O gás natural (metano) é um combustível utilizado, em usinas termelétricas, na geração de eletricidade, a partir da energia liberada na combustão.
CH4(g)+2 O2(g) CO2(g)+2 H2 O(g) De
Em Ibirité, região metropolitana de Belo Horizonte, está em fase de instalação uma termelétrica que deveria ter, aproximadamente, uma produção de 2,4.10^9 kJ / hora de energia elétrica. Considere que a energia térmica liberada na combustão do metano é completamente convertida em energia elétrica. Nesse caso, a massa de CO2 lançada na atmosfera será, aproximadamente, igual a:
a) 3 toneladas/hora
b) 18 toneladas/hora
c) 48 toneladas/hora
d) 132 toneladas/hora
Dada MMCO 2=44,01 g cdot mol^-1

Passo 1

Beleza, aqui o enunciado diz que a gente queima metano (CH₄) segundo a reação
CH4(g) + 2,O2(g) to CO2(g) + 2,H2O(g) De
A usina precisa gerar kJ de energia por hora, e a ideia é converter toda a energia térmica em elétrica. A pergunta é: qual a massa de CO₂ jogada na atmosfera por hora?
Conteúdo envolvido: estequiometria e calor de reação (entalpia). Vamos precisar usar a entalpia por mol para descobrir quantos mols de CH₄ (e, consequentemente, de CO₂) são queimados a cada hora, e depois transformar mols de CO₂ em massa usando a massa molar.

Passo 2

Primeiro, calculamos quantos mols de metano são necessários para gerar nCH4 = 2,4times10^9 kJ800 kJ/mol = 3,0times10^6 mol kJ.
Como a reação libera 800 kJ para cada mol de CH₄, basta dividir a energia total pela entalpia por mol:
nCO2 = 3,0times10^6 mol
Cada mol de CH₄ gera 1 mol de CO₂ (veja a estequiometria da reação), então:

Passo 3

Agora convertemos mols de CO₂ em massa. A massa molar dada é mCO2 = nCO2times MCO2 = 3,0times10^6 moltimes44,01 g/mol =1,3203times10^8 g . Logo:
mCO2 = 1,3203times10^8 g10^6 g/t approx132 t
Em toneladas ( ):

Resposta

A massa de CO₂ lançada na atmosfera será de aproximadamente 132 toneladas por hora (opção d).

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