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8) (Unicamp-2000) A ―revolução verde‖, que compreende a grande utilização de fertilizantes inorgânicos na agricultura, fez surgir a esperança de vi...

8) (Unicamp-2000) A ―revolução verde‖, que compreende a grande utilização de fertilizantes inorgânicos na agricultura, fez surgir a esperança de vida para uma população mundial cada vez mais crescente e, portanto, mais necessitada de alimentos. O nitrogênio é um dos principais constituintes de fertilizantes sintéticos de origem não orgânica. Pode aparecer na forma de uréia, sulfato de amônio, fosfato de amônio etc., produtos cuja produção industrial depende da amônia como reagente inicial. A produção de amônia, por sua vez, envolve a reação entre o gás nitrogênio e o gás hidrogênio. A figura a seguir mostra, aproximadamente, as porcentagens de amônia em equilíbrio com os gases nitrogênio e hidrogênio, na mistura da reação de síntese. a)A reação de síntese da amônia é um processo endotérmico? Justifique. b)Imagine que uma síntese feita à temperatura de 450ºC e pressão de 120 atm tenha produzido 50 toneladas de amônia até o equilíbrio. Se ela tivesse sido feita à temperatura de 300ºC e à pressão de 100 atm, quantas toneladas a mais de amônia seriam obtidas? Mostre os cálculos. c) Na figura, a curva não sinalizada com o valor de temperatura pode corresponder aos dados de equilíbrio para uma reação realizada a 400ºC na presença de um catalisador? Justifique.

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deslocamento de equilibrio quimica exercicios gabarito
29 pág.

Simulados Universidade do Vale do ItajaíUniversidade do Vale do Itajaí

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a) Sim, a reação de síntese da amônia é um processo endotérmico, pois a formação de amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio requer absorção de calor. A equação química da reação é N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) + calor. b) A variação da quantidade de amônia produzida depende da mudança na temperatura e pressão. A equação de Van't Hoff relaciona a constante de equilíbrio (Kp) com a variação de entalpia padrão (ΔH°) e a temperatura absoluta (T) da seguinte forma: ln(Kp2/Kp1) = ΔH°/R x (1/T1 - 1/T2), onde R é a constante dos gases ideais. Substituindo os valores, temos: ln(Kp2/120) = 92,4/8,31 x (1/723 - 1/573) e ln(Kp1/100) = 92,4/8,31 x (1/723 - 1/573). Resolvendo as equações, encontramos Kp2 = 174,5 atm e Kp1 = 49,5 atm. A quantidade de amônia produzida é proporcional à constante de equilíbrio, portanto, a quantidade adicional de amônia produzida é de (174,5 - 120) / 2 x 50 = 1.625 toneladas. c) A curva não sinalizada pode corresponder aos dados de equilíbrio para uma reação realizada a 400ºC na presença de um catalisador, pois a presença de um catalisador não afeta a posição do equilíbrio, apenas acelera a velocidade da reação. A curva representa a relação entre as concentrações de amônia, nitrogênio e hidrogênio em equilíbrio para diferentes temperaturas e pressões, independentemente da presença de um catalisador.

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