Calcule a entalpia padrão de reação (?H°rxn) para a combustão do metano: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(l)…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a entalpia padrão de reação (?H°rxn) para a combustão do metano: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(l). Use ?Hf°(CH4)=-74,8 kJ·mol-1, ?Hf°(CO2)=-393,5 kJ·mol-1, ?Hf°(H2O,l)=-285,8 kJ·mol-1.
- A) ?H°rxn = -500,0 kJ.
- B) ?H°rxn = 890,3 kJ.
- C) ?H°rxn = -285,8 kJ.
- D) ?H°rxn = -890,3 kJ (exotérmica) por mol CH4
- E) Entalpia da água líquida é 0 kJ.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Lembre a fórmula da entalpia padrão de reação pela lei de Hess: ΔH°rxn = soma das ΔHf° dos produtos (multiplicadas pelos coeficientes) menos a soma das ΔHf° dos reagentes (multiplicadas pelos coeficientes). Passo 2: Calcule os produtos. CO2(g) tem coeficiente 1 e ΔHf° = -393,5 kJ/mol. H2O(l) tem coeficiente 2 e ΔHf° = -285,8 kJ/mol, logo 2 x (-285,8) = -571,6 kJ. Soma dos produtos: -393,5 + (-571,6) = -965,1 kJ. Passo 3: Calcule os reagentes. CH4(g) tem coeficiente 1 e ΔHf° = -74,8 kJ/mol. O2(g) é substância simples em seu estado padrão, com ΔHf° = 0, então o seu coeficiente 2 não altera a soma. Soma dos reagentes: -74,8 kJ. Passo 4: Calcule a variação: ΔH°rxn = -965,1 - (-74,8) = -890,3 kJ. Passo 5: Confira a alternativa. A alternativa D traz exatamente -890,3 kJ, e o sinal negativo indica reação exotérmica, o que é coerente com a combustão. Por isso, o gabarito D está correto e coincide com a resolução feita independentemente. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A (-500,0 kJ) não corresponde a nenhuma combinação correta dos dados fornecidos. B (890,3 kJ) tem o módulo certo, mas o sinal invertido, o que indicaria uma reação endotérmica. C (-285,8 kJ) é apenas a entalpia de formação da água, e não a variação da reação completa. E (entalpia da água líquida é 0 kJ) está errada, pois só substâncias simples no estado padrão têm ΔHf° igual a zero, e a água não é uma delas; o valor fornecido é -285,8 kJ/mol.
💡 Dica: Aplique a fórmula da entalpia de reação usando os dados fornecidos.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente fez a soma dos produtos e dos reagentes sem aplicar corretamente os coeficientes estequiométricos, ou arredondou valores de forma indevida, chegando a um número que não corresponde aos dados do enunciado.
O aluno acertou o módulo do valor, mas inverteu o sinal, talvez por associar a combustão a um processo que 'absorve' energia ou por esquecer que a entalpia dos produtos é menor que a dos reagentes.
Por que engana: O aluno pode confundir os valores de entalpia de formação e aplicar incorretamente na fórmula de cálculo da entalpia de reação.
O aluno tomou a entalpia de formação da água como se fosse a variação de entalpia da reação, ignorando as entalpias do CH4 e do CO2 e a estequiometria.
?H = S?Hf(prod) - S?Hf(reag) = [-393,5 + 2(-285,8)] - [-74,8] = -890,3 kJ·mol-1.
O aluno acredita que substâncias compostas, como a água líquida, têm entalpia de formação zero, confundindo a regra válida apenas para substâncias simples no estado padrão.
Raio-X da questão
entalpia de reação
avaliacao
entalpia de formação · combustão de hidrocarbonetos
Revisar o cálculo da entalpia padrão de reação.
O aluno pode confundir os valores de entalpia de formação e aplicar incorretamente na fórmula de cálculo da entalpia de reação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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