A combustão incompleta de metano (CH4) em fogões pode gerar monóxido de carbono. Dada a reação 2 CH4 + 3 O2 ?…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A combustão incompleta de metano (CH4) em fogões pode gerar monóxido de carbono. Dada a reação 2 CH4 + 3 O2 ? 2 CO + 4 H2O, se 10,0 g de CH4 reagirem conforme essa equação, calcule a massa de CO produzida.
- A) A relação molar é 2 CH4:3 CO.
- B) A reação não gera CO, apenas gás metano.
- C) Não é possível calcular a massa de CO com a equação dada.
- D) Massa de CO ˜ 17,5 g (10,0 g CH4 = 0,625 mol ? 0,625 mol CO ? 0,625·28,0 g = 17,5 g).
- E) Produz 5 g de CO a partir de 10 g de CH4.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a massa molar do CH4. C = 12,0 g/mol e H = 1,0 g/mol, logo CH4 = 12,0 + 4 x 1,0 = 16,0 g/mol. Passo 2: Converta a massa de metano em mols. 10,0 g / 16,0 g/mol = 0,625 mol de CH4. Passo 3: Confira a proporção estequiométrica na equação balanceada 2 CH4 + 3 O2 -> 2 CO + 4 H2O. A razão entre CH4 e CO é 2:2, ou seja, 1:1. Assim, 0,625 mol de CH4 produz 0,625 mol de CO. Passo 4: Converta a quantidade de CO em massa. A massa molar do CO é 12,0 + 16,0 = 28,0 g/mol, então 0,625 mol x 28,0 g/mol = 17,5 g de CO. Passo 5: Análise das alternativas erradas. A: a razão 2:3 envolve o O2 e não o CO, e a proporção correta com CO é 2:2. B: a enunciado afirma que a combustão incompleta do metano gera CO, então a alternativa contradiz o próprio texto. C: a equação balanceada e as massas molares são suficientes para o cálculo, portanto a massa pode ser determinada. E: o valor de 5 g não corresponde a nenhuma proporção correta; dividir a massa de CH4 pelo coeficiente 2 não é o procedimento adequado. Conclusão: a alternativa D está correta e o gabarito oficial coincide com esta análise.
💡 Dica: Calcule a massa molar do CH4 e do CO para encontrar a relação entre as massas.
Alternativa por alternativa
O aluno tomou o coeficiente 3 do O2 como se fosse do CO e escreveu a relação 2 CH4:3 CO, sem comparar corretamente os coeficientes dos produtos.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação molar entre os reagentes e produtos, levando a um cálculo incorreto da massa de CO gerada.
O aluno acredita que o metano queima apenas formando gás metano e ignora que a combustão incompleta, citada no enunciado, produz monóxido de carbono.
O aluno acha que a equação não fornece dados suficientes e não percebe que os coeficientes estequiométricos e as massas molares permitem o cálculo direto.
Relação molar CH4:CO = 1:1 pela equação dada; n(CH4)=10,0/16,0=0,625 mol; m(CO)=0,625·M(CO)=0,625·28,0=17,5 g. CO é tóxico por ligar-se à hemoglobina.
O aluno divide a massa de CH4 pelo coeficiente 2 e assume que a massa de CO é a metade, sem converter a massa em mols nem usar a razão molar 1:1.
Raio-X da questão
combustão incompleta
avaliacao
cálculo estequiométrico · reações químicas
Revisar as reações de combustão e cálculos estequiométricos.
O aluno pode confundir a relação molar entre os reagentes e produtos, levando a um cálculo incorreto da massa de CO gerada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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