1. Durante muito tempo produzido a partir da destilação da madeira, o que lhe valeu a alcunha de “álcool de madeira”, o metanol pode ser utilizado como combustível, com calor padrão de combustão a 25^{\circ} \mathrm{C} de -726,5 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol} e densidade 0,8 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}. Para a queima completa de 1 litro de metanol, a quantidade de calor liberado, em kJ, e a massa de \mathrm{CO}_{2}, em gramas, são, respectivamente,
    a) 1,82 \cdot 10^{4} \mathrm{e} 1,1 \cdot 10^{3}
    b) 2,13 \cdot 10^{4} \mathrm{e} 8,0 \cdot 10^{2}
    c) 2,13 \cdot 10^{4} \mathrm{e} 1,1 \cdot 10^{3}
    d) 1,82 \cdot 10^{4} \mathrm{e} 8 \cdot 10^{2}
    e) 3,64 \cdot 10^{4} e 1,8 \cdot 10^{3}

Passo 1

O enunciado pede a quantidade de calor liberado e a massa de C O_{2} gerada na combustão completa de 1 L de metanol. Para isso, vamos usar:
  1. Conversão de volume em massa via densidade.
  2. Cálculo do número de mols de metanol a partir de sua massa e massa molar.
  3. Aplicação do calor padrão de combustão por mol para obter o calor total.
  4. Estequiometria da reação para determinar mols e massa de C O_{2} produzida.

Passo 2

Calcular a massa de 1 L de metanol e o número de mols de metanol:
m = \rho \,V = 0{,}8\,\mathrm{g/mL}\times 1000\,\mathrm{mL} = 800\,\mathrm{g}
n = \frac{m}{M} = \frac{800\,\mathrm{g}}{32{,}0\,\mathrm{g/mol}} = 25\,\mathrm{mol}

Passo 3

Usar o calor padrão de combustão para 25 mol:
q = n \,\Delta H_\mathrm{comb} = 25\,\mathrm{mol}\times(-726{,}5\,\mathrm{kJ/mol}) = -18162{,}5\,\mathrm{kJ}
Como o enunciado quer o calor liberado em módulo, temos aproximadamente
1,82\times 10^{4}\,\mathrm{kJ}

Passo 4

A reação balanceada é
\mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH} + \tfrac{3}{2}\mathrm{O}_{2} \to \mathrm{CO}_{2} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Logo, cada mol de metanol gera 1 mol de C O_{2}. Para 25 mol de metanol:
n_{\mathrm{CO}_{2}}=25\,\mathrm{mol}
A massa de C O_{2} é
m_{\mathrm{CO}_{2}}=n_{\mathrm{CO}_{2}}M_{\mathrm{CO}_{2}}=25\,\mathrm{mol}\times 44{,}0\,\mathrm{g/mol}=1100\,\mathrm{g}

Resposta

a) 1,82\times10^{4} kJ e 1,1\times10^{3} g

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