(Nilo, p. 289, q. 32) Calcule o calor-padrão de reação a 298,15 \mathrm{~K} para as seguintes reações:
2 \mathrm{CH}_{3} \mathrm{OH}_{(\mathrm{l})}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 2 \mathrm{HCHO}_{(\mathrm{g})}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})}

Passo 1

O enunciado nos pede o calor-padrão de reação a 298{,}15\\ \mathrm{K} para a reação
2\,\mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH}_{(l)} \;+\;\mathrm{O}_{2(g)} \;\longrightarrow\;2\,\mathrm{HCHO}_{(g)} \;+\;2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)}
O conteúdo envolve entalpias-padrão de formação \Delta H_{f}^{\circ} e a fórmula geral
\Delta H_{\mathrm{rxn}}^{\circ} \;=\;\sum \nu\,\Delta H_{f,\mathrm{prod}}^{\circ}\;-\;\sum \nu\,\Delta H_{f,\mathrm{reag}}^{\circ}.

Passo 2

Listamos as entalpias-padrão de formação a 298{,}15\\ \mathrm{K} (valores tabulados):
\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH}_{(l)}]=-238{,}66\\ \mathrm{kJ/mol}
\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{O}_{2(g)}]=0\\ \mathrm{kJ/mol}
\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{HCHO}_{(g)}]=-115{,}90\\ \mathrm{kJ/mol}
\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)}]=-285{,}83\\ \mathrm{kJ/mol}

Passo 3

Aplicamos a fórmula da entalpia de reação:
\Delta H_{\mathrm{rxn}}^{\circ} =2\,\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{HCHO}_{(g)}] +2\,\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(l)}] -\bigl(2\,\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{CH}_{3}\mathrm{OH}_{(l)}] +1\,\Delta H_{f}^{\circ}[\mathrm{O}_{2(g)}]\bigr).

Passo 4

Calculamos separadamente as somas:
\sum_{\mathrm{prod}} =2(-115{,}90)+2(-285{,}83)=-231{,}80-571{,}66=-803{,}46\\ \mathrm{kJ},
\sum_{\mathrm{reag}} =2(-238{,}66)+1\cdot0=-477{,}32\\ \mathrm{kJ}.

Passo 5

Subtraindo as somas, obtemos
\Delta H_{\mathrm{rxn}}^{\circ} =-803{,}46-(-477{,}32)=-326{,}14\\ \mathrm{kJ}.
Como o valor é negativo, a reação é exotérmica.

Resposta

\Delta H_{\mathrm{rxn}}^{\circ}(298{,}15\\ \mathrm{K}) =-326{,}1\\ \mathrm{kJ}

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