06-) A reação: \mathrm{C}_{\text {(art) }}+2 \mathrm{H}_{2 \text { (o) }} \rightarrow \mathrm{CH}_{4 \text { (g) }}+74,5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} é classificada como:
a) reação endotérmica.
b) reação exotérmica.
c) reação de formação
d) reação de combustão.
e) reação de neutralização.

Passo 1

O enunciado pede que eu classifique a reação
\mathrm{C_{(art)}} + 2\,\mathrm{H_{2\,(g)}} \rightarrow \mathrm{CH_{4\,(g)}} + 74,5\\ \mathrm{kJ/mol}.
Informações relevantes fornecidas:
  • A equação mostra os reagentes e o produto: \mathrm{C_{(art)}}, \mathrm{H_{2\,(g)}} e \mathrm{CH_{4\,(g)}}.
  • Ao lado do produto está indicado 74,5\\ \mathrm{kJ/mol} (energia aparecendo no lado dos produtos).
  • As alternativas possíveis são: (a) endotérmica, (b) exotérmica, (c) reação de formação, (d) combustão, (e) neutralização.

Passo 2

Entendendo o que significa o calor aparecer nos produtos: quando numa equação química o calor (energia) aparece do mesmo lado dos produtos, isso indica que a reação libera energia para o ambiente. Em termos de entalpia, isso corresponde a uma variação de entalpia \Delta H negativa, ou seja, \Delta H < 0. Por isso, este tipo de reação é chamado de reação exotérmica. Explicando com calma:
  • Reação exotérmica: libera energia; escrevemos o calor como um produto, por exemplo ... \rightarrow ... + q. Em notação de entalpia padrão isso corresponde a \Delta H < 0.
  • Reação endotérmica: absorve energia; o calor aparece no lado dos reagentes, por exemplo q + ... \rightarrow .... Isso dá \Delta H > 0.

Passo 3

Aplicando isso à equação dada: o enunciado mostra explicitamente 74,5\\ \mathrm{kJ/mol} no lado dos produtos:
\mathrm{C_{(art)}} + 2\,\mathrm{H_{2\,(g)}} \rightarrow \mathrm{CH_{4\,(g)}} + 74,5\\ \mathrm{kJ/mol}.
Como o calor está nos produtos, a reação está liberando 74,5\\ \mathrm{kJ} por mol de reação — portanto é exotérmica. Em termos de entalpia padrão podemos escrever
\Delta H^\circ = -74,5\\ \mathrm{kJ/mol},
ou seja, a variação de entalpia é negativa (energia liberada).

Passo 4

Verificando as outras classificações para eliminar alternativas:
  • Reação de formação: definição formal — é a reação que forma 1 mol de uma substância a partir dos seus elementos no estado padrão. Aqui temos a formação de metano a partir de carbono (grafite) e hidrogênio gasoso. Então, estritamente falando, a equação é também uma reação de formação do metano. Porém a presença explícita do calor nos produtos normalmente leva o enunciado a pedir a classificação quanto ao balanço de energia (exo/endo).
  • Reação de combustão: normalmente envolve \mathrm{O_2} como reagente e formação de \mathrm{CO_2}, \mathrm{H_2O}, etc. Na equação dada não há \mathrm{O_2} nem produtos de combustão, então não é combustão.
  • Reação de neutralização: envolve ácido + base formando sal + água; aqui não há ácido nem base, então não é neutralização.

Passo 5

Resumindo o raciocínio didático para a prova (dica prática): quando vir calor no lado dos produtos, responda “exotérmica”; quando vir calor no lado dos reagentes, responda “endotérmica”. Sempre cheque se a reação também se encaixa em outras categorias (formação, combustão, neutralização), mas escolha a classificação que o enunciado chama atenção (aqui o calor no produto indica exotérmica). Se a prova pedir especificamente “que tipo de reação é, quanto à energia”, a resposta correta é exotérmica.

Resposta

b)

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