Se 48,09 de H2 (g) são adicionados a 140,0 g de monóxido de carbono, pede-se:
a) O volume de reagente em excesso que resta no final p/100% de conversão.
b) A massa de álcool metílico obtida considerando um rendimento de 32 %.
c) O volume do álcool obtido (100% de rendimento) que a densidade do metonol seja 0,895 g / mol.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente mistura 48,09 g de H₂(g) com 140,0 g de CO(g) e faz a reação
CO + 2,H2 to CH3OH
Isso é um problema de estequiometria (reagentes limitantes, excesso, rendimento…) e também de gases (volume molar). Vamos precisar:
- Massas molares (MM) do H₂, CO e CH₃OH.
- Calcular mols de cada reagente.
- Identificar quem é limitante e quem sobra.
- Usar o volume molar ideal (22,4 L/mol, assumindo CNTP).
- Cálculo de rendimento e uso de densidade para achar volume de metanol.

Passo 2

Primeiro, converte as massas em mols.
MM(H₂)=2,016 g/mol
MM(CO)=28,01 g/mol
MM(CH₃OH)=32,04 g/mol
Mols de H₂:
nH2=48,092,016approx23,87 mol
Mols de CO:
nCO=140,028,01approx4,996 mol

Passo 3

Reação pede 2 mol de H₂ pra cada 1 mol de CO. Se usássemos todo o CO (4,996 mol), precisaríamos de
2times4,996=9,992 mol H2
Como temos 23,87 mol de H₂, sobra H₂. CO é o limitante.

Passo 4

Mols de H₂ consumidos = 9,992 mol → sobra
23,87-9,992=13,88 mol H2
Volume de H₂ (CNTP, Vm=22,4 L/mol):
VH2=13,88times22,4approx310,9 L (sim311 L)

Passo 5

Mols de CH₃OH teóricos = mol de CO limitante = 4,996 mol.
Massa teórica de CH₃OH:
mteórica=4,996times32,04approx160,15 gó
Com rendimento de 32 %:
mreal=0,32times160,15approx51,25 g

Passo 6

Para rendimento de 100 %, massa = 160,15 g. Densidade do metanol = 0,895 g/mL. Volume:
V=mrho=160,150,895approx179,0 mL =0,179 L

Resposta

a) Volume de H₂ em excesso ≈311 L
b) Massa de metanol (32 % rendimento) ≈51,3 g
c) Volume de metanol (100 % rendimento) ≈179 mL

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