Em um experimento realizado em condições ambientais, uma amostra de metano foi queimada na presença de…

Questão

Em um experimento realizado em condições ambientais, uma amostra de metano foi queimada na presença de oxigênio, conforme a equação: CH4(g) + 2 O2(g) ? CO2(g) + 2 H2O(g) ?H° = -890 kJ·mol?¹. A chama liberou calor e, depois que o sistema retornou à temperatura ambiente, não se observou a regeneração espontânea de metano e oxigênio a partir dos produtos formados. Com base no texto e na variação de entalpia apresentada, qual conclusão explica adequadamente a reversibilidade da combustão do metano nas condições ambientais comuns?

1. A) Sim; a reação é reversível, pois os produtos podem regenerar espontaneamente os reagentes.
2. B) Não; a reação é irreversível, pois o dióxido de carbono e a água deixam de ser substâncias químicas.
3. C) Sim; a reação é reversível, pois o resfriamento do sistema favorece a formação dos reagentes.
4. D) Não; a reação é irreversível, pois toda reação que libera calor não pode ocorrer no sentido inverso.
5. E) Não; a reação é praticamente irreversível, pois os produtos não se regeneram espontaneamente.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique o que o enunciado informa. A combustão do metano é exotérmica, pois ΔH° = -890 kJ/mol, ou seja, o sistema libera calor. Depois que o sistema volta à temperatura ambiente, não há regeneração espontânea de metano e oxigênio a partir de CO2 e H2O.
2. Relacione a variação de entalpia com a espontaneidade. Uma reação exotérmica no sentido direto indica que o sentido inverso (regenerar CH4 e O2) exigiria absorção de 890 kJ/mol de energia, que não está disponível nas condições ambientais comuns. Por isso, o sentido inverso não ocorre espontaneamente.
3. Conclua. A reação não é reversível nas condições ambientais, pois os produtos não se regeneram espontaneamente. A palavra 'praticamente' é adequada, porque, em princípio, a reação poderia ocorrer no sentido inverso com fornecimento externo de energia, mas isso não acontece na prática em condições comuns. Logo, a alternativa E é a correta e coincide com o gabarito oficial.
4. Por que as outras estão erradas. A) afirma que a reação é reversível, mas o texto mostra que os produtos não regeneram os reagentes espontaneamente. B) diz que CO2 e H2O deixam de ser substâncias químicas, o que não tem fundamento: são substâncias bem definidas. C) afirma que o resfriamento favorece os reagentes, mas, pelo princípio de Le Chatelier, resfriar um sistema favorece o sentido exotérmico, isto é, a formação dos produtos. D) generaliza indevidamente que toda reação exotérmica é irreversível, quando o sentido inverso é apenas endotérmico e exige fornecimento de energia.

💡 Dica: Considere as condições de temperatura e pressão para a reversibilidade da reação.

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Raio-X da questão

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