1- Calcule a variação de entalpia padrão para a combustão de 1 mol de benzeno, \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6}(\mathrm{I}), em \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) e \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g}).
\mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6}(\mathrm{I})+15 / 2 \mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \longrightarrow 6 \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{I})
\Delta \mathrm{HCO}_{2(\mathrm{~g})}=-393,5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}
\Delta H \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})}=-285,8 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}
\Delta H \mathrm{C}_{6} \mathrm{H}_{6}(\mathrm{I})=49,0 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}
Calcule também o calor de combustão por grama do benzeno.

Passo 1

O enunciado pede a variação de entalpia-padrão da combustão de 1 mol de benzeno \mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}(\ell) segundo a reação
\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}(\ell) + \tfrac{15}{2}\,\mathrm{O}_{2}(g) \longrightarrow 6\,\mathrm{CO}_{2}(g) + 3\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\ell).
Esse é um problema de termoquímica em que aplicamos a Lei de Hess:
\Delta H_\text{reação} = \sum\nolimits_{\text{produtos}} \nu_i\,\Delta H^\circ_{f,i} - \sum\nolimits_{\text{reagentes}} \nu_j\,\Delta H^\circ_{f,j},çã
sabendo que \Delta H^\circ_{f}(\mathrm{O}_{2})=0.

Passo 2

Calcular a entalpia total dos produtos usando os coeficientes estequiométricos:
\Delta H_{\text{produtos}} = 6\times\bigl(-393,5\\ \mathrm{kJ/mol}\bigr) +3\times\bigl(-285,8\\ \mathrm{kJ/mol}\bigr).

Passo 3

Executando as multiplicações:
6\times(-393,5) = -2361,0\\ \mathrm{kJ}, \quad 3\times(-285,8) = -857,4\\ \mathrm{kJ},
logo
\Delta H_{\text{produtos}} = -2361,0 + (-857,4) = -3218,4\\ \mathrm{kJ}.

Passo 4

Calcular a entalpia total dos reagentes:
\Delta H_{\text{reagentes}} = 1\times(49,0\\ \mathrm{kJ/mol}) + \tfrac{15}{2}\times 0 = 49,0\\ \mathrm{kJ}.

Passo 5

Aplicando a Lei de Hess:
\Delta H^\circ_{\text{combustão}} = \Delta H_{\text{produtos}} - \Delta H_{\text{reagentes}} = -3218,4\\ \mathrm{kJ} - 49,0\\ \mathrm{kJ} = -3267,4\\ \mathrm{kJ/mol}.ã

Passo 6

Calcular o calor de combustão por grama de benzeno. A massa molar do benzeno é
M(\mathrm{C}_{6}\mathrm{H}_{6}) = 6\times 12,0 + 6\times 1,0 = 78,0\\ \mathrm{g/mol}.
Portanto, o calor por grama é
\frac{\Delta H^\circ_{\text{combustão}}}{M} = \frac{-3267,4\\ \mathrm{kJ/mol}}{78,0\\ \mathrm{g/mol}} \approx -41,9\\ \mathrm{kJ/g}.ã

Resposta

\Delta H^\circ_{\text{combustão}} = -3267,4\\ \mathrm{kJ/mol}ã
Calor de combustão por grama de benzeno: -41,9\\ \mathrm{kJ/g}.

Exercícios relacionados