A combustão do metano tem ?H° = -890 kJ por mol de CH4: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(l). Qual a energia…
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
A combustão do metano tem ?H° = -890 kJ por mol de CH4: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(l). Qual a energia liberada ao queimar 5,00 g de CH4?
- A) ˜ 2,00 kJ liberados
- B) ˜ 2,78×10^2 kJ liberados
- C) ˜ 890 kJ liberados
- D) ˜ 5,00×10^2 kJ liberados
- E) ˜ 1,78×10^2 kJ liberados
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a massa molar do CH4. C = 12 g/mol e H = 1 g/mol, logo CH4 = 12 + 4 x 1 = 16 g/mol. Passo 2: Converta a massa em mols. n = 5,00 g / 16 g/mol = 0,3125 mol. Passo 3: Use a entalpia dada, que vale -890 kJ por mol de CH4 queimado. Como a energia é proporcional à quantidade de matéria, a energia liberada é 0,3125 mol x 890 kJ/mol = 278,125 kJ, ou seja, aproximadamente 2,78 x 10^2 kJ liberados. Passo 4: Comparação com o gabarito: a alternativa B (2,78 x 10^2 kJ liberados) coincide com o resultado obtido, portanto o gabarito está correto. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A tem valor muito pequeno, pois não corresponde a nenhuma proporção coerente com 890 kJ por mol. C usa 890 kJ, que é a energia de 1 mol, e não a de 0,3125 mol. D usa 500 kJ, que não resulta de nenhum cálculo correto com os dados. E usa 178 kJ, que equivale a 890 dividido por 5, uma operação que inverte a proporção e não corresponde à quantidade de mols.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CH4 e multiplique pela energia liberada por mol.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tratou a massa de 5,00 g como se fosse diretamente proporcional à energia, dividindo por um fator indevido ou confundindo a conversão de gramas para mols.
Moles CH4 = 5,00 g / 16,04 g·mol?¹ = 0,3119 mol; energia = 0,3119 mol × 890 kJ·mol?¹ ˜ 277,9 kJ liberados (exotérmico).
O aluno pode ter tomado o valor de 890 kJ, que corresponde a 1 mol de CH4, como resposta final, sem converter os 5,00 g em quantidade de matéria.
O aluno provavelmente fez uma aproximação grosseira ou um cálculo errado da massa molar, chegando a um valor arredondado de 500 kJ que não corresponde aos dados do problema.
O aluno provavelmente dividiu a entalpia de 890 kJ pela massa de 5 g, invertendo a proporção, em vez de multiplicar a energia por mol pela quantidade de mols obtida.
Por que engana: Calcular a energia liberada usando a massa de CH4 sem considerar a relação estequiométrica correta com a energia liberada por mol.
Raio-X da questão
energia de combustão
avaliacao
cálculo estequiométrico · energia de combustão
Revisar cálculos de energia liberada em reações químicas.
Calcular a energia liberada usando a massa de CH4 sem considerar a relação estequiométrica correta com a energia liberada por mol.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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