Reação: CH4(g) + 2 O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(l); ?H°comb = -890 kJ·mol?¹. Qual a energia liberada na combustão…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Reação: CH4(g) + 2 O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(l); ?H°comb = -890 kJ·mol?¹. Qual a energia liberada na combustão completa de 16,0 g de CH4?
- A) 445 kJ liberados
- B) 360 kJ liberados
- C) 1780 kJ liberados
- D) 1000 kJ liberados
- E) 890 kJ liberados
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identifique a grandeza pedida. O enunciado fornece a variação de entalpia de combustão do metano, ?H°comb = -890 kJ/mol, que indica a energia liberada na queima de 1 mol de CH4. O sinal negativo significa que a energia é liberada.
- Calcule a quantidade de matéria de CH4 presente em 16,0 g. A massa molar do CH4 é 12 + 4 x 1 = 16 g/mol. Logo, n = 16,0 g / 16 g/mol = 1,0 mol.
- Calcule a energia liberada. Como 1 mol de CH4 libera 890 kJ na combustão completa, 1,0 mol libera 1,0 x 890 = 890 kJ. A resposta é 890 kJ liberados, alternativa E, que coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as alternativas erradas. A alternativa A (445 kJ) está errada porque é a metade do valor correto, e nenhuma etapa da questão justifica essa divisão. A alternativa B (360 kJ) está errada porque não corresponde a nenhuma proporção válida com 16 g de CH4 e o valor de 890 kJ. A alternativa C (1780 kJ) está errada porque é o dobro do valor, o que corresponderia a 2 mols de CH4, e não a 16 g. A alternativa D (1000 kJ) está errada porque é um valor arredondado sem base no cálculo.
- Conclusão. Como 16 g de CH4 correspondem exatamente a 1 mol, a energia liberada é igual ao valor molar de combustão, 890 kJ. O coeficiente 2 de O2 na equação serve apenas para balancear a reação e não altera a energia por mol de CH4.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CH4 e multiplique pela energia liberada por mol.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu o valor de 890 kJ por 2, confundindo o coeficiente 2 do O2 na equação com um fator que reduz a energia pela metade.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de energia liberada por mol com a quantidade total, não realizando a conversão correta de gramas para mols.
O aluno provavelmente tentou usar uma proporção com massas errada, possivelmente misturando a massa molar de outra substância, como a da água (18 g/mol), no cálculo.
O aluno provavelmente multiplicou 890 kJ por 2, tratando o coeficiente 2 do O2 como se fosse a quantidade de CH4 ou dobrando a energia por causa dos dois mols de O2 da equação.
O aluno provavelmente arredondou 890 kJ para 1000 kJ sem fazer o cálculo, ou se confundiu com a conversão de unidades, já que 1000 J equivalem a 1 kJ.
16,0 g CH4 = 1,00 mol (MM=16,0 g·mol?¹); 1 mol libera 890 kJ, portanto 890 kJ são liberados.
Raio-X da questão
energia de combustão
avaliacao
cálculo de mols · energia de combustão
Revisar cálculos de energia em reações químicas.
O aluno pode confundir a quantidade de energia liberada por mol com a quantidade total, não realizando a conversão correta de gramas para mols.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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