Considere as seguintes equações de reação:I. N2 (g) + 3Cl2 (...

A alternativa correta é: E - I não é espontânea, e II é espontânea em temperaturas altas.

1. Tema Central da Questão:

A questão aborda a espontaneidade das reações químicas, que está relacionada à variação de energia livre de Gibbs (ΔG). Este é um conceito central em termoquímica que determina se uma reação pode ocorrer espontaneamente em certas condições.

2. Resumo Teórico:

Para que uma reação seja espontânea, a variação de energia livre de Gibbs deve ser negativa (ΔG < 0). A relação entre a entalpia (ΔH), a entropia (ΔS), e a temperatura (T) é dada pela equação:

ΔG = ΔH - TΔS

Com base nessa equação:

• Se ΔH > 0 (endotérmica) e ΔS > 0, a reação pode ser espontânea em temperaturas altas.
• Se ΔH > 0 e ΔS < 0, a reação não é espontânea em nenhuma condição.

3. Justificativa da Alternativa Correta:

Na reação I, ΔHº > 0, indicando que é endotérmica. Sem informação sobre a entropia, e considerando a natureza endotérmica, não podemos afirmar que ela seja espontânea. Na reação II, também ΔHº > 0, mas tal reação pode ser espontânea a altas temperaturas se a entropia for positiva, o que a torna favorável ao aumento de desordem.

4. Análise das Alternativas Incorretas:

• A: I não é espontânea nem a altas nem a baixas temperaturas, dadas as informações.
• B: A afirmação de que I é espontânea em temperaturas baixas está incorreta, pois a reação é endotérmica.
• C: I não é espontânea em temperaturas baixas por ser endotérmica.
• D: A reação II pode ser espontânea a altas temperaturas, não a baixas.

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ΔG = ΔH - TΔS

ΔG < 0 é espontânea

Vamos avaliar ΔS pela variação do número de mols dos gases.

No primeiro caso, ΔS < 0. Então a reação I não tem como ser espontânea, pois ΔH é positivo e -TΔS ficará positivo também.

No segundo caso, só será espontânea se |- TΔS| > | ΔH|. Veja que ΔH é positivo, então para ΔG ser negativo, o segundo termo tem que ser maior que o primeiro (em módulo) já que ΔS é positivo nesse caso.

GABARITO: LETRA E