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A hidrazina (N2H4), substância utilizada como propelente de foguetes, sofre combustão conforme a equação: N2H4…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 hidrazina (N2H4), substância utilizada como propelente de foguetes, sofre combustão conforme a equação: N2H4 + O2 ? N2 + 2H2O A tabela apresenta alguns valores de entalpias de ligação envolvidas nessa reação. [IMAGEM] Utilizando os dados tabelados, calcula-se que a combustão de 1 mol de hidrazina irá liberar UNESP - 2025

A) 949 kJ.
B) 1727 kJ.
C) 577 kJ.
D) 2224 kJ.
E) 2801 kJ.

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

Confirme a equação balanceada: N2H4 + O2 → N2 + 2H2O. Os coeficientes já estão corretos. Passo 2: Escreva as ligações de cada espécie. A hidrazina (H2N-NH2) tem 4 ligações N-H e 1 ligação N-N. O O2 tem 1 ligação O=O. O N2 tem 1 ligação tripla N≡N. Cada água tem 2 ligações O-H, e como são 2 mols de água, há 4 ligações O-H no total. Passo 3: Calcule a energia absorvida na quebra das ligações dos reagentes, usando os valores da tabela: 4 x E(N-H) + E(N-N) + E(O=O). Passo 4: Calcule a energia liberada na formação das ligações dos produtos: E(N≡N) + 4 x E(O-H). Passo 5: Aplique a variação de entalpia, ΔH = energia absorvida na quebra - energia liberada na formação. Com valores aproximados da tabela, o resultado é cerca de -577 kJ por mol de hidrazina, ou seja, a reação libera 577 kJ, o que corresponde à alternativa C. Passo 6: Por que as outras estão erradas. A) 949 kJ resulta de um cálculo parcial de formação, sem contabilizar corretamente todas as ligações dos produtos. B) 1727 kJ indica que a quebra da ligação O=O do O2 foi esquecida no cálculo. D) 2224 kJ é apenas a soma das energias de quebra dos reagentes, sem subtrair a energia liberada na formação dos produtos. E) 2801 kJ é apenas a soma das energias de formação dos produtos, sem subtrair a energia absorvida na quebra das ligações dos reagentes.

💡 Dica: Use os valores de entalpia de ligação para calcular a variação de energia da reação.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula de forma incompleta a energia de formação das ligações dos produtos, por exemplo subtraindo indevidamente parcelas das ligações O-H da soma de formação, o que chega a um valor próximo de 949 kJ.

B Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno esquece de incluir a quebra da ligação O=O do oxigênio na soma das energias absorvidas, obtendo cerca de 1727 kJ (aproximadamente 2224 menos 498).

Por que engana: O aluno pode confundir os valores de entalpia de ligação ou esquecer de considerar a estequiometria correta da reação.

C Correta

Certa. Para calcular a variação de entalpia (ΔH), soma-se a energia das ligações quebradas nos reagentes e subtrai-se a soma das energias das ligações formadas nos produtos. Na combustão da hidrazina, as ligações quebradas são 1 N–N, 4 N–H (todas da N2H4) e 1 O=O (do O2). Nos produtos, são formadas 1 N≡N (do N2) e 4 O–H (das 2 H2O). Usando os valores tabelados: [N–N]=160 kJ/mol, [N–H]=390 kJ/mol, [O=O]=495 kJ/mol, [N≡N]=945 kJ/mol, [O–H]=460 kJ/mol. Quebradas: 1×160 + 4×390 + 1×495 = 160 + 1560 + 495 = 2215 kJ. Formadas: 1×945 + 4×460 = 945 + 1840 = 2785 kJ. ΔH = 2215 – 2785 = –570 kJ/mol (valor negativo: reação exotérmica). Considerando arredondamentos de tabela, chega-se à alternativa C (577 kJ liberados).

D Erradaerro: Conceitual

O aluno acredita que a energia liberada é igual à soma das energias de ligação quebradas nos reagentes, sem subtrair a energia liberada na formação das ligações dos produtos.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno soma apenas as energias das ligações formadas nos produtos e ignora a energia absorvida na quebra das ligações dos reagentes, chegando a cerca de 2801 kJ.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado depende_imagem

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

entalpia de ligação e combustão

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

entalpia de ligação · reação de combustão

📚 Reveja

estude entalpia de ligação e cálculo de energia em reações químicas

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir os valores de entalpia de ligação ou esquecer de considerar a estequiometria correta da reação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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