Questão 50 · Química: Termoquímica
O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química:
3 C₂H₂ (g) → C₆H₆ (l)
A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais:
I.
C₂H₂ (g) + 5
O₂ (g) → 2 CO₂ (g) + H₂O (l)
∆H_c° = −310 kcal/mol 2
II. C₆H₆ (l) + 15
O₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 3 H₂O (l)
∆H_c° = −780 kcal/mol 2 A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de
- A) −1 090.
- B) −150.
- C) −50.
- D) +157.
- E) +470.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: B
Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2016).
Comentário
Gabarito: B.
A variação de entalpia da trimerização pode ser obtida pela Lei de Hess, combinando as duas reações de combustão. Na equação I, o oxigênio entra com coeficiente 5/2 (C₂H₂ + 5/2 O₂ → 2 CO₂ + H₂O), e na II com 15/2 (C₆H₆ + 15/2 O₂ → 6 CO₂ + 3 H₂O).
Passo 1 – multiplicar a reação I por 3 (são necessários 3 mol de C₂H₂):
- 3 C₂H₂ + 15/2 O₂ → 6 CO₂ + 3 H₂O; ΔH = 3 × (−310) = −930 kcal
Passo 2 – inverter a reação II (o benzeno deve ficar nos produtos):
- 6 CO₂ + 3 H₂O → C₆H₆ + 15/2 O₂; ΔH = +780 kcal
Passo 3 – somar as duas etapas (CO₂, H₂O e O₂ se cancelam):
- 3 C₂H₂ → C₆H₆; ΔH = −930 + 780 = −150 kcal
Alternativa B. A reação é exotérmica, o que também elimina as opções positivas (D e E).
Por que as outras estão erradas:
- (A) −1 090: resulta de somar −310 e −780 sem multiplicar a reação I por 3 e sem inverter a II.
- (C) −50: não corresponde à combinação correta das equações.
- (D) +157: valor positivo, incompatível com o resultado obtido.
- (E) +470: resulta de 780 − 310, isto é, de inverter a II mas não multiplicar a I por 3.
Dica Enem: na Lei de Hess, ajuste primeiro os coeficientes (multiplicar o ΔH) e inverta a reação (troca o sinal do ΔH) quando a substância estiver do lado errado.
Fundamentos: Lei de Hess · Entalpia de combustão e cálculo de ΔH de reação · Multiplicação e inversão de equações termoquímicas
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova INEP ENEM 2016 (Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)), questão 50, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.