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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 120 do ENEM 2020

2º dia · Ciências da Natureza · H12 · Química: Cálculo estequiométrico

O crescimento da frota de veículos em circulação no mundo tem levado à busca e desenvolvimento de tecnologias que permitam minimizar emissões de poluentes atmosféricos. O uso de veículos elétricos é uma das propostas mais propagandeadas por serem de emissão zero. Podemos comparar a emissão de carbono na forma de \ce{CO2} (massa molar igual a 44\text{ g mol}^{-1}) para os dois tipos de carros (a combustão e elétrico). Considere que os veículos tradicionais a combustão, movidos a etanol (massa molar igual a 46\text{ g mol}^{-1}), emitem uma média de 2{,}6\text{ mol} de \ce{CO2} por quilômetro rodado, e os elétricos emitem o equivalente a 0{,}45\text{ mol} de \ce{CO2} por quilômetro rodado (considerando as emissões na geração e transmissão da eletricidade). A reação de combustão do etanol pode ser representada pela equação química:

\ce{C2H5OH (l) + 3 O2 (g) -> 2 CO2 (g) + 3 H2O (g)}

Foram analisadas as emissões de \ce{CO2} envolvidas em dois veículos, um movido a etanol e outro elétrico, em um mesmo trajeto de 1\,000\text{ km}.

CHIARADIA, C. A. Estudo da viabilidade da implantação de frotas de veículos elétricos e híbridos elétricos no atual cenário econômico, político, energético e ambiental brasileiro. Guaratinguetá: Unesp, 2015 (adaptado).

A quantidade equivalente de etanol economizada, em quilograma, com o uso do veículo elétrico nesse trajeto, é mais próxima de

  1. A
    50.
  2. B
    60.
  3. C
    95.
  4. D
    99.
  5. E
    120.
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Resolução comentada

A economia de CO₂ vem da diferença entre as emissões dos dois veículos no trajeto. Depois, usamos a estequiometria da combustão para descobrir quanto etanol produziria esse CO₂.

  1. Emissão do carro a etanol em 1 000 km: 2{,}6 \times 1\,000 = 2\,600\ \text{mol de CO}_2.

  2. Emissão do carro elétrico: 0{,}45 \times 1\,000 = 450\ \text{mol de CO}_2.

  3. Diferença (CO₂ que deixa de ser emitido): 2\,600 - 450 = 2\,150\ \text{mol de CO}_2.

  4. Pela equação, 1\ \text{mol de etanol} produz 2\ \text{mol de CO}_2. Então o etanol equivalente é \frac{2\,150}{2} = 1\,075\ \text{mol}.

  5. Convertendo para massa: 1\,075 \times 46 = 49\,450\ \text{g} \approx 49{,}5\ \text{kg}.

O valor mais próximo é 50 kg. Note que a massa molar do CO₂ (44 g/mol) não é necessária, pois todo o cálculo pode ser feito em mols.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa D engana quem esquece que 1 mol de etanol gera 2 mol de CO₂ e multiplica os 2 150 mol de CO₂ diretamente por 46 g/mol.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BValor sem correspondência com o cálculo correto; não sai de nenhuma etapa da estequiometria.
  • CIgnora a proporção 1 etanol : 2 CO₂ e usa quase 1 mol de etanol por mol de CO₂ (cerca de 2 150 mol × 46 g ≈ 99 kg, e não 95).
  • DEsquece a proporção 1:2 da equação e converte 2 150 mol de CO₂ direto em mol de etanol (2 150 × 46 g ≈ 99 kg).
  • EUsa apenas a emissão do carro a etanol (2 600 mol ÷ 2 × 46 g ≈ 60 kg) ou outro erro; não desconta o elétrico corretamente e ainda se afasta do valor certo.

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Mol, massa molar e constante de Avogadro.

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