Questão 131 do Enem 2019 PPL: a entalpia de queimar 1 kg de hidrogênio

Enem 2019 PPL · 2º dia · caderno azul · Química · Físico-química

Nos outros cadernos: amarelo 122 · cinza 107 · rosa 101

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B −121 000

O gás hidrogênio é considerado um ótimo combustível — o único produto da combustão desse gás é o vapor de água, como mostrado na equação química.

$2\ \text{H}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2\ \text{H}_2\text{O}(g)$

Um cilindro contém 1 kg de hidrogênio e todo esse gás foi queimado. Nessa reação, são rompidas e formadas ligações químicas que envolvem as energias listadas no quadro.

Ligação química	Energia de ligação (kJ/mol)
H−H	437
H−O	463
O=O	494

Massas molares (g/mol): H₂ = 2; O₂ = 32; H₂O = 18.

Qual é a variação da entalpia, em quilojoule, da reação de combustão do hidrogênio contido no cilindro?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A variação de entalpia ao queimar 1 kg de H₂, usando energias de ligação.

Energia por equação (2 mol de H₂)

Rompidas (absorvem energia):

2\ (\text{H–H}) + 1\ (\text{O=O}) = 2 \times 437 + 494 = 1\,368\ \text{kJ}

Formadas (liberam energia): cada H₂O tem duas ligações O–H, e são 2 H₂O:

4\ (\text{O–H}) = 4 \times 463 = 1\,852\ \text{kJ}

\Delta H = 1\,368 - 1\,852 = -484\ \text{kJ}\ \text{(para 2 mol de H}_2)

Ou seja, −242 kJ por mol de H₂.

Para 1 kg

n = \frac{1\,000\ \text{g}}{2\ \text{g/mol}} = 500\ \text{mol}

\Delta H = 500 \times (-242) = -121\,000\ \text{kJ}

Alternativa B.

B Gabarito: alternativa B

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Usa −484 kJ (o valor para 2 mol de H₂) como se fosse por mol. Dobra a resposta.
C
Não converte 1 kg em 500 mol de H₂, ou erra a ordem de grandeza.
D
Sinal positivo indicaria reação endotérmica. A combustão libera energia.
E
Também tem sinal trocado: inverte rompimento e formação das ligações.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 643 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 18ª mais difícil de 44 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.

Habilidade 25 · Competência 7Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

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