Química · FUNDATEC · 2026 | Questão sqc-qg686260

Estequiometria e Cinética Química: reagente limitante, rendimento e velocidade de reação

Gabarito: letra A — está correta apenas a assertiva II. A reação balanceada é 2 NO₂(g) + ½ O₂(g) → N₂O₅(g), e a velocidade de formação do N₂O₅ é metade da velocidade de consumo do O₂ (0,006 M/s), não igual. O reagente limitante é determinado pela razão entre as quantidades e os coeficientes estequiométricos: 0,80 mol de NO₂ exigiria 0,20 mol de O₂, mas só há 0,10 mol, então o O₂ é o limitante. O rendimento de 90% sobre 4,0 mol de NO₂ com excesso de O₂ formaria 1,8 mol de N₂O₅, não 1,6 mol. E a diminuição do número de mols gasosos, a temperatura constante, desloca o equilíbrio no sentido de quem ocupa menor volume — que, nesta reação, é o sentido dos produtos, não dos reagentes.

A questão mistura três pilares da química: a relação entre velocidades de consumo e formação numa reação, o cálculo estequiométrico com reagente limitante e rendimento, e o deslocamento de equilíbrio pelo princípio de Le Chatelier. Vamos destrinchar cada um para que você não erre nenhum deles na prova.

1. Velocidade de reação e coeficientes estequiométricos. A velocidade de uma reação é única, mas cada substância participa com uma velocidade proporcional ao seu coeficiente. Para a reação genérica aA + bB → cC, vale a relação:

\frac{V_A}{a} = \frac{V_B}{b} = \frac{V_C}{c}

Isso significa que, se o coeficiente do O₂ é ½ e o do N₂O₅ é 1, a velocidade de formação do produto é o dobro da velocidade de consumo do O₂? Não — é o contrário: como o coeficiente do O₂ é menor que o do produto, a velocidade de consumo do O₂ é metade da velocidade de formação do N₂O₅. Ou seja, se o O₂ reage a 0,012 M/s, o N₂O₅ se forma a 0,024 M/s. A assertiva I inverte essa relação.

2. Reagente limitante. O reagente limitante é aquele que se esgota primeiro, determinando o quanto de produto se forma. Para identificá-lo, divide-se a quantidade de cada reagente pelo seu coeficiente estequiométrico; o menor quociente indica o limitante. Com 0,80 mol de NO₂ e 0,10 mol de O₂, e coeficientes 2 e ½:

NO₂: 0,80 / 2 = 0,40
O₂: 0,10 / 0,5 = 0,20

O menor quociente é o do O₂, então ele é o limitante. A assertiva II está correta.

3. Rendimento. O rendimento percentual relaciona a quantidade real de produto com a quantidade teórica (100%). Partindo de 4,0 mol de NO₂ com excesso de O₂, a quantidade teórica de N₂O₅ é calculada pela proporção estequiométrica: 2 mol de NO₂ formam 1 mol de N₂O₅, então 4,0 mol de NO₂ formariam 2,0 mol de N₂O₅. Com rendimento de 90%, a quantidade real é 0,90 × 2,0 = 1,8 mol. A assertiva III afirma 1,6 mol, que seria o resultado de um rendimento de 80% — está errada.

4. Princípio de Le Chatelier. Quando um sistema em equilíbrio é perturbado, ele se desloca no sentido que minimiza a perturbação. Se a pressão aumenta (ou o volume diminui), o equilíbrio se desloca para o lado com menor número de mols gasosos. Nesta reação, 2 NO₂ + ½ O₂ → N₂O₅, temos 2,5 mol de reagentes gasosos e 1 mol de produto gasoso. A diminuição do número de mols gasosos (que ocorre quando a pressão aumenta) desloca o equilíbrio para o lado dos produtos, não dos reagentes. A assertiva IV está errada.

Guarde a relação entre velocidades e coeficientes, o método do quociente para o limitante e a direção do deslocamento pelo número de mols: são exatamente esses três critérios que separam as assertivas corretas das incorretas.

Assertivas corretas — só Corretas: II; só Incorretas: I, III, IV; Corretas∩Incorretas:

Assertiva I — ❌ Incorreta

Afirma que a velocidade de formação do N₂O₅ é 0,012 M/s, igual à velocidade de consumo do O₂. Isso ignora os coeficientes estequiométricos. Na reação balanceada 2 NO₂ + ½ O₂ → N₂O₅, a relação é:

\frac{V_{O_2}}{1/2} = \frac{V_{N_2O_5}}{1} \Rightarrow V_{N_2O_5} = 2 \times V_{O_2} = 2 \times 0,012 = 0,024\ \text{M/s}

A velocidade de formação do produto é o dobro da velocidade de consumo do O₂, não igual.

Assertiva II — ✅ Correta ⟵ GABARITO

O reagente limitante é determinado pela razão entre a quantidade disponível e o coeficiente estequiométrico. Para 0,80 mol de NO₂ e 0,10 mol de O₂:

NO₂: 0,80 / 2 = 0,40
O₂: 0,10 / 0,5 = 0,20

O menor quociente é o do O₂, confirmando que ele é o reagente limitante. A assertiva está correta.

Assertiva III — ❌ Incorreta

Partindo de 4,0 mol de NO₂ com excesso de O₂, a quantidade teórica de N₂O₅ é calculada pela proporção 2:1 — 4,0 mol de NO₂ formariam 2,0 mol de N₂O₅. Com rendimento de 90%, a quantidade real é:

0,90 \times 2,0 = 1,8\ \text{mol}

O valor de 1,6 mol corresponderia a um rendimento de 80%, não de 90%. A assertiva está errada.

Assertiva IV — ❌ Incorreta

Pelo princípio de Le Chatelier, a diminuição do número de mols gasosos (que ocorre com o aumento da pressão) desloca o equilíbrio para o lado de menor volume. Nesta reação, os reagentes têm 2,5 mol de gás (2 NO₂ + ½ O₂) e o produto tem 1 mol (N₂O₅). O lado de menor volume é o dos produtos, então o equilíbrio se desloca no sentido dos produtos, não dos reagentes. A assertiva inverte o sentido do deslocamento.

NÃO CAIA NESSA!

A banca explora três inversões clássicas: (1) na assertiva I, iguala a velocidade de formação do produto à velocidade de consumo do reagente, ignorando os coeficientes — a velocidade do N₂O₅ é o dobro, não igual; (2) na assertiva III, usa 80% de rendimento em vez de 90% — 1,6 mol é o resultado de 0,80 × 2,0; (3) na assertiva IV, inverte o sentido do deslocamento — a diminuição de mols gasosos favorece o lado com menos mols, que aqui é o dos produtos. Com treino, você enxerga essas trocas de longe 💪

Gabarito: letra A — apenas a assertiva II está correta.