Considere a síntese de amônia: N2(g) + 3 H2(g) ? 2 NH3(g), ?H° = -92,4 kJ·mol?¹. Explique como variações de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Considere a síntese de amônia: N2(g) + 3 H2(g) ? 2 NH3(g), ?H° = -92,4 kJ·mol?¹. Explique como variações de temperatura e pressão afetam o rendimento e a velocidade da reação no processo Haber; proponha um compromisso operacional que maximize produtividade e minimize consumo energético, justificando medidas sustentáveis.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
A reação é exotérmica e produz menos mols gasosos (4 ? 2). Aumentar pressão desloca o equilíbrio para a direita, aumentando rendimento; reduzir temperatura favorece o produto (exotérmico) mas diminui a velocidade. Industrialmente usa-se pressão alta e temperatura moderada com catalisador: pressão elevada (ex.: 100–300 atm) aumenta conversão; temperatura intermediária (400–500 °C) mantém taxa aceitável; catalisadores (Fe, promoters) aceleram a taxa sem elevar T. Medidas sustentáveis: recuperar calor para pré-aquecimento, usar H2 obtido por eletrólise com energia renovável, reciclar gases não convertidos para reduzir consumo. Balancear pressão, temperatura e reciclagem maximiza produtividade com menor gasto energético.
Explicação
1) Identificar reação e ?H°; 2) Aplicar Le Châtelier: aumentar P favorece menor nº de mols; diminuir T favorece exotérmico; 3) Avaliar taxa: T baixa ? velocidade; 4) Propor compromisso: alta pressão + T moderada + catalisador; 5) Incluir sustentabilidade: recuperação de calor, reciclo de gases, H2 renovável.
Raio-X da questão
sintese de amonia
avaliacao
equilíbrio químico · termodinâmica
Revisar os fatores que afetam o equilíbrio químico e a eficiência energética em reações.
O aluno pode confundir os efeitos da temperatura e pressão, sugerindo que aumentar a temperatura sempre aumenta o rendimento da reação, sem considerar a natureza exotérmica da reação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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