12. (Puccamp) Uma mistura equimolar de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2) aquecida a 2000°C reage numa extensão de 1% (em mol) para formar óxido nítrico N2(g) + O2(g) = 2NO(g). Nessa temperatura, o valor da constante desse equilíbrio é, aproximadamente, a) 4 × 10-4 b) 4 × 10-2 c) 4 d) 4 × 10+2 e) 4 × 10+4

a) 4 × 10-4
b) 4 × 10-2
c) 4
d) 4 × 10+2
e) 4 × 10+4

Question

12. (Puccamp) Uma mistura equimolar de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2) aquecida a 2000°C reage numa extensão de 1% (em mol) para formar óxido nítri...

Ed · Answer

Para resolver essa questão, vamos analisar a reação e a extensão da reação dada.

A reação é:
$$ N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g) $$

1. **Mistura Equimolar**: Inicialmente, temos uma mistura equimolar de $ N_2 $ e $ O_2 $. Vamos considerar que temos 1 mol de cada gás, totalizando 2 mols.

2. **Extensão da Reação**: A questão informa que a reação ocorre numa extensão de 1% em mol. Isso significa que 1% de 1 mol de $ N_2 $ e 1% de 1 mol de $ O_2 $ reagiu. Portanto, 0,01 mol de cada gás reagiu.

3. **Cálculo dos Mols no Equilíbrio**:
   - Mols de $ N_2 $ no equilíbrio: $ 1 - 0,01 = 0,99 $ mol
   - Mols de $ O_2 $ no equilíbrio: $ 1 - 0,01 = 0,99 $ mol
   - Mols de $ NO $ formados: $ 2 \times 0,01 = 0,02 $ mol

4. **Total de Mols no Equilíbrio**:
   - Total de mols no equilíbrio = $ 0,99 + 0,99 + 0,02 = 1,99 $ mol

5. **Cálculo da Constante de Equilíbrio $ K_c $**:
   A constante de equilíbrio é dada pela expressão:
   $$
   K_c = \frac{[NO]^2}{[N_2][O_2]}
   $$
   Onde as concentrações são dadas em mols por litro. Como não temos o volume, podemos trabalhar com as quantidades em mol.

- Concentração de $ NO $: $ \frac{0,02}{1,99} $
   - Concentração de $ N_2 $: $ \frac{0,99}{1,99} $
   - Concentração de $ O_2 $: $ \frac{0,99}{1,99} $

Substituindo na expressão de $ K_c $:
   $$
   K_c = \frac{\left(\frac{0,02}{1,99}\right)^2}{\left(\frac{0,99}{1,99}\right)\left(\frac{0,99}{1,99}\right)}
   $$

Simplificando, temos:
   $$
   K_c = \frac{0,02^2}{0,99^2} \approx \frac{0,0004}{0,9801} \approx 0,0004
   $$

Portanto, $ K_c \approx 4 \times 10^{-4} $.

Assim, a alternativa correta é:
a) 4 × 10⁻⁴.

Ed · Answer

O problema apresentado é uma questão de equilíbrio químico. A equação química é N2(g) + O2(g) = 2NO(g).

A extensão da reação é de 1% (em mol), o que significa que 1% dos reagentes foram convertidos em produtos.

Para encontrar a constante de equilíbrio (Kc), é necessário utilizar a expressão:

Kc = [NO]^2 / [N2][O2]

Como a mistura é equimolar, as concentrações iniciais de N2 e O2 são iguais, portanto:

[N2] = [O2] = (1 - 1%) / 2 = 0,495 mol

[NO] = 1% / 2 = 0,005 mol

Substituindo na expressão de Kc:

Kc = (0,005)^2 / (0,495)^2 = 4,04 x 10^-4

Portanto, a alternativa correta é a letra a) 4 x 10^-4.

Química Analítica

05 28 Equilibrios Moleculares

Respostas

Ainda não achou a resposta?

Ainda com dúvidas?

Essa pergunta também está no material:

05 28 Equilibrios Moleculares

Mais conteúdos dessa disciplina