Questões de Concurso Sobre cinética e cálculo de reatores em engenharia química e química industrial

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Q3206854 Engenharia Química e Química Industrial
Uma mistura inadequada de combustível e oxidante pode gerar heterogeneidade dentro do reator, resultando em zonas com excesso de um e em zonas com excesso do outro. Isso pode promover a ocorrência simultânea das reações de combustão completa e incompleta. Considera-se que a combustão do propano (C3H8), completa e incompleta, ocorre de acordo com as reações I e II, nessa ordem, a 800°C e 1 bar:

C3H8(g) + 5O2(g)→ 3CO2(g) + 4H2O(g) – Reação I
C3H8(g) + 7/2O2(g)→ 3CO(g) + 4H2O(g) – Reação II

Se um reator for alimentado com 1 mol de propano e 12 mols de oxigênio, a expressão, dentre as apresentadas a seguir, que possibilita o cálculo da fração de dióxido de carbono (CO2) em função das coordenadas de reação εI e εII, correspondentes às reações I e II, respectivamente é
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Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189958 Engenharia Química e Química Industrial
Um engenheiro está avaliando a conversão e eficiência em um reator em batelada operando a temperaturas diferentes, seguindo a cinética da Lei de Arrhenius. A reação é de ordem zero em relação ao reagente A. Qual das seguintes mudanças resultaria no maior aumento da taxa de reação?
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Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189956 Engenharia Química e Química Industrial
Em um reator de mistura perfeita (CSTR) operando em estado estacionário, a conversão de um reagente A para produto B é de 60%. Se a taxa de reação −rA é constante ao longo do reator, qual dos seguintes fatores afetaria diretamente a conversão?
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Ano: 2025 Banca: UFCG Órgão: UFCG Prova: UFCG - 2025 - UFCG - Engenheiro – Área Químico |
Q3189945 Engenharia Química e Química Industrial
Em um reator de leito fixo (PBR) catalítico, uma reação heterogênea ocorre na superfície do catalisador. O desempenho do reator é influenciado por diversos fatores, incluindo a difusão de massa e a atividade catalítica.

I – A resistência à difusão de massa no interior dos poros do catalisador pode limitar a velocidade global de reação no reator de leito fixo.
PORQUE
II – Em reações heterogêneas, a etapa de adsorção dos reagentes na superfície do catalisador é sempre o fator limitante da velocidade de reação.
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Q3012696 Engenharia Química e Química Industrial
Tendo em vista que aplicações de cálculo, pesagem, preparo e dosagem possibilitam realizar a padronização de soluções e reagentes químicos, assinale a opção correta acerca desse tema. 
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Q2550343 Engenharia Química e Química Industrial
Na cinética química, a energia mínima necessária para que a formação do complexo ativado e, assim, a efetiva realização da reação é denominada de energia:
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Q2550341 Engenharia Química e Química Industrial
Jorge todo dia toma seu comprimido de vitamina C, que é dissolvido na água. Jorge apenas ingere o comprimido quando ele é totalmente dissolvido. Certo dia, ele percebeu que dividir o comprimido pela metade antes de colocá-lo na água fez com que ele se dissolvesse mais rápido do que quando colocado inteiro. Nesse contexto, o fator que influenciou a velocidade da reação foi:
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Q2485449 Engenharia Química e Química Industrial
A importância do projeto de reatores está ligada à cinética química, e os reatores são o ponto central de quase todos os produtos químicos industriais. Sobre os tipos e particularidades dos reatores, analise as assertivas abaixo:
I. Os reatores podem ser classificados de acordo com o tipo de reação, a geometria do equipamento e o número de pratos internos.
II. O objetivo de usar catalisadores em um reator é aumentar a velocidade da reação química, pois catalisadores promovem um caminho reativo e de alta energia.
III. Reações catalisadas formam um composto intermediário e transiente, pois ele acaba se decompondo no final da reação, deixando a substância inicial inalterada.
IV. Reatores de leito fixo se distinguem de reatores tubulares devido à presença de partículas (catalisadores) no leito do equipamento em vez de entre as tubulações.

