Questão 54252
ACAFE
(ACAFE - 2014)
No jornal Folha de São Paulo, de 01 de novembro de 2013, foi publicada um reportagem sobre uma Universidade paulista que foi construída sobre terra que contém lixo orgânico "[...] Com o passar do tempo, esse material começa a emitir gás metano, que é tóxico e explosivo […]".
Quantos litros de O2(g) a 1,00 atm e 27 ºC são necessários para reagir em uma reação de combustão completa com 40 g de gás metano?
Dado: Constante universal dos gases (R): 0,082 atm.L.mol- .K- . C: 12 g/mol, H: 1 g/mol.
123L
61,5
24,6L
49,2L
Gabarito:
123L
Resolução:
O gás metano é o CH4, um hidrocarboneto que ao entrar em combustão forma CO2 e H2O segundo a equação:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Portanto, a proporção da reação em quantidade de matéria entre CH4 e O2 é igual a 1:2.
Segundo o enunciado, estão sendo utilizados na combustão uma massa de 40g. Para converter essa massa em quantidade e matéria utilizamos o dado de massa molar (calculada com os dados da questão). A massa molar do CH4 é igual a 16g/mol, ou seja, 1 mol possui 16g. Para calcular a quantidade de matéria em 40g, é feita uma regra de três:
1 mol de CH4 ———— 16 g
nCH4 ———————— 40 g
nCH4 = 2,5 mol de CH4
De acordo com a estequiometria da reação, 1 mol de metano reage com 2 mol de gás oxigênio. Então, a quantidade de matéria de O2 que reage com 2,5 mol de metano é:
1 mol de CH4 ———— 2 mol de O2
2,5 mol de CH4 ——— nO2
nO2 = 5 mol de O2
Portanto, a quantidade de matéria de O2 que reage com 40g de CH4 é igual a 5 mol.
Para calcular o volume ocupado por 5 mol de O2 sem estar na CNTP é utilizada a fórmula pV = nRT, sendo que todos os dados foram fornecidos ou calculados na questão. Substituindo os dados na fórmula:
Então, o volume ocupado por 5 mol de O2 é igual a 123 L.
Gabarito: letra A