7.52 Uma etapa na produção de hidrogênio como combustível é a reação do metano com o vapor de água:

C H 4 g + H 2 O g → N i C O 2 g + 3   H 2 g                   ∆ H = - 318   k J

Qual é a variação de energia interna na produção de 1,00   m o l de H 2 ?

Passo 1

Oi, galerinha! Para responder essa pergunta vamos usar a fórmula

∆ H = ∆ U + ∆ n g á s R T

Considerando que a pressão está a 1   a t m , podemos admitir que a temperatura do vapor de água é 100 ° C = 373   K . Temos também que R   =   8,3145 J K   m o l   .

O enunciado nos forneceu a variação da entalpia ∆ H = - 318   k J .

Bora aplicar!

Passo 2

O conceito pra calcular o ∆ n g á s é simples. Basta olharmos para equação e contar o número de mols. Como antes da seta temos duas moléculas e depois da seta temos quatro moléculas,

∆ n g á s = 4 - 2 = 2

E como é para a produção de 1,00 mol de H 2 , vamos usar só 1/3 do ∆ H

∆ H ' = - 318   k J 3 = - 106   k J

Substituindo (vamos usar a entalpia em   J por causa da contante R )

- 106000   J = ∆ U + 2 × 8,3145 J K   m o l   × ( 373   K )

∆ U = - 109,1   k J

Resposta

∆ U = - 109,1   k J

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