Question

Considere os seguintes dados:
• entalpia de combustão completa de 1 mol de metano,
CH4 (g), produzindo CO2 (g) e H2O (l) = – 883 kJ
• entalpia de combustão completa de 1 mol de carbono,
C (s), produzindo CO2 (g) = – 394 kJ
• entalpia de formação de 1 mol de água líquida a partir
de H2 (g) e O2 (g) = – 286 kJ
A partir desses dados, calcula-se que a entalpia de formação
de 1 mol de metano a partir de seus elementos
é, em kJ, igual a
(A) – 166.
(B) – 207.
(C) + 207.
(D) – 83.
(E) + 83.

Answer 1

A reação que queremos saber a entalpia é:
C + 2H2 ---> CH4          ΔH=???

É fornecida as seguintes reações (já balanceadas) com entalpias coonhecidas:

A. CH4(g) + 2O2(g) ---> CO2(g) + 2H2O(l)   ΔH= -883kJ

B. C(s) + O2(g) ---> CO2(g)                         ΔH=-394kJ

C. H2(g) + 1/2O2(g) ---> H2O(l)                   ΔH=-286kJ

Queremos o metano nos produtos, e na reação A temos metano nos reagentes. Então invertemos a reação A, lembrando que o sinal da entalía também é invertida:
(-A). CO2(g) + 2H2O(l) ---> CH4(g) + 2O2(g)   ΔH= +883kJ

Queremos carbono nos reagentes. A reação B tem ele nos reagentes, então somamos a reação invertida de de A (-A) com a reação B, lembrando que as entalpias se somam e reagentes anulam produtos iguais.
(-A). CO2(g) + 2H2O(l) ---> CH4(g) + 2O2(g)     ΔH= +883kJ
   B.  C(s) + O2(g)         ---> CO2(g)                    ΔH=-394kJ
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        C(s) + 2H2O(l)      ---> CH4(g) + O2(g)       ΔH=883+(-394)=+489kJ
Agora, temos água (H2O) nos reagentes, precisamos elimina-la. A reação C tem água nos produtos, mas apenas 1 mols, então multiplicamos a reação C por 2.
(2C). 2H2(g) + 1O2(g) ---> 2H2O(l)                   ΔH=2.(-286)=-572kJ

Agora somamos  a reação (2C) com a que obtivemos antes para eleminar a água.
         C(s) + 2H2O(l)      ---> CH4(g) + O2(g)       ΔH=+489kJ
(2C). 2H2(g) + O2(g)   ---> 2H2O(l)                     ΔH=-572kJ
------------------------------------------------------------------------------------------------
        C(s) + 2H2(g)         ---> CH4(g)             ΔH=489+(-572)= -83kJ
Essa é a reação que queríamos.

A alternativa correta é: Letra D.

Espero ter ajudado =)