A entalpia padrão de combustão do metano é ?H°comb = -890 kJ·mol?¹. Se 10,0 kg de CH4 são totalmente…
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
A entalpia padrão de combustão do metano é ?H°comb = -890 kJ·mol?¹. Se 10,0 kg de CH4 são totalmente queimados, qual a quantidade aproximada de energia liberada (kJ)? (MM CH4 = 16,04 g·mol?¹)
- A) O metano não libera energia quando queimado.
- B) A energia liberada ao queimar CH4 é 100 kJ.
- C) 10,0 kg de CH4 liberam 1,2 × 10^5 kJ.
- D) Queimando 10 kg de CH4, a energia liberada é 890 kJ.
- E) ˜5,55 × 10^5 kJ liberados
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converter a massa para gramas: 10,0 kg = 10 000 g. Passo 2: Calcular a quantidade de matéria de CH4: n = 10 000 / 16,04 = 623,4 mol. Passo 3: Como a entalpia de combustão é -890 kJ por mol, a energia total liberada é 623,4 x 890 = 554 900 kJ, ou seja, aproximadamente 5,55 x 10^5 kJ. Passo 4: Por que as outras estão erradas. A: a combustão do metano é exotérmica, por isso libera energia. B: 100 kJ não corresponde ao cálculo, pois a energia depende da quantidade de matéria, que é de centenas de mols. C: 1,2 x 10^5 kJ resulta de um erro no cálculo da quantidade de matéria. D: 890 kJ é a energia para 1 mol de CH4, não para os 10 kg da questão. Passo 5: O gabarito oficial E está correto.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CH4 e multiplique pela entalpia de combustão.
Alternativa por alternativa
Acredita que o metano, por ser combustível, não libera energia na queima, confundindo a reação com a necessidade de fornecer energia para iniciá-la. A combustão é exotérmica, com variação de entalpia negativa.
Não realiza a conversão de massa em quantidade de matéria e aplica a entalpia molar de forma incorreta, chegando a um valor arbitrário de 100 kJ que não corresponde a nenhum cálculo consistente.
Erra o cálculo da quantidade de matéria de CH4 (provavelmente por conversão incorreta de unidades ou divisão inadequada pela massa molar) e então multiplica por 890 kJ/mol, obtendo um valor bem menor que o correto.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de energia liberada com a entalpia padrão de combustão, aplicando incorretamente os valores.
Confunde a entalpia por mol com a energia total liberada, ignorando que a massa de 10 kg corresponde a centenas de mols de metano.
n = 10000 g / 16,04 g·mol?¹ ˜ 623,38 mol; Q = n·?H = 623,38×(-890) ˜ -5,55×10^5 kJ (liberados).
Raio-X da questão
entalpia de combustão
avaliacao
cálculo de mols · entalpia de reações
Revisar cálculos de entalpia e estequiometria de reações químicas.
O aluno pode confundir a quantidade de energia liberada com a entalpia padrão de combustão, aplicando incorretamente os valores.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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