A reação 2 H2(g) + O2(g) ? 2 H2O(l) tem ?H° = -572 kJ (formação de 2 mol H2O). Qual a energia liberada ao…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A reação 2 H2(g) + O2(g) ? 2 H2O(l) tem ?H° = -572 kJ (formação de 2 mol H2O). Qual a energia liberada ao queimar 4,50 g de H2?
- A) 2,5 kJ liberados
- B) ˜900 kJ liberados
- C) ˜6,38×10^2 kJ liberados (˜638 kJ)
- D) ˜500 kJ liberados
- E) ˜300 kJ liberados
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique a proporção da equação. Pela equação 2 H2(g) + O2(g) -> 2 H2O(l), com variação de entalpia de -572 kJ, são consumidos 2 mol de H2 para liberar 572 kJ. Portanto, cada mol de H2 libera 572 / 2 = 286 kJ.
- Calcule a quantidade de matéria em 4,50 g de H2. A massa molar do H2 é cerca de 2,016 g/mol (2 x 1,008). Então n = 4,50 / 2,016 = aproximadamente 2,23 mol de H2.
- Calcule a energia liberada. Energia = 286 kJ/mol x 2,23 mol = aproximadamente 638 kJ liberados. Usando H = 1 g/mol, o valor seria cerca de 643 kJ, próximo do mesmo resultado.
- Compare com as alternativas. A alternativa C (cerca de 638 kJ, ou 6,38 x 10^2 kJ) é a que corresponde ao resultado. Isso coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa A (2,5 kJ) é muito pequena, pois ignora a constante de energia por mol. A alternativa B (cerca de 900 kJ) é alta demais para a massa dada. A alternativa D (cerca de 500 kJ) não corresponde ao cálculo com a massa molar correta. A alternativa E (cerca de 300 kJ) corresponde apenas a cerca de 1 mol de H2, ou seja, cerca de 2 g, e não aos 4,50 g do enunciado.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de H2 e aplique a entalpia da reação.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu a massa de 4,50 g por 2 sem converter para mol e sem multiplicar pela energia por mol de H2, tratando o número de gramas como se fosse a energia.
O aluno provavelmente aplicou a proporção de forma errada, multiplicando a energia por um fator próximo de 1,6 ou 3 mol sem justificar essa quantidade a partir da massa de H2 fornecida.
n(H2)=4,50 g/2,016 g·mol?¹=2,232 mol. Para 2 mol H2 liberam 572 kJ ? Q=(2,232/2)·572˜638 kJ liberados.
O aluno provavelmente usou o valor de 572 kJ como se fosse por mol de H2, ou fez uma conversão de massa molar inadequada, o que levou a um resultado próximo de 500 kJ.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de energia liberada ao queimar o hidrogênio, não considerando a proporção correta entre a massa e a energia liberada.
O aluno provavelmente calculou a energia para apenas 1 mol de H2 (cerca de 286 kJ, arredondado para 300 kJ), ignorando que a massa dada corresponde a cerca de 2,23 mol.
Raio-X da questão
entalpia de reação
avaliacao
cálculo estequiométrico · entalpia de reação
Revisar cálculos de entalpia e conversão de massa para mols.
O aluno pode confundir a quantidade de energia liberada ao queimar o hidrogênio, não considerando a proporção correta entre a massa e a energia liberada.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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