A atmosfera está cheia de gás nitrogênio, mas não é reativa e geralmente não combina com outros elementos. A estratégia básica para a produção de amônia, o NH3, é combinar o gás hidrogênio, H2, com o gás nitrogênio, N2, a alta temperatura e sob alta pressão. Quimicamente, essa é uma reação difícil, por isso requer um agente para acelerar o processo. Um catalisador é um composto que faz a reação prosseguir mais rapidamente.
Na seguinte reação de síntese da amônia: N2(9)+3 H2(9) 2 NH3(9), verifica-se que em 3 minutos é consumido 0,6 mol de N2(9). Sobre o que foi dito, calcule
A) a velocidade média de consumo de H2(9):
B) a velocidade média de produção de NH3(9)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a produção de amônia ( NH3) a partir do gás hidrogênio ( H2) e gás nitrogênio ( N2) usando um catalisador. A reação química envolvida é:
N2(g) + 3,H2(g) 2,NH3(g)
Para resolver as questões A e B, precisamos entender como calcular a velocidade média de consumo e produção das substâncias envolvidas na reação química.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a velocidade média de consumo do N2. Sabemos que em 3 minutos, 0,6 mol de N2 foram consumidos. A velocidade média ( v) de consumo pode ser calculada usando a fórmula:
v = De
Onde De é a variação de quantidade de substância (em mol) e De é o intervalo de tempo (em minutos).

Passo 3

Aplicando os valores:
vN2 = 0,6,mol3,min = 0,2,mol/min
Isso significa que o N2 está sendo consumido a uma taxa de 0,2 mol por minuto.

Passo 4

Agora, vamos para a parte A: calcular a velocidade média de consumo do H2. Observando a equação balanceada, vemos que para cada 1 mol de N2 consumido, são consumidos 3 mols de H2. Portanto, a relação entre as velocidades é:
vH2 = 3 times vN2

Passo 5

Substituindo o valor que encontramos para vN2:
vH2 = 3 times 0,2,mol/min = 0,6,mol/min
Então, o H2 está sendo consumido a uma taxa de 0,6 mol por minuto.

Passo 6

Já para a parte B, queremos encontrar a velocidade média de produção do NH3. Pela equação balanceada, para cada 1 mol de N2 consumido, são produzidos 2 mols de NH3. Assim, a relação entre as velocidades é:
vNH3 = 2 times vN2

Passo 7

Aplicando o valor de vN2:
vNH3 = 2 times 0,2,mol/min = 0,4,mol/min
Portanto, o NH3 está sendo produzido a uma taxa de 0,4 mol por minuto.

Resposta

A) A velocidade média de consumo de H2 é de 0,6,mol/min.
B) A velocidade média de produção de NH3 é de 0,4,mol/min.

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