Question

alguém pode me responder esta questão da lei de Hess junto com o desenvolvimento?

Answer 1

Primeiro escrevemos as equações das reações que queremos descobrir a entalpia. São reações de combustão:
CH4(g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l)                       ΔH=???

CH3CH2OH(l) + 3O2(g)  --> 2CO2(g) + 3H2O(l)        ΔH=???

Nos é fornecido as entalpias de 3 reações e também a entalpia de formação de 3 substâncias, vamos equacionar elas, lembrando que a entalpia de formação é a entalpia para formação da substância a partir das substancias simples que compõe seus elementos:
Entalpia de formação do etanol (o valor dado no enunciado está errado, tendo um algarismo 7 a mais no valor):
I. 2C(graf) + 3H2(g) + 1/2 O2(g) --> CH3CH2OH(l)      ΔH=-277,5kJ

As reações dadas são:
II.  C(graf) + 2H2(g)  ----> CH4(g)                       ΔH=-77,4kJ

III.  C(graf) + O2(g)  ---> CO2(g)                         ΔH=-393,5kJ

IV.  2H2(g) + O2(g) ---> 2H2O(l)                          ΔH=-571,6kJ

As reações II, III e IV descrevem exatamente as entalpias de formação do metano, do gás carbônico e da água.

Iremos usar essas equações de maneira que a soma delas nos dê a reação que queremos:

Combustão do metano - CH4:
CH4(g) + 2O2(g) --> CO2(g) + 2H2O(l)                       ΔH=???

Precisamos de CH4(g) nos reagentes, a equação II tem nos produtos. Então invertemos a equação II (a entalpia tbm inverte)
-II.  CH4(g)  --->  C(graf) + 2H2(g)                     ΔH=+77,4kJ

Precisamos de CO2(g) nos produtos, a equação III já nos dá isso, então não alteramos ela.
Precisamos de 2H2O(l) nos produtos, a equação IV já nos dá isso, então não alteramos ela.
Somamos essas três reações:
       CH4(g)         --->  C(graf) + 2H2(g)               ΔH=+77,4kJ
C(graf) + O2(g)   --->        CO2(g)                       ΔH=-393,5kJ
2H2(g) + O2(g)   --->        2H2O(l)                      ΔH=-571,6kJ
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CH4(g) + 2O2(g) --->  CO2(g) + 2H2O(l)        ΔH=77,4-393,5-571,6=
A entalpia da combustão de metano será:
ΔH=-887,7kJ/mol de metano


Combustão do etanol líquido - CH3CH2OH:
CH3CH2OH(l) + 3O2(g)  --> 2CO2(g) + 3H2O(l)        ΔH=???

Precisamos de CH3CH2OH(l)  nos reagentes, a reação I tem ele nos produtos. Então invertemos a reação I.
I. CH3CH2OH(l)  ---> 2C(graf) + 3H2(g) + 1/2 O2(g)    ΔH=+277,5kJ

Precisamos de 2CO2(g) nos produtos, a reação III tem 1CO2(g) nos produtos, então multiplicamos a reação III por 2.
2III.  2C(graf) + 2O2(g)  ---> 2CO2(g)              ΔH=2.(-393,5)=-787kJ

Precisamos de 3H2O(l) nos produtos, a reação IV tem 2H2O(l) nos produtos, então multiplicamos a reação IV por 1,5 (que é o mesmo que 3/2)
(3/2)IV.  3H2(g) + 3/2 O2(g) ---> 3H2O(l)       ΔH=(3/2).(-571,6)=-857,4kJ

Agora somamos as 3 reações modificadas:
      CH3CH2OH(l)    ---> 2C(graf) + 3H2(g) + 1/2 O2(g)    ΔH=+2777,5kJ
2C(graf) + 2O2(g)    ---> 2CO2(g)                                       ΔH=-787kJ
3H2(g) + 3/2 O2(g)  ---> 3H2O(l)                                         ΔH=-857,4kJ
========================================================
CH3CH2OH(l) + 3O2(g) ---> 2CO2(g) + 3H2O(l)      ΔH=277,2-787-857,4

A entalpia de combustão do etanol será:
ΔH=277,2-787-857,4= -1367,2 kJ/mol de etanol


Como a entalpia molar de combustão do etanol é negativa e maior em valor, ele é mais exotérmica que a combustão do metano.

Espero ter ajudado =)