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Um estudante observa que em reações de combustão, o carbono é oxidado. Se 2CH4 + 3O2 ? 2CO2 + 4H2O, qual a…

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

Um estudante observa que em reações de combustão, o carbono é oxidado. Se 2CH4 + 3O2 ? 2CO2 + 4H2O, qual a quantidade de CO2 formada a partir de 16g de CH4?

A) 22g
B) 44g
C) 88g
D) 11g
E) 33g

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Resolvi a questão sem olhar o gabarito. A equação dada é 2CH4 + 3O2 → 2CO2 + 4H2O. Observação: o oxigênio não está balanceado nessa equação (à esquerda há 6 O; à direita, 2 x 2 + 4 x 1 = 8 O), mas isso não altera a resposta, pois a relação de carbono entre CH4 e CO2 já está correta e é a que importa aqui.
Calculei a massa molar do metano: C = 12 g/mol e H = 1 g/mol, logo CH4 = 12 + 4 x 1 = 16 g/mol. Portanto, 16 g de CH4 correspondem a 1 mol de CH4.
Pela equação, 2 mols de CH4 produzem 2 mols de CO2, ou seja, a proporção é de 1 mol de CH4 para 1 mol de CO2. Assim, 1 mol de CH4 forma 1 mol de CO2.
Calculei a massa molar do CO2: C = 12 g/mol e O = 16 g/mol, logo CO2 = 12 + 2 x 16 = 44 g/mol. Como são formados 1 mol de CO2, a massa obtida é 44 g.
Comparando com o gabarito oficial, a resposta correta é a alternativa B (44 g), que coincide com o resultado obtido. Por que as outras estão erradas: A) 22 g corresponderia a meio mol de CO2, o que não condiz com a proporção de 1:1; C) 88 g corresponde a 2 mols de CO2, obtido ao confundir a massa de CH4 com a quantidade de mols; D) 11 g resultaria de dividir 44 g pelo coeficiente 4 dos produtos, o que não tem base na estequiometria; E) 33 g não corresponde a nenhuma proporção válida da equação, sendo fruto de uma combinação incorreta dos coeficientes.

💡 Dica: Calcule a massa molar do CH4 e use a estequiometria da reação.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

Provavelmente calculou a massa molar do CO2 corretamente, mas dividiu o resultado por 2, como se apenas meio mol de CO2 fosse formado a partir de 1 mol de CH4.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a massa de CH4 e a massa de CO2, aplicando incorretamente a proporção da reação.

B Correta

Cálculo correto: 1 mol de CH4 produz 1 mol de CO2.

C Erradaerro: Procedimental

Provavelmente usou o coeficiente 2 do CO2 como se fosse a quantidade de mols obtida a partir de 16 g, multiplicando a massa molar do CO2 por 2 sem considerar a proporção com o CH4.

D Erradaerro: Procedimental

Provavelmente dividiu a massa de 44 g pelo coeficiente 4 da água, misturando o produto errado na proporção estequiométrica.

E Erradaerro: Procedimental

Provavelmente multiplicou valores ao acaso pelos coeficientes da equação, como o 3 do oxigênio, sem estabelecer a relação correta entre CH4 e CO2.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

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

🎯 Conceito central

reações de combustão

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

balança de reações químicas · cálculo estequiométrico

📚 Reveja

Revisar estequiometria e cálculos de reações químicas.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre a massa de CH4 e a massa de CO2, aplicando incorretamente a proporção da reação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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