Question

O metanol é um excelente combustível alternativo para motores de alta compressão, bem como um dos combustíveis usados em aviões a jato e foguetes. Ele pode ser produzido através da reação controlada do oxigênio do ar com metano do gás natural.

CH₄(g) + 1/2 O₂(g) ⇒ CH₃OH(L)


Dadas as equações abaixo,

CO(g) + 3 H₂(g) ⇒ CH₄(g) + H₂O(g) ΔH = -206,1 kJ

2 H₂(g) + CO(g) ⇒ CH₃OH(L) ΔH = -128,3 kJ

2 H₂(g) + O₂(g) ⇒ 2 H₂O(g) ΔH = -483,6 kJ


podemos afirmar que a entalpia-padrão de reação para a formação de 1 mol de metanol a partir de metano e oxigênio é igual a:

a) -164,0 kJ

b) -818,0 kJ

c) -405,8

d) -576,2 kJ

e) -92,6 kJ

Answer 1

CH₄(g) + 1/2 O₂(g) ⇒ CH₃OH(L)
CO(g) + 3H2 (g) - CH4 (g) + H2O(g) ⇒ inverte pois o CH4 está no segundo membro.
DH = -206,1kJ

-CH4(g) + H2O(g) - CO(g) + 3H2(g) 
DH = 206,1kJ

 2H2(g) + O2(g) é 2 H2O(g). 
1/2 O2 DH = -483,6kJ

H2(g) + 1/2O2(g) é H2O(g) DH = -241,8kJ

DH = -128,3kJ
CH4(g) + H2O(g) - CO(g) + 3H2(g) 
DH = +206,1kJ

H2(g) + 1/2O2(g) - H2O(g)
2 H2(g) + CO(g) - CH2OH(I)
CH4 + 1/2 O2 - CH30H 
DH = 206,1 - 241,8 - 128,3
DH = -164kJ

Answer 2

Precisamos chegar à equação CH4 + 1/2 O2 ⇒ CH3OH a partir destas 3 equações:

1ª equação → CO + 3 H2 ⇒ CH4+ H2O {ΔH = -206,1 KJ}

2ª equação → 2 H2 + CO ⇒ CH3OH {ΔH = -128,3 KJ}

3ª equação → 2 H2 + O2 ⇒ 2 H2O {ΔH = -483,6 KJ} 

Primeiramente, para obter-se 1 mol de metano (CH4) nos reagentes, pode-se inverter a 1ª equação, mas fazendo isso, inverte-se também o sinal de sua entalpia :
I-  CH4+ H2O ⇒ CO + 3 H2  {ΔH = +206,1 KJ}

Agora, para obter-se meio mol de gás oxigênio (1/2 O2), pode-se dividir a 3ª equação por 2, dividindo também a entalpia...
II-  H2 + 1/2 O2 ⇒  H2O {ΔH = -241,8 KJ}

Por fim, para obter-se 1 mol de metanol (CH3OH), basta apenas adicionar a 2ª equação :
III- 2 H2 + CO ⇒ CH3OH {ΔH = -128,3 KJ}

Somando as três equações (I,II e III), os compostos desnecessários à equação que que queremos chegar vão se "cancelar"...

CH4+ H2O   ⇒ CO + 3 H2
H2 + 1/2 O2 ⇒  H2O
2 H2 + CO    ⇒ CH3OH    +
------------------------------------
CH4 + 1/2 O2 ⇒ CH3OH    ⇒ Equação certa !

Fazendo isso, somamos também as entalpias :

206,1 + (-241,8) + (-128,3) = -164 KJ ⇒ Esta é entalpia-padrão da reação, logo, alternativa "a)" !