Questão cbf2a305-b9
Prova:UNIVESP 2019
Disciplina:Química
Assunto:Transformações Químicas: elementos químicos, tabela periódica e reações químicas, Transformações Químicas e Energia, Fórmulas, Balanceamento e Leis ponderais das reações químicas, Transformações Químicas, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess., Representação das transformações químicas

A queima de uma substância se dá pela reação de combustão entre um comburente e um combustível. Diversos produtos podem ser formados nesta reação, como H2O, CO2,  CO, H2 e CH4. Alguns destes componentes podem causar a chuva ácida que prejudica o meio ambiente com danos aos ciclos biogeoquímicos do planeta e o agravamento do efeito estufa. A combustão completa de uma substância produz gás carbônico e água como produtos. Considere a reação de combustão completa do etileno mostrada abaixo.

C2H4 + 3O2  2CO2  + 2H2


Considere as massas molares de C2H4, O2 e CO2 iguais a 28 g/mol, 32 g/mol e 44 g/mol, respectivamente e assinale a alternativa correta que apresenta quantos gramas de CO2 serão formados com uma massa inicial de C2H4 igual a 2g e de  O2 igual a 6g e se a reação é endotérmica ou exotérmica.

A
mCO2 = 5,50g e a reação é exotérmica
B
mCO2 = 6,25g e a reação é exotérmica
C
mCO2 = 5,43g e a reação é endotérmica
D
 mCO2 = 6,25g e a reação é endotérmica
E
mCO2 = 4,20 g e a reação é exotérmica

Gabarito comentado

Talita Goulart Graduação e Mestrado em Engenharia Química pela UFRRJ, Doutoranda em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ, Professora de Química.
Esta questão abrange conceitos relacionados à reação de combustão e estequiometria química. A reação de combustão de uma substância orgânica, como o etileno, C2H4, é uma reação que libera energia, sendo, portanto, exotérmica. Para saber a massa de CO2 formado a partir de 2 g de C2H4 e 6 g de O2, é preciso utilizar a informação em mols fornecida pela reação, já balanceada, abaixo:


C2H4 + 3 O2 2 CO2 + 2 H2O


Sendo assim, observemos os dados e a resolução dos cálculos:


Dados:

m (C2H4) = 2 g;
m (O2) = 6 g;
MM (C2H4) = 28 g/mol;
MM (O2) = 32 g/mol;
MM (CO2) = 44 g/mol.


Resolução:

De acordo com a reação, 3 mols de O2 produzem 2 mols de CO2, logo, é possível transformar essa informação pra massa utilizando a massa molar:

1 mol de O2 possui 32 g
        3        ---------  X
X = 32 ∙ 3 = 96 g de O2

1 mol de CO2 possui 44 g           
        2          ----------  Y
Y = 44 ∙ 2 = 88 g de CO2


Dessa forma:

96 g de O2 produzem 88 g de CO2
      6          ----------          Z
Z = 88 ∙ 6/96  = 88/16 = 5,50 g de CO2


Calculando pela massa de C2H4, em que 1 mol de C2H4 possui 28 g, tem-se:

28 g de C2H4 produz 88 g de CO2
        2 g       -----------       W
W = 88 ∙ 2/28 = 88/14 = 6,29 g de CO2


De acordo com os cálculos, 2 g de C2H4 são capazes de produzir 6,29 g de CO2, entretanto, 6 g de O2 produzem, no máximo, 5,5 g. Portanto, o O2 é o reagente limitante e a quantidade de CO2 formado é igual a 5,5 g, a partir de 2 g de C2H4 e 6 g de O2.


Gabarito do Professor: Letra A.

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