Quais estão corretas?
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Q2329344 Engenharia Química e Química Industrial
A reação de oxidação completa do CH3 Hg, formando Hg0 , CO2 e H2 O, é realizada em meio aquoso com incidência de radiação UV. Nanopartículas híbridas de carbono e TiO2 (ou simplesmente C-TiO2 NP) agem como fotocatalisadores da reação, e sua ordem de reação é 1. A elevada radiância e o excesso relativo de água fazem com que a variação desses parâmetros não influencie na taxa de reação, cuja constante de velocidade é k. Nesse cenário, ao se dobrar a concentração de CH3 Hg, mantendo-se todos os outros parâmetros constantes, a velocidade de reação também dobrou.
Com base nesse experimento e nas informações fornecidas, a velocidade de reação, v, é expressa pela relação
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Q2329343 Engenharia Química e Química Industrial
A reação de formação de ácido nítrico na atmosfera é um processo endotérmico cujo equilíbrio é representado na equação química abaixo.

2 NO2 (g) + ½ O2 (g) + H2 O (g) ⇌ 2 HNO3 (g)

Considere que a reação foi simulada em laboratório, num reator com êmbolo, cujo volume e aquecimento podem ser variados.
É possível deslocar o equilíbrio para formar mais HNO3 , quando

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Q2329323 Engenharia Química e Química Industrial
A reação A → Produtos, isotérmica, em fase líquida, é conduzida em um reator CSTR. Considere a curva 1/r & X, em que r é a taxa da reação e X a conversão do reagente, conforme ilustrado no Gráfico abaixo. Em um sistema industrial, para uma vazão de molar do reagente da entrada  FA,0 = 2 kmol / min , obtém-se uma conversão de 40%.



Imagem associada para resolução da questão



Deseja-se aumentar a conversão global para cerca de 80% com a adição de um segundo reator CSTR, em série com o primeiro.
O volume total, em m3 , dos dois reatores é, aproximadamente,
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Q2329322 Engenharia Química e Química Industrial
No sistema abaixo estão representadas as informações das conversões por passe e recuperações de um reagente A na corrente do separador. 



Imagem associada para resolução da questão



Nessas condições, a conversão global do reagente A é, aproximadamente,
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Q2329319 Engenharia Química e Química Industrial

Considere o reator de reforma de metano, em fase gasosa, ilustrado na Figura. 



Imagem associada para resolução da questão




Nesse processo, são admitidas as seguintes reações principais:


CH4 + H2 O ⇌ CO + 3 . H2

CH4 + 2H2 O ⇌ CO2 + 4H2


Sabe-se que a mistura reacional é dividida em diversos reatores menores (tubos reacionais). Como as reações de reforma são endotérmicas, há necessidade de aquecimento, o que é feito pela queima de combustível (geralmente o próprio metano) no forno que envolve os tubos reacionais.

Na condição representada na Figura, a mistura reacional entra a 500ºC e 15 atm e sai a cerca de 890ºC.

Nessas condições, conclui-se que

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Q2291710 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


A combustão completa de 1 mol de CH4 requer 4 mols de oxigênio para formar 2 mols de CO2 .

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Q2291709 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


A combustão completa de 2 mols de C8 H18 formará 8 mols de gás carbônico e 9 mols de água.

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Q2291708 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Em regime transiente, a massa do acumulado é diferente de zero. 

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Q2291707 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Em um processo em batelada, não ocorre adição ou remoção de massa durante a operação.


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Q2291706 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Sistemas transientes também são conhecidos como sistemas estacionários.


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Q2291705 Engenharia Química e Química Industrial

Quanto aos balanços molares, às reações químicas e aos reatores químicos, julgue o item.


Em um balanço molar para um reator químico em estado estacionário, a taxa de acúmulo de cada espécie química dentro do reator é igual a zero. 

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Q2234456 Engenharia Química e Química Industrial
O reator é a unidade operacional de maior influência no projeto em muitos processos químicos, e, para poder atingir a plenitude da fabricação, os reatores de uma indústria tornam-se objetos de suma importância ao longo dos processos produtivos. Para reatores destinados a reações homogêneas existem duas categorias principais de reatores ideais, mais utilizados nas indústrias químicas, que são o reator CSTR (continuous stirred tank reactor) e o reator PFR (plug flow reactor).
Sobre os reatores químicos do tipo CSTR e PFR, analisar os itens abaixo:
I. Um PFR tem tipicamente uma eficiência maior do que um CSTR para um mesmo volume de reator.
II. Dado um mesmo tempo de residência, uma reação terá maior conversão em um CSTR do que em um PFR.
III. Um PFR é caracterizado pelo fato de que o escoamento de fluido através do reator é ordenado, não havendo mistura entre os elementos de fluidos.
Está(ão) CORRETO(S):
Alternativas
Respostas
1: C
2: B
3: B
4: D
5: C
6: D
7: C
8: B
9: E
10: D
11: D
12: C
13: E
14: E
15: E
16: C
17: C
18: E
19: C
20: C