Sabendo-se que os calores de formação, a 25 °C, de H2O(ℓ), CO2(g) e do acetileno gasoso são, respectivamente, −68,3 kcal, −94,0 kcal e +54,2 kcal, o calor de combustão do acetileno, em kcal/mol, segundo a reação a seguir, será:

Questão

Sabendo-se que os calores de formação, a 25 °C, de H2O(ℓ), CO2(g) e do acetileno gasoso são, respectivamente, −68,3 kcal, −94,0 kcal e +54,2 kcal, o calor de combustão do acetileno, em kcal/mol, segundo a reação a seguir, será:

Imagem 1

Reação: C2H2(g) + 5/2 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(ℓ)

Imagem 2

Calores de formação (25 °C): H2O(ℓ) = −68,3 kcal/mol; CO2(g) = −94,0 kcal/mol; C2H2(g) = +54,2 kcal/mol

Alternativas

A) −108,1.

97%

B) +202,1.

C) +216,5.

D) −310,5.

E) +108,1.

Explicação

Para obter o calor de combustão (entalpia da reação), usamos a Lei de Hess com entalpias de formação:

ΔHreac¸a˜o=νΔHf(produtos)νΔHf(reagentes)\Delta H_{\text{reação}}=\sum \nu\,\Delta H_f(\text{produtos})-\sum \nu\,\Delta H_f(\text{reagentes})

Reação: C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O()C_{2}H_{2}(g) + \tfrac{5}{2}O_{2}(g) \to 2\,CO_{2}(g) + H_{2}O(\ell)

Dados (25 °C):

  • ΔHf(H2O())=68,3 kcal/mol\Delta H_f\big(H_2O(\ell)\big)=-68{,}3\ \text{kcal/mol}
  • ΔHf(CO2(g))=94,0 kcal/mol\Delta H_f\big(CO_2(g)\big)=-94{,}0\ \text{kcal/mol}
  • ΔHf(C2H2(g))=+54,2 kcal/mol\Delta H_f\big(C_2H_2(g)\big)=+54{,}2\ \text{kcal/mol}
  • ΔHf(O2(g))=0\Delta H_f\big(O_2(g)\big)=0 (elemento no estado padrão)
  1. Soma das entalpias de formação dos produtos: νΔHf=2(94,0)+1(68,3)=188,068,3=256,3\sum \nu\Delta H_f = 2(-94{,}0) + 1(-68{,}3)= -188{,}0 - 68{,}3 = -256{,}3

  2. Soma das entalpias de formação dos reagentes: νΔHf=1(+54,2)+52(0)=+54,2\sum \nu\Delta H_f = 1(+54{,}2) + \tfrac{5}{2}(0)= +54{,}2

  3. Entalpia (calor) de combustão: ΔHcomb=256,3(+54,2)=310,5 kcal/mol\Delta H_{\text{comb}}= -256{,}3 - ( +54{,}2)= -310{,}5\ \text{kcal/mol}

Logo, o calor de combustão do acetileno (por mol de C2H2C_2H_2) é −310,5 kcal/mol.

Alternativa correta: (D).

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