Benzeno pode ser obtido a partir de hexano por reforma catalítica. Considere as reações da combustão: H2(g) + ½ O2(g) → H2O(ℓ) ∆H = - 286 kJ/mol de combustível C6H6(ℓ) + 15/2 O2(g) → 6 CO2(g) + 3H2O(ℓ) ∆H = - 3268 kJ/mol de combustível C6H14(ℓ) + 19/2 O2(g) → 6 CO2(g) + 7H2O(ℓ) ∆H = - 4163 kJ/mol de combustível Pode-se então afirmar que na formação de 1mol de benzeno, a partir do hexano, há:
a) liberação de 249 kJ.
b) absorção de 249 kJ.
c) liberação de 609 kJ.
d) absorção de 609 kJ.
e) liberação de 895 kJ.
a) liberação de 249 kJ.
b) absorção de 249 kJ.
c) liberação de 609 kJ.
d) absorção de 609 kJ.
e) liberação de 895 kJ.
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão sobre a formação de benzeno a partir de hexano. A matéria que estamos lidando aqui é Termoquímica, especificamente as entalpias de combustão. Para resolver, vamos usar as reações de combustão fornecidas e aplicar a Lei de Hess, que nos ajuda a calcular a variação de entalpia em uma reação pelo caminho que for mais fácil.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que a questão está nos pedindo: queremos saber a variação de entalpia (∆H) quando 1 mol de benzeno (C₆H₆) é formado a partir de hexano (C₆H₁₄). Isso significa que precisamos encontrar a diferença de energia envolvida nessa transformação.
Passo 3
Vamos escrever a equação da reação de formação do benzeno a partir do hexano. Para isso, precisamos balancear a reação. A reação geral fica assim:
Passo 4
Agora, vamos usar as reações de combustão fornecidas para aplicar a Lei de Hess. As reações são:
- Combustão do hidrogênio:
- Combustão do benzeno:
- Combustão do hexano:
Passo 5
Vamos aplicar a Lei de Hess combinando essas reações para obter a variação de entalpia da nossa reação alvo. Primeiro, precisamos inverter a reação de combustão do benzeno porque queremos a formação do benzeno, não a sua combustão:
Passo 6
Também precisamos inverter a reação de combustão do hexano:
No entanto, como queremos a formação do benzeno a partir do hexano, mantemos essa reação como está.
Passo 7
Agora, vamos somar as reações ajustadas:
- Formação do benzeno:
- Combustão do hexano:
Somando as duas equações:
Simplificando, cancelamos os mesmos compostos dos dois lados:
Passo 8
Calculando a variação de entalpia:
Resposta
A formação de 1 mol de benzeno a partir do hexano libera 895 kJ de energia. Portanto, a resposta correta é a alternativa e) liberação de 895 kJ.