O metano, CH4(g), tem um potencial de efeito de estufa muito superior ao do dióxido de carbono. Por esse motivo, em aterros sanitários ou em refinarias de petróleo, é preferível realizar a sua combustão, originando a libertação de dióxido de carbono.
A reação de combustão pode ser traduzida por
A energia libertada na combustão de 40,0 g de CH4(g) (M = 16,05 g mol⁻¹) permitiu aquecer até 35,0 ºC uma amostra de água inicialmente a 10,0 ºC.
Admita que a combustão foi realizada a pressão constante, com excesso de O2(g) e com um rendimento de 100% em todos os processos envolvidos.
Considere as energias de ligação médias apresentadas na tabela seguinte.
| Ligação | E / kJ mol⁻¹ |
|---|---|
| C-H | 414 |
| C=O | 799 |
| O=O | 490 |
| O-H | 460 |
Determine a massa da amostra de água que foi aquecida.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, Época Especial 2024, IAVE — PDF oficial ↗
Os óxidos de nitrogénio, essencialmente provenientes da combustão nos motores dos automóveis e nas centrais térmicas, contribuem para a formação de diversas espécies químicas com impacto no ambiente.
Na preparação de uma comunicação sobre o efeito da poluição automóvel na camada de ozono, um grupo de alunos recolheu a informação seguinte:
O gás monóxido de nitrogénio, NO, proveniente do escape dos automóveis, oxida-se facilmente na troposfera, formando o gás dióxido de nitrogénio, NO2. Ao chegar à estratosfera, o NO2 decompõe-se, por ação da radiação UV, em dois radicais livres, o monóxido de nitrogénio e o oxigénio atómico. Por sua vez, o radical monóxido de nitrogénio pode reagir com o ozono estratosférico, O3, originando dióxido de nitrogénio e dioxigénio gasosos.
Apresente, num texto bem estruturado e utilizando linguagem científica adequada, uma proposta de comunicação que inclua:
as três equações químicas que traduzem as reações descritas na informação recolhida pelos alunos;
a fundamentação para o facto de a decomposição do NO2 ocorrer predominantemente na estratosfera;
a explicação para o facto de uma única molécula de NO conduzir à destruição de várias moléculas de ozono.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2024, IAVE — PDF oficial ↗
As indústrias cimenteiras são grandes emissoras de dióxido de carbono, CO2.
Uma das estratégias para a redução e valorização do CO2(g) consiste em fazê-lo reagir com di-hidrogénio, H2(g), formando metano, CH4(g), e água, H2O(g), o que permite armazenar energia na forma de CH4 (gás natural sintético). A reação pode ser traduzida por
Determine a variação de entalpia da reação.
Considere as energias de ligação médias apresentadas na tabela.
| Ligação | E / kJ mol⁻¹ |
|---|---|
| C-H | 414 |
| C=O | 799 |
| C-O | 354 |
| O-H | 460 |
| H-H | 436 |
Apresente todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 2ª Fase 2023, IAVE — PDF oficial ↗
Um navio transporta metano, CH4 (M = 16,05 g mol⁻¹), acondicionado em tanques. Um tanque na sua capacidade máxima contém 1,17×10⁵ kg de CH4 liquefeito. O CH4 liquefeito tem massa volúmica de 0,4241 g cm⁻³.
A reação do CH4 com o dioxigénio, O2, em fase gasosa, é traduzida por
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g), ΔH = -890 kJ
Na reação completa do CH4 proveniente do tanque do navio de transporte, são
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2022, IAVE — PDF oficial ↗
O metano é um composto constituído por átomos de hidrogénio e de carbono.
A combustão do metano pode ser traduzida por
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
A energia libertada na combustão de 50,0 g de CH4 é 2500 kJ.
Considere as energias de ligação médias apresentadas na tabela.
| Ligação | E / kJ mol⁻¹ |
|---|---|
| C-H | 414 |
| C=O | 799 |
| O-H | 460 |
Determine, em kJ mol⁻¹, a energia média de dissociação da molécula de O2.
Apresente todos os cálculos efetuados.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, Época Especial 2021, IAVE — PDF oficial ↗
O pentacloreto de fósforo, PCl5, pode decompor-se, em fase gasosa, originando tricloreto de fósforo, PCl3, e cloro, Cl2. Esta reação pode ser traduzida por
PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)
Considere que a variação de entalpia associada à decomposição de 1 mol de PCl5(g) é 88 kJ.
A energia média da ligação P-Cl na molécula PCl5 é 257 kJ mol⁻¹, e a energia média da ligação Cl-Cl na molécula Cl2 é 243 kJ mol⁻¹.
Conclua, a partir das energias fornecidas, se a ligação P-Cl é, em média, mais forte na molécula PCl5 ou na molécula PCl3.
Mostre como chegou à conclusão solicitada, apresentando todos os cálculos.
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, 1ª Fase 2021, IAVE — PDF oficial ↗
A energia média da ligação C-C é 347 kJ mol⁻¹.
No estabelecimento de uma ligação C-C é, em média,
Enunciado: Exame Nacional de Física e Química A, Época Especial 2020, IAVE — PDF oficial ↗