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Caderno de Apoio ao Professor_11º-1

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e 
hidrogénio em fase gasosa na presença de um catalisador. A reação de síntese pode ser 
traduzida por 
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g); 'H < 0 
O amoníaco é uma matéria-prima muito utilizada na indústria química, nomeadamente, no 
fabrico de ácido nítrico e de compostos usados como adubos e fertilizantes agrícolas, 
como, por exemplo, sais de amónio, nitratos e ureia. 
 Editável e fotocopiável © Texto | Novo 11Q 179 
a) Quais são as matérias-primas utilizadas na produção industrial de amoníaco pelo 
processo de Haber-Bosch? 
b) Realizando a síntese do amoníaco pelo processo de Haber-Bosch, a temperatura 
constante, um aumento de pressão devido a uma diminuição do volume do sistema, 
deverá provocar 
(A) um aumento da constante de equilíbrio da reação. 
(B) um aumento do rendimento da reação. 
(C) uma diminuição da constante de equilíbrio da reação. 
(D) uma diminuição do rendimento da reação. 
c) Conclua, justificando, se a reação de síntese do amoníaco é favorecida, do ponto de 
vista do equilíbrio químico, por um aumento ou por uma diminuição de temperatura. 
2008 1F O dióxido de enxofre reage com o oxigénio, de acordo com a seguinte equação 
química: 
2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) Kc = 208,3 (à temperatura T) 
A Figura representa o modo como varia a percentagem de trióxido de enxofre, SO3 (g), 
formado, em equilíbrio, em função da temperatura, à pressão constante de 1 atm. 
 
Com base na variação observada no gráfico, justifique a seguinte afirmação: 
A reação é exotérmica no sentido direto. 
2009 2F O processo de síntese industrial do amoníaco, desenvolvido pelos químicos 
alemães Haber e Bosch, no início do século XX, permitiu obter, em larga escala, aquela 
substância, matéria-prima essencial no fabrico de adubos químicos. 
A síntese do amoníaco, muito estudada do ponto de vista do equilíbrio químico, pode ser 
representada por: 
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g); 'H < 0 
Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os 
espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. 
180 Editável e fotocopiável © Texto | Novo 11Q 
Se ocorrer um aumento da temperatura do sistema, inicialmente em equilíbrio, este irá 
evoluir no sentido da reação _______ , verificando-se um _______ da concentração do produto. 
(A) direta ... decréscimo (C) inversa ... aumento 
(B) inversa ... decréscimo (D) direta ... aumento 
2010 2F O amoníaco, NH3 (g), obtém-se industrialmente através do processo de Haber, 
podendo a reação de síntese ser representada por: 
3 H2 (g) + N2 (g) 2 NH3 (g) 'H = –92,6 kJ mol–1 
Preveja, justificando, como varia a concentração de NH3 (g) quando ocorre um aumento da 
temperatura do sistema inicialmente em equilíbrio. 
2011 1F O hidrogénio é produzido industrialmente a partir do metano, segundo uma reação 
que pode ser representada por 
CH4 (g) + H2O (g) CO (g) + 3 H2 (g) 
Conclua, justificando, qual é o efeito, na quantidade de H2 (g), da diminuição da pressão 
provocada por um aumento do volume do sistema em equilíbrio, admitindo que a 
temperatura se mantém constante. 
2011 E Considere um recipiente de 1,0 L contendo inicialmente apenas cloreto de nitrosilo, 
NOCℓ (g). Este composto sofre uma reação de decomposição que pode ser traduzida por 
2 NOCℓ (g) 2 NO (g) + Cℓ2 (g); 'H ≠ 0 
Conclua, justificando, como deverá variar o rendimento da reação de decomposição do 
NOCℓ (g) se se aumentar a pressão do sistema, por diminuição do volume do recipiente, 
mantendo-se a temperatura constante. 
2013 1F As espécies A, B e C intervém numa reação química em fase gasosa, à temperatura T. 
Considere que a reação de formação da espécie C é uma reação exotérmica. 
Conclua, justificando, como variará a constante de equilíbrio, Kc, da reação considerada se a 
temperatura aumentar. 
2013 E Considere a reação química, em fase gasosa, traduzida por 
2 NO (g) + Cℓ2 (g) 2 NOCℓ (g) 
Preveja, justificando, como variará a concentração de Cℓ2 (g) se ocorrer um aumento de 
pressão, por diminuição do volume, no sistema químico, inicialmente em equilíbrio, à 
temperatura T. 
Equilíbrio químico e otimização de reações químicas 
2012 I11 Uma das reações envolvidas na preparação do ácido sulfúrico, H2SO4 (aq), é a 
reação do dióxido de enxofre, SO2 (g), com o oxigénio, O2 (g), na presença de um 
catalisador, formando-se trióxido de enxofre, SO3 (g). 
 
