Em um cilindro de 10 L a 300 K, foram colocados 1,0 mol de H₂(g) e 1,0 mol de O₂(g) . A mistura foi incendiada, tendo ocorrido a reação a seguir.2H₂(g) + O₂ (g) → 2H₂O(g)Com base nas informações precedentes e considerando que os gases são ideais, que a água permanece no estado gasoso e que a constante universal dos gases ideais R= ₀,₀₈₂ L∙atm∙mol−¹∙K−¹ , assinale a opção em que é corretamente indicada a pressão total do sistema calculada por meio da lei dos gases ideais (PV = nRT).
A2,46 atm
B4,92 atm
C6,15 atm
D3,69 atm
E7,38 atm
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GabaritoD — 3,69 atm
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Reação química e lei dos gases ideais
Gabarito: letra D. A pressão total do sistema após a combustão é de 3,69 atm, obtida pelo cálculo do número de mols final (1,5 mol) e aplicação da equação PV = nRT.
Inicialmente, temos 1,0 mol de H₂ e 1,0 mol de O₂ em um cilindro de 10 L a 300 K. A reação é:
2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(g)
Determinando o reagente limitante: para 1,0 mol de H₂, são necessários 0,5 mol de O₂. Como há 1,0 mol de O₂, o H₂ é o limitante e o O₂ está em excesso.
Após reação completa:
H₂: 0 mol (consumido)
O₂: 1,0 - 0,5 = 0,5 mol (excesso)
H₂O: 1,0 mol (produzido)
Total de mols gasosos: 0 + 0,5 + 1,0 = 1,5 mol.
Aplicando a lei dos gases ideais:
P = nRT / V = (1,5 mol × 0,082 L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ × 300 K) / 10 L = (1,5 × 24,6) / 10 = 36,9 / 10 = 3,69 atm.
NÃO CAIA NESSA!
O distrator mais comum é a alternativa B (4,92 atm), que corresponde à pressão inicial da mistura (2 mol de gases) antes da reação. O candidato apressado não recalcula o número de mols após a transformação química.
Alternativa A — ❌ Incorreta
2,46 atm. Esse valor resulta de considerar apenas os 1,0 mol de H₂O produzido, ignorando o O₂ em excesso. Se n = 1 mol, P = (1 × 0,082 × 300)/10 = 2,46 atm.
Alternativa B — ❌ Incorreta
4,92 atm. É a pressão inicial do sistema, com 2 mol de reagentes (1 H₂ + 1 O₂) antes da reação. O erro é não considerar o consumo de reagentes e a formação de produto.
Alternativa C — ❌ Incorreta
6,15 atm. Esse número pode surgir de um cálculo equivocado com n = 2,5 mol (soma dos mols iniciais com os do produto, por exemplo).
Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO
3,69 atm, conforme demonstrado no cálculo acima.
Alternativa E — ❌ Incorreta
7,38 atm. Corresponde a n = 3 mol (por exemplo, 2 mol iniciais + 1 mol de produto), uma dupla contagem dos gases.