Combustão do metano: CH4 + 2 O2 ? CO2 + 2 H2O. Se 16,0 g de CH4 reagem com O2 em excesso, qual a massa de CO2…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Combustão do metano: CH4 + 2 O2 ? CO2 + 2 H2O. Se 16,0 g de CH4 reagem com O2 em excesso, qual a massa de CO2 formada?
- A) 44,0 g CO2.
- B) 22,0 g de CO2, pois o metano é totalmente convertido em água.
- C) 16,0 g de CO2, é a mesma massa do metano consumido.
- D) 44,0 g de H2O, que é o produto da reação entre metano e oxigênio.
- E) 88,0 g de CO2, já que 16 g de CH4 geram 2 mol de CO2.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a massa molar do CH4: C = 12 g/mol e H = 1 g/mol, logo 12 + 4 x 1 = 16 g/mol. Assim, 16,0 g de CH4 correspondem a 1 mol. Passo 2: Pela equação balanceada, o coeficiente do CH4 é 1 e o do CO2 também é 1, logo 1 mol de CH4 produz 1 mol de CO2. O coeficiente 2 do O2 e o coeficiente 2 da H2O não se aplicam ao CO2. Passo 3: Calcule a massa molar do CO2: C = 12 g/mol e O = 16 g/mol, logo 12 + 2 x 16 = 44 g/mol. Como são 1 mol de CO2, a massa formada é 44,0 g. Passo 4: Como o O2 está em excesso, todo o CH4 reage, e a quantidade de CO2 é determinada pelo CH4 disponível. Portanto, a alternativa A (44,0 g de CO2) está correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa B está errada porque o metano forma CO2 e H2O, não apenas água, e 22 g não corresponde a nenhum cálculo estequiométrico. A alternativa C está errada porque a massa de CO2 não é igual à massa de CH4, pois as massas molares e os coeficientes são diferentes. A alternativa D está errada porque a pergunta pede a massa de CO2, não de H2O, e a massa molar da água é 18 g/mol, não 44 g/mol. A alternativa E está errada porque 16 g de CH4 (1 mol) geram 1 mol de CO2 (44 g), não 2 mol.
💡 Dica: Calcule a massa de CO2 usando a estequiometria da reação.
Alternativa por alternativa
16,0 g CH4 = 1,00 mol; relação estequiométrica 1 mol CH4 ? 1 mol CO2; 1,00 mol CO2 × 44,0 g·mol?¹ = 44,0 g CO2.
O aluno acredita que o metano é convertido somente em água, então não haveria CO2 formado, e usa o valor 22 g sem base estequiométrica. Ele confunde os produtos da combustão.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de produtos formados, acreditando que a massa de CO2 é igual à massa de CH4 consumido, sem considerar a relação estequiométrica.
O aluno supõe que a massa do produto deve ser igual à massa do reagente, aplicando a conservação de massa de forma ingênua e ignorando que as massas molares do CH4 e do CO2 são diferentes.
O aluno lê mal a pergunta, que pede a massa de CO2, e responde com a massa de H2O. Além disso, atribui à água a massa molar do CO2 (44 g/mol), quando a massa molar da água é 18 g/mol.
O aluno usa o coeficiente 2 do O2 ou da H2O como se fosse o coeficiente do CO2, obtendo 2 mol de CO2 a partir de 1 mol de CH4, e então multiplica por 44 g/mol.
Raio-X da questão
estequiometria da combustão
avaliacao
estequiometria básica · reação de combustão
Revisar estequiometria e cálculos de reações químicas.
O aluno pode confundir a quantidade de produtos formados, acreditando que a massa de CO2 é igual à massa de CH4 consumido, sem considerar a relação estequiométrica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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