 Editável e fotocopiável © Texto | Novo 11Q 181 
a) Escreva a equação química que traduz aquela reação (considere que a reação é 
reversível). 
b) A reação de formação do SO3 (g) é exotérmica. 
Conclua, justificando, qual é o efeito, na concentração de SO3 (g), do aumento da 
temperatura do sistema em equilíbrio, admitindo que a pressão se mantém 
constante. 
c) A reação de formação do SO3 (g) dá-se na presença de um catalisador cujo papel 
consiste em 
(A) aumentar a quantidade de produto obtida. 
(B) aumentar a rapidez das reações direta e inversa. 
(C) tornar a reação completa. 
(D) tornar a reação mais extensa. 
AL 1.2 Efeito da concentração no equilíbrio químico 
(Secção sem itens específicos nas provas nacionais realizadas entre 2008 e 2015) 
Questões transversais 
2010 I11 O amoníaco, NH3, é uma substância inorgânica importante, sendo um dos 
compostos de nitrogénio melhor conhecidos. Obtém-se industrialmente através do 
processo de Haber-Bosch, fazendo reagir, em condições apropriadas, hidrogénio e 
nitrogénio gasosos. A síntese do amoníaco pode ser representada por: 
3 H2 (g) + N2 (g) 2 NH3 (g) 
O gráfico apresentado na Figura traduz o modo como varia a constante de equilíbrio Kc, 
daquela reação, em função da temperatura, T. 
 
Para a reação em causa, compare a energia envolvida na rutura e na formação das 
ligações químicas, fundamentando a sua resposta a partir da informação fornecida pelo 
gráfico. 
2014 1F A reação de síntese do amoníaco pode ser traduzida por 
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) 'H = −92 kJ mol−1 
Considere que se introduziu, num reator com a capacidade de 1,00 L, uma mistura de 
nitrogénio, hidrogénio e amoníaco, em fase gasosa, em diferentes concentrações. 
182 Editável e fotocopiável © Texto | Novo 11Q 
O gráfico da Figura representa a evolução, ao longo do tempo, t, das concentrações, c, 
dessas substâncias, à temperatura T. 
 
a) Qual foi a variação da concentração de H2 (g) no intervalo de tempo [0, t1] ? 
b) A fração molar de NH3, na mistura gasosa inicialmente introduzida no reator, é 
(A) 7,1 × 10−2 (B) 6,7 × 10−2 (C) 3,6 × 10−1 (D) 2,1 × 10−1 
c) Calcule o rendimento da reação de síntese do NH3 (g), nas condições consideradas. 
Apresente todas as etapas de resolução. 
d) Preveja, justificando, como variará a composição da mistura reacional se ocorrer um 
aumento da temperatura do sistema em equilíbrio. 
2015 1F O iodo, I2, reage com o hidrogénio, H2, em fase gasosa, formando-se iodeto de 
hidrogénio, HI (g). A reação pode ser traduzida por 
I2 (g) + H2 (g) 2 HI (g) 
Na tabela seguinte, estão registados os valores da constante de equilíbrio, Kc, da reação 
de formação do HI (g) considerada, a três temperaturas diferentes. 
T / K Kc 
500 160 
700 54 
763 46 
a) Considere que, num reator com a capacidade de 1,00 L, foram inicialmente introduzidas 
2,56 × 10−3 mol de I2 (g) e uma certa quantidade de H2 (g). Considere ainda que, no início, 
não existia HI (g) no reator. 
Quando, a 763 K, o sistema atingiu um estado de equilíbrio, a quantidade de I2 (g) 
que existia no reator era 1,46 × 10−3 mol. 
 Editável e fotocopiável © Texto | Novo 11Q 183 
Calcule a quantidade, em mol, de H2 (g) que deverá existir no reator quando o 
sistema está em equilíbrio àquela temperatura. 
Apresente todas as etapas de resolução. 
b) Compare a energia absorvida na quebra das ligações com a energia libertada no 
estabelecimento das ligações, na reação química considerada. Fundamente a sua 
resposta com base na variação da constante de equilíbrio da reação com a 
temperatura. 
 
Domínio 2 – Reações em sistemas aquosos

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