Para produzir 1000 kg de NH3 por dia via Haber: N2 + 3 H2 ? 2 NH3, calcule as massas de N2 e H2 necessárias…
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
Para produzir 1000 kg de NH3 por dia via Haber: N2 + 3 H2 ? 2 NH3, calcule as massas de N2 e H2 necessárias (use MM: N2=28,014 g·mol?¹; H2=2,016 g·mol?¹; NH3=17,031 g·mol?¹).
- A) N2: 300 kg e H2: 50 kg
- B) N2: 500 kg e H2: 100 kg
- C) N2 ˜ 822 kg e H2 ˜ 178 kg
- D) N2: 900 kg e H2: 200 kg
- E) N2: 100 kg e H2: 10 kg
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converter 1000 kg de NH3 em gramas: 1000 kg = 1.000.000 g. Passo 2: Calcular mols de NH3: 1.000.000 / 17,031 = aproximadamente 58.711 mol de NH3. Passo 3: Pela equação balanceada N2 + 3 H2 -> 2 NH3, 1 mol de N2 produz 2 mols de NH3, logo N2 necessário = 58.711 / 2 = aproximadamente 29.355 mol. Passo 4: Massa de N2 = 29.355 x 28,014 = aproximadamente 822.400 g = 822 kg. Passo 5: Para H2, a razão é 3 mols de H2 para 2 mols de NH3, então H2 = 1,5 x 58.711 = aproximadamente 88.067 mol. Passo 6: Massa de H2 = 88.067 x 2,016 = aproximadamente 177.540 g = 178 kg. Passo 7: Conferência: 822 kg + 178 kg = 1000 kg, o que respeita a conservação da massa. Portanto a alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A soma 350 kg não conserva a massa do produto e não segue a proporção molar; B usa a razão 5:1 em massa, incompatível com a estequiometria 1:3 em mols; D soma 1100 kg, mais do que o produto formado, o que viola a conservação da massa; E soma apenas 110 kg, muito abaixo do necessário para produzir 1000 kg de NH3.
💡 Dica: Calcule as massas molares e aplique a estequiometria da reação.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente aplicou uma proporção arbitrária, sem converter a equação em mols nem usar as massas molares, e não verificou se a soma das massas reagentes correspondia à massa de amônia produzida.
Por que engana: O aluno pode confundir as proporções da reação, calculando incorretamente as massas de N2 e H2 necessárias para a produção de NH3.
O aluno pode ter tratado os coeficientes ou uma razão aparente entre as substâncias como se fosse uma razão mássica, ignorando que a proporção é em mols e que o H2 deve ser 3 vezes o N2 em mols.
n(NH3)=1 000 000 g/17,031 ˜ 58 746 mol; n(N2)=n(NH3)/2˜29 373 mol ? m(N2)=29 373·28,014˜822 kg. n(H2)=3·n(N2)˜88 119 mol ? m(H2)=88 119·2,016˜178 kg.
O aluno somou 1100 kg de reagentes para produzir 1000 kg de produto, ignorando a conservação da massa e a relação estequiométrica entre N2 e H2.
O aluno provavelmente confundiu a massa de NH3 com quantidade de mols, ou errou a conversão de unidades, chegando a valores de reagentes muito menores que o necessário.
Raio-X da questão
estequiometria de reações
avaliacao
estequiometria de reações · cálculo de massas molares
Revisar estequiometria e cálculos de massas molares.
O aluno pode confundir as proporções da reação, calculando incorretamente as massas de N2 e H2 necessárias para a produção de NH3.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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