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.

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:
C6H14(ℓ) C6H6(ℓ) + 4H2(g)

Passo 4

Agora, vamos usar as reações de combustão fornecidas para aplicar a Lei de Hess. As reações são:
  1. Combustão do hidrogênio:
H2(g) + 12O2(g) H2O(ℓ) De
  1. Combustão do benzeno:
C6H6(ℓ) + 152O2(g) 6CO2(g) + 3H2O(ℓ) De
  1. Combustão do hexano:
C6H14(ℓ) + 192O2(g) 6CO2(g) + 7H2O(ℓ) De

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:
6CO2(g) + 3H2O(ℓ) C6H6(ℓ) + 152O2(g) De

Passo 6

Também precisamos inverter a reação de combustão do hexano:
C6H14(ℓ) 6CO2(g) + 7H2O(ℓ) De
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:
  1. Formação do benzeno:
6CO2(g) + 3H2O(ℓ) C6H6(ℓ) + 152O2(g) De
  1. Combustão do hexano:
C6H14(ℓ) + 192O2(g) 6CO2(g) + 7H2O(ℓ) De
Somando as duas equações:
C6H14(ℓ) + 192O2(g) + 6CO2(g) + 3H2O(ℓ) 6CO2(g) + 7H2O(ℓ) + C6H6(ℓ) + 152O2(g)
Simplificando, cancelamos os mesmos compostos dos dois lados:
C6H14(ℓ) C6H6(ℓ) + 4H2(g) De

Passo 8

Calculando a variação de entalpia:
De

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.

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