Considere as seguintes equações termoquímicas: 1. 2H2 + O2 ...

Alternativa Correta: D - -1.075 kJ/mol

O tema central desta questão é a Termoquímica, que estuda as trocas de energia, principalmente na forma de calor, que acompanham as reações químicas. Um conceito fundamental neste assunto é a entalpia (∆H), que indica se uma reação é endotérmica (absorve calor, ∆H positivo) ou exotérmica (libera calor, ∆H negativo).

Para resolver a questão, usamos a Lei de Hess, que afirma que a variação de entalpia total de uma reação é a soma das variações de entalpia das etapas intermediárias. Isto se dá porque a entalpia é uma função de estado, dependendo apenas dos estados inicial e final, não do caminho percorrido.

Vamos aplicar essa lei às equações fornecidas:

• 1. 2H₂ + O₂ → 2H₂O; ∆H = -600 kJ/mol
• 2. C + O₂ → CO₂; ∆H = -400 kJ/mol
• 3. C + 2H₂ → CH₄; ∆H = +75 kJ/mol

Desejamos calcular o ∆H da reação:

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Primeiro, observe que a reação de formação do CH₄ deve ser invertida, pois CH₄ está no reagente e não no produto:

CH₄ → C + 2H₂; ∆H = -75 kJ/mol (inverso da equação 3)

Agora, somamos as equações considerando as alterações necessárias:

1. CH₄ → C + 2H₂; ∆H = -75 kJ/mol
2. C + O₂ → CO₂; ∆H = -400 kJ/mol
3. 2H₂ + O₂ → 2H₂O; ∆H = -600 kJ/mol

Somando as entalpias: ∆H = (-75) + (-400) + (-600) = -1.075 kJ/mol

Justificando a Alternativa Correta: O valor calculado coincide exatamente com a alternativa D, -1.075 kJ/mol, confirmando que ela é a resposta correta.

Analisando as Alternativas Incorretas:

A - -125 kJ/mol: Este valor é muito baixo e não representa corretamente a soma das entalpias.

B - +275 kJ/mol: Este valor é positivo, sugerindo uma reação endotérmica, o que não é o caso.

C - -925 kJ/mol: Este valor está abaixo do valor correto, indicando cálculo incorreto.

E - +1.075 kJ/mol: Novamente, um valor positivo, incompatível com uma reação exotérmica.

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