Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 50 do Enem 2016: a entalpia da formação do benzeno a partir do acetileno

Enem 2016 · 1º dia · caderno azul · Química · Físico-química

Nos outros cadernos: amarelo 47 · branco 87 · rosa 49

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B −150.

O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química:

3 C2H2(g)→C6H6(l)3\ \text{C}_2\text{H}_2(g) \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6(l)

A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais:

I.C2H2(g)+52 O2(g)→2 CO2(g)+H2O(l)ΔHc∘=−310 kcal/mol\text{I.}\quad \text{C}_2\text{H}_2(g) + \tfrac{5}{2}\,\text{O}_2(g) \rightarrow 2\ \text{CO}_2(g) + \text{H}_2\text{O}(l) \qquad \Delta H_c^\circ = -310\ \text{kcal/mol}

II.C6H6(l)+152 O2(g)→6 CO2(g)+3 H2O(l)ΔHc∘=−780 kcal/mol\text{II.}\quad \text{C}_6\text{H}_6(l) + \tfrac{15}{2}\,\text{O}_2(g) \rightarrow 6\ \text{CO}_2(g) + 3\ \text{H}_2\text{O}(l) \qquad \Delta H_c^\circ = -780\ \text{kcal/mol}

A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

O ΔH de 3 C₂H₂ → C₆H₆, usando as combustões.

Montando pela lei de Hess

  • Precisamos de 3 C₂H₂ como reagente: multiplicamos a equação I por 3.
  • Precisamos de C₆H₆ como produto: invertemos a equação II, e o sinal do ΔH também se inverte.
3 C2H2+152 O2→6 CO2+3 H2OΔH=3×(−310)=−9303\ \text{C}_2\text{H}_2 + \tfrac{15}{2}\,\text{O}_2 \rightarrow 6\ \text{CO}_2 + 3\ \text{H}_2\text{O} \qquad \Delta H = 3 \times (-310) = -930 6 CO2+3 H2O→C6H6+152 O2ΔH=+7806\ \text{CO}_2 + 3\ \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6 + \tfrac{15}{2}\,\text{O}_2 \qquad \Delta H = +780

Somando

O₂, CO₂ e H₂O se cancelam:

3 C2H2→C6H6ΔH=−930+780=−150 kcal3\ \text{C}_2\text{H}_2 \rightarrow \text{C}_6\text{H}_6 \qquad \Delta H = -930 + 780 = -150\ \text{kcal}

Alternativa B.

B Gabarito: alternativa B

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    Foi a mais marcada. −1 090 é −310 − 780: soma as duas combustões sem inverter a do benzeno e sem multiplicar a do acetileno por 3. (25,3% marcaram)

  • C

    −50 não sai da combinação correta das equações. (13,5% marcaram)

  • D

    +157 tem sinal errado e não corresponde à conta. (15,4% marcaram)

  • E

    +470 é −310 + 780: inverte a equação II, mas esquece de multiplicar a I por 3. (23,1% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 5.839.104 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 634 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 27ª mais difícil de 45 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.
Acertaram22,3%dos candidatos marcaram a B
Habilidade 26 · Competência 7Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos.
Como os candidatos responderam
  • A25,3% mais marcada
  • B22,3% ✓ gabarito
  • C13,5%
  • D15,4%
  • E23,1%

Em branco: 0,3% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza
  • abaixo de 50019,8%
  • 500 a 60021,4%
  • 600 a 70047,1%
  • 700 ou mais94,3%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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