Desafio comentado · FUVEST
Deslocamento de equilíbrio: questão FUVEST 2022
Resolva e acompanhe a explicação completa desta questão de deslocamento de equilíbrio.
- Instituição
- FUVEST
- Ano
- 2022
- Assunto
- Equilíbrio Químico · Deslocamento de equilíbrio
- Tipo de questão
- Discursiva
ID permanente: FUVEST-2022-DISCURSIVA-005-90B80F
01
Resolva primeiro
5. (Fuvest 2022) Para possibilitar a exploração de Marte, é necessário viabilizar a viagem de retorno à Terra. Uma das formas de tornar os voos de retorno possíveis é produzir combustível a partir da água encontrada em Marte. Para tanto, o hidrogênio seria gerado por eletrólise da água e, posteriormente, utilizado na reação de Sabatier. Nessa reação, o combustível é gerado pela reação do hidrogênio com dióxido de carbono em temperaturas e pressões elevadas na presença de um catalisador de níquel, resultando na produção de metano e água e na liberação de aproximadamente 165 kJ de energia por mol de CO2.
a) No gráfico a seguir, está representada a quantidade de metano gerado pela reação de Sabatier em função do tempo na temperatura T1, depois que o equilíbrio foi estabelecido. Nesse mesmo gráfico, represente a quantidade de metano em função do tempo em uma temperatura T2 maior que T1, após o estabelecimento do equilíbrio.

b) No gráfico a seguir, está representada a quantidade de metano gerado pela reação de Sabatier em função do tempo na presença de Ni. No mesmo gráfico, represente a quantidade de metano esperada em função do tempo na ausência de Ni. Explique o efeito do catalisador na energia de ativação da reação de Sabatier.

c) Escreva a equação balanceada da reação de Sabatier. Considerando apenas a composição atmosférica da Terra e de Marte apresentada na tabela a seguir, explique, com base nesse equilíbrio químico, por que essa reação não seria indicada para gerar metano na Terra.
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Composição atmosférica considerando os principais componentes: |
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Terra |
Marte |
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Nitrogênio (78,0%) |
Dióxido de carbono (95,3%) |
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Oxigênio (21,0%) |
Nitrogênio (2,7%) |
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Argônio (0,9%) |
Argônio (1,6%) |
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Dióxido de carbono (0,04%) |
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- A
No gráfico a seguir, está representada a quantidade de metano gerado pela reação de Sabatier em função do tempo na temperatura T1, depois que o equilíbrio foi estabelecido. Nesse mesmo gráfico, represente a quantidade de metano em função do tempo em uma temperatura T2 maior que T1, após o estabelecimento do equilíbrio.
- B
No gráfico a seguir, está representada a quantidade de metano gerado pela reação de Sabatier em função do tempo na presença de Ni. No mesmo gráfico, represente a quantidade de metano esperada em função do tempo na ausência de Ni. Explique o efeito do catalisador na energia de ativação da reação de Sabatier.
- C
Escreva a equação balanceada da reação de Sabatier. Considerando apenas a composição atmosférica da Terra e de Marte apresentada na tabela a seguir, explique, com base nesse equilíbrio químico, por que essa reação não seria indicada para gerar metano na Terra.
02
Mapa de conceitos
Pré-requisitos
- Fundamentos de equilíbrio químico
- Leitura e interpretação
- Raciocínio químico
Erros mais comuns
- Ignorar dados importantes do enunciado
- Aplicar relações sem verificar unidades e hipóteses
- Conferir apenas o resultado sem validar o raciocínio
