Assinale a alternativa que apresenta a afirmação correta sobre uma reação genérica de ordem zero em relação ao reagente A .
a) A velocidade inicial de cosumo de A é maior que sua velocidade média.
b) A velocidade inicial de consumo de A varia com a concentração inicial de A .
c) A velocidade de consumo de A permanece constante durante a reação.
d) O gráfico da concentração de A versus o tempo é representado por uma curva exponencial decrescente.

Passo 1

O enunciado pede que eu escolha a alternativa correta sobre uma reação genérica de ordem zero em relação ao reagente A. As alternativas são:
a) A velocidade inicial de consumo de A é maior que sua velocidade média.
b) A velocidade inicial de consumo de A varia com a concentração inicial de A.
c) A velocidade de consumo de A permanece constante durante a reação.
d) O gráfico da concentração de A versus o tempo é representado por uma curva exponencial decrescente.
Informações relevantes dadas pelo enunciado: temos uma reação de ordem zero em relação a A. Não há mais dados numéricos — a questão é conceitual.

Passo 2

Definição prática e fórmula da velocidade para reação de ordem zero.
Para uma reação de ordem zero em A, a lei de velocidade diz que a taxa de consumo de A é constante e independe da concentração de A. Escrevemos isso como a equação diferencial:
-\frac{d[A]}{dt}=k
onde [A](t) é a concentração de A no instante t e k é a constante de velocidade (com unidades de concentração por tempo, por exemplo \mathrm{mol\;L^{-1}\;s^{-1}}).
Explicando símbolos: -\frac{d[A]}{dt} é a velocidade de consumo (positiva) de A, k é um número fixo que determina o quão rápido a reação corre. A grande ideia: para ordem zero, a velocidade não depende de [A].

Passo 3

Integração para obter a lei integrada e a forma do gráfico.
A equação diferencial \frac{d[A]}{dt} = -k é muito simples; integremos para obter [A](t). Integramos ambos os lados em relação ao tempo:
\int_{[A]_0}^{[A](t)} d[A] = -\int_{0}^{t} k\,dt
onde [A]_0 é a concentração inicial [A](0). A integração dá
[A](t)-[A]_0 = -kt
logo
[A](t) = [A]_0 - kt
Essa é uma função linear decrescente de t até o ponto em que [A](t) atinge zero (a reação se esgota). Portanto o gráfico de [A] versus t é uma reta com inclinação -k, não uma curva exponencial.

Passo 4

Cálculo e interpretação da velocidade inicial e da velocidade média.
Velocidade instantânea em qualquer tempo t é, pela lei inicial,
-\frac{d[A]}{dt}=k.
Isso vale para t=0 (velocidade inicial) e para qualquer t durante a reação (enquanto A não estiver esgotado). Assim a velocidade inicial é exatamente k.
A velocidade média entre t=0 e um tempo t é
\text{velocidade média}=-\frac{\Delta [A]}{\Delta t}=-\frac{[A](t)-[A]_0}{t}=-\frac{([A]_0-kt)-[A]_0}{t}=\frac{kt}{t}=k.é
Portanto a velocidade média também é k. Conclusão: a velocidade inicial é igual à velocidade média (ambas iguais a k), e não maior.

Passo 5

Analisando cada alternativa com base nas deduções:
a) “A velocidade inicial de consumo de A é maior que sua velocidade média.” — Falso. Pela conta do passo anterior, ambas valem k.
b) “A velocidade inicial de consumo de A varia com a concentração inicial de A.” — Falso. A velocidade inicial é k, que é independente de [A]_0 para reação de ordem zero. (Se k não depender de [A]_0, a velocidade inicial não depende de [A]_0.)
c) “A velocidade de consumo de A permanece constante durante a reação.” — Verdadeiro. Já vimos que -\dfrac{d[A]}{dt}=k para todo t enquanto há A.
d) “O gráfico da concentração de A versus o tempo é representado por uma curva exponencial decrescente.” — Falso. A forma integrada é linear: [A](t)= [A]_0 - kt. A curva exponencial decrescente seria típica de reação de primeira ordem, cuja lei integrada é [A](t)=[A]_0 e^{-kt}.

Passo 6

Exemplo numérico rápido (só para sentir a diferença): suponha k=0,1 (\mathrm{mol\;L^{-1}\;s^{-1}}) e [A]_0=1 (\mathrm{mol\;L^{-1}}). Então
[A](t)=1-0,1t.
Velocidade inicial =0,1. Velocidade média entre 0 e 5\\ \mathrm{s} é (1-0,5)/5=0,1. Gráfico é uma reta decrescente, não exponencial. Vai dar ânimo: a tradução prática é simples — para ordem zero a taxa é “constante”, ponto.

Resposta

c)

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