Sabe-se que a 25°C as entalpias de combustão (em kJ.mol-1) de grafita, gás hidrogênio e gás metano, respectivamente: - 393,5; -285,9 e - 890,5. Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO da entalpia da seguinte reação: C (grafita) + 2 H2 (g) → CH4 (g)
A) 211,1 kJ.mol-¹
B) -74,8 kJ.mol-¹
C) 74,8 kJ.mol-¹
D) 136,3 kJ.mol-1
E) 211,1 kJ.mol-¹
A) 211,1 kJ.mol-¹
B) -74,8 kJ.mol-¹
C) 74,8 kJ.mol-¹
D) 136,3 kJ.mol-1
E) 211,1 kJ.mol-¹
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem as entalpias de combustão de três substâncias à 25°C: grafita ©, gás hidrogênio (H₂) e gás metano (CH₄). Queremos descobrir a entalpia da reação:
Para resolver isso, vamos usar o conceito de entalpia de formação e combustão. A ideia é usar as entalpias de combustão fornecidas para encontrar a entalpia da reação desejada.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a entalpia de combustão ($ \Delta H_c $) é a energia liberada quando uma substância é queimada completamente em oxigênio. As entalpias de combustão dadas são:
- Grafita ©: $ \Delta H_c = -393,5, kJ/mol $
- Hidrogênio (H₂): $ \Delta H_c = -285,9, kJ/mol $
- Metano (CH₄): $ \Delta H_c = -890,5, kJ/mol $
O sinal negativo indica que a reação libera energia.
Passo 3
Queremos encontrar a entalpia da reação:
Vamos usar a seguinte relação:
Isso significa que a entalpia da reação é igual à soma das entalpias de combustão dos reagentes menos a entalpia de combustão dos produtos.
Passo 4
Aplicando os valores:
Reagentes:
- Grafita ©: $ -393,5, kJ/mol $
- 2 H₂: $ 2 \times (-285,9, kJ/mol) = -571,8, kJ/mol $
Produtos:
- CH₄: $ -890,5, kJ/mol $
Agora, somamos as entalpias dos reagentes:
Passo 5
Agora, aplicamos a fórmula:
Resposta
A entalpia da reação é
. A alternativa correta é a letra B) -74,8 kJ.mol⁻¹.