pelo resfriamento.
• ✅ C) É uma transformação física, reversível e sem nova substância. — A água passou do estado líquido para o gasoso durante o aquecimento e retornou ao estado líquido ao ser resfriada. Como houve apenas mudança de estado físico, sem formação de outra substância, trata-se de uma transformação física e reversível.
• ❌ D) É uma transformação física, reversível e com nova substância. — Esse distrator identifica corretamente a mudança de estado e sua reversibilidade, mas erra ao afirmar que uma nova substância foi formada.
• ❌ E) É uma transformação química, irreversível e sem nova substância. — Esse distrator combina dois erros: classifica a mudança de estado como química e considera que ela não pode ser desfeita. Além disso, associa incorretamente uma transformação química à ausência de nova substância.

Próximos passos para a sua turma

Depois da aplicação, vale revisar juntos as questões em que a turma mais errou, sobretudo as que misturam mudança de estado com reação química. Use as respostas para decidir se o próximo passo é reforçar a noção de nova substância ou a de energia envolvida. Se quiser montar uma avaliação com questões novas, a partir do gerador de provas do GeraProva você ajusta o assunto e a série em poucos cliques. Para começar sem custo, faça seu cadastro grátis.

Este conteúdo é um apoio para o seu planejamento: adapte as questões à realidade da sua turma e ao seu material. Bom trabalho em sala!