Question

A queima de combustíveis (como madeira, gás natural, petróleo ou carvão) vem sendo utilizada há centenas de anos pela humanidade para produzir energia térmica. Queimamos gás butano para cozinhar, gasolina para mover os carros, carvão para produzir energia elétrica. Em todos esses processos, a combustão é utilizada para gerar calor a partir de uma reação química exotérmica de oxidação do combustível.

[Disponível em: . Acesso em: 25 set. 2019.]

Para esquentar 100g de água a 1atm de 25°C até 100°C, é necessário queimar uma certa quantidade em massa de metano (CH4). Suponha que há excesso de oxigênio para a reação e que a massa de água produzida não condense. Sabendo que a massa molar do metano é 16g/mol, o valor aproximado de massa de metano desejada para esquentar essa quantidade de água com capacidade térmica 4,18 J/g*°C será

Dados de entalpia:
C(grafite) + 2H2(g) → CH4 ΔH°F= -78,17kJ/mol
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(L) ΔH°F= -285,5kJ/mol
C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔH°F= -393,33 kJ/mol
H2O(vapor) → H2O(L) ΔH°F = -43,9kJ/mol

A) 8,3 g
B) 5,1 g
C) 3,4 g
D) 7,2 g
E) 6,4 g

#[Simulado ENEM 2020 - Brainly]

Answer 1

A alternativa correta é a letra: E

 

Pela Lei de Hess:

$CH_{4(g)} \rightarrow C_{(grafite)} + 2H_{2(g)} \Delta H^{o} = 78,17kJ \\C_{(grafite)} + O_{2(g)} \rightarrow CO_{2(g)} \Delta H^{o}= -393,33 kJ\\2H_{2(g)} + O_{2(g)} \rightarrow 2H_{2}O_{(L)} \Delta H^{o}= -571kJ\\2H_{2}O_{(L)} \rightarrow 2H_{2}O_{(vapor)} \Delta H^{o}= 87,8kJ \\--------------------- \\CH_{4(g)} + O_{2} ^{o} CO_{2(g)} + 2H_{2}O_{vapor} \Delta H^{o}= -798,4 kJ$

 

A energia para esquentar a água é:

$Q= 4,18 \times100 \times 75 \rightarrow Q= 31,35kJ$

 

Pela estequiometria, 1 mol de metano queimado produz 798,4 kJ de energia.  

 

Então, para a produção de 31,35 kJ são necessários:

$n_{CH4} = 31,35/798,4 \rightarrow n_{CH4}= 0,04 mol \rightarrow m_{CH4}= 16 \times 0,04 \rightarrow m_{CH4}= 6,4 g$

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Answer 2

Resposta:

E)6,4 g

Explicação:

Espero ter ajudado vc!!Bons Estudos!!