ITA 2020: A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes

ITA 2020: A amônia, uma das principais matérias-primas da indústria de fertilizantes, é produzida em escala industrial pelo processo conhecido como Haber-Bosch. Neste, uma reação entre H2(g) e N2(g) é catalisada com ferro em um reator mantido a 200 atm e 450°C. Sobre essa reação exotérmica, sejam feitas as seguintes proposições:

I. O aumento da pressão no reator, mediante adição de um gás inerte, aumenta o rendimento do processo.

II. O uso de um catalisador mais efetivo aumenta o rendimento do processo.

III. Uma vez atingido o equilíbrio, não ocorrem mais colisões efetivas entre moléculas de H2(g) e N2(g).

IV. Considerando que ainda exista superação da energia de ativação, a redução da temperatura no reator diminui a velocidade da reação, mas favorece a formação de amônia.

Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a reação de formação da amônia.

a) apenas I
b) apenas I e II
c) apenas II e III
d) apenas III e IV
e) apenas IV

QUESTÃO ANTERIOR:
- ITA 2020: Considere uma bateria de fluxo de hidrogênio gasoso (H2) e bromo líquido (Br2) operando nas condições-padrão

RESOLUÇÃO:
I) Incorreta. O aumento da pressão pela adição de gás inerte não desloca o equilíbrio, pois não altera a pressão parcial de cada gás, logo não aumenta o rendimento do processo.

II) Incorreta. Os catalisadores não deslocam o equilíbrio, portanto não aumentam o rendimento do pro cesso.

III) Incorreta. O equilíbrio é dinâmico, o que significa que ambas as reações ocorrem o tempo todo, logo as colisões efetivas entre H2(g) e N2(g) acontecem no equilíbrio, também.

IV) Correta. A redução de temperatura diminui a velocidade de qualquer reação química, independentemente da entalpia dela. Sabendo que a reação direta é exotérmica, a diminuição da temperatura desloca o equilíbrio para os produtos (direita), ou seja, para a formação da amônia.