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150,0 g de Fe2O3 reagem com 50,0 g de Al na reação termita: Fe2O3 + 2Al ? Al2O3 + 2Fe. (MFe=55,845…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

150,0 g de Fe2O3 reagem com 50,0 g de Al na reação termita: Fe2O3 + 2Al ? Al2O3 + 2Fe. (MFe=55,845; MFe2O3=159,69; MAl=26,982) Calcule: (a) reagente limitante, (b) massa de Fe produzida e (c) energia liberada se ?H°rxn = -850 kJ por mol de Fe2O3 consumido.

A) Al é limitante; massa de Fe = 103,5 g; energia liberada ˜ -787,5 kJ.
B) Energia liberada = +787,5 kJ.
C) Fe2O3 é o reagente limitante.
D) ?H° = -850 kJ por mol de Fe produzido.
E) Massa de Fe produzida = 150,0 g.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Converter as massas em mols. Fe2O3: 150,0 / 159,69 = 0,939 mol. Al: 50,0 / 26,982 = 1,853 mol. Passo 2: Identificar o reagente limitante. Pela equação, 1 mol de Fe2O3 reage com 2 mol de Al, então 0,939 mol de Fe2O3 exigiria 1,879 mol de Al. Como há apenas 1,853 mol de Al, o Al é o reagente limitante e o Fe2O3 está em excesso. Passo 3: Calcular a massa de Fe produzida. Pela proporção 2 Al : 2 Fe, 1,853 mol de Al produz 1,853 mol de Fe. Massa = 1,853 x 55,845 = 103,5 g. Passo 4: Calcular a energia liberada. O consumo de Fe2O3 é igual à metade do Al consumido: 1,853 / 2 = 0,927 mol. Energia = 0,927 x (-850 kJ) = -787,5 kJ, ou seja, 787,5 kJ são liberados (o sinal negativo indica liberação de energia). Passo 5: Conclusão. A alternativa A está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B troca o sinal da variação de entalpia, o que indicaria absorção de energia; C compara as massas diretamente sem converter em mols; D atribui o valor de -850 kJ ao mol de Fe, quando o enunciado o refere ao mol de Fe2O3 consumido; E supõe que a massa de Fe produzida é igual à massa do reagente, o que não decorre da estequiometria.

💡 Dica: Identifique o reagente limitante antes de calcular as massas e a energia liberada.

Alternativa por alternativa

A Correta

Moles Fe2O3=150,0/159,69=0,9395 mol; Al=50,0/26,982=1,853 mol. Requer 2·0,9395=1,879 mol Al (> disponível) ? Al limitante. Fe formado = 1,853·55,845=103,5 g. Mol reação=1,853/2=0,9265 ? ?H=-850·0,9265=-787,5 kJ.

B Erradaerro: Conceitual

Entende que a reação absorve energia, invertendo o sinal da variação de entalpia de uma reação exotérmica. Não percebe que o valor negativo de ΔH indica liberação de calor.

C Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Compara diretamente as massas de Fe2O3 (150,0 g) e de Al (50,0 g) sem converter para mols nem considerar a proporção estequiométrica de 1:2. Conclui erroneamente que o óxido seria o limitante por ser a maior massa.

Por que engana: Confundir a quantidade de reagentes e não identificar corretamente o reagente limitante, levando a um cálculo incorreto da massa de produto formado.

D Erradaerro: Interpretação

Lê mal a base de referência do valor de entalpia, atribuindo -850 kJ ao mol de Fe produzido quando o enunciado o refere ao mol de Fe2O3 consumido. Isso leva a um cálculo de energia com a quantidade errada de substância.

E Erradaerro: Conceitual

Supõe que a massa de ferro produzida é igual à massa do reagente fornecido, como se a reação conservasse a massa de um único componente. Ignora que a quantidade de Fe depende do reagente limitante e das massas molares.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

reação termita

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo estequiométrico · reação química

📚 Reveja

Revisar cálculos estequiométricos e energia de reações químicas.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a quantidade de reagentes e não identificar corretamente o reagente limitante, levando a um cálculo incorreto da massa de produto formado.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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