Questão 71 da FUVEST 2022

Question

O \Delta\text{H}_{\text{II}}, relacionado à reação II, pode ser calculado a partir dos dados fornecidos para as reações I e III. O valor de \Delta\text{H}_{\text{II}}, em kcal/mol de \ce{O2} consumido, é igual a:

A
-90{,}5
B
-55{,}0
C
+27{,}5
D
+48{,}5
E
+55{,}0

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 71 da FUVEST 2022

1ª fase · Química: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação

TEXTO PARA AS QUESTÕES 70 E 71

Oxigênio (\text{O}_2) e ozônio (\text{O}_3) estão em constante processo de consumo e produção na estratosfera, como representado pelas equações químicas a seguir. As reações I e II ilustram etapas da produção de ozônio a partir de oxigênio, e a reação III mostra a restauração de oxigênio a partir de ozônio.

	Reação	\Delta\text{H} (kcal/mol de \text{O}_2)
I	\ce{O2 -> 2 O^{.}}	-118
II	\ce{2 O2 + 2 O^{.} -> 2 O3}	\Delta\text{H}_{\text{II}}
III	\ce{2 O3 -> 3 O2}	+21

O \Delta\text{H}_{\text{II}}, relacionado à reação II, pode ser calculado a partir dos dados fornecidos para as reações I e III. O valor de \Delta\text{H}_{\text{II}}, em kcal/mol de \ce{O2} consumido, é igual a:

A
-90{,}5
B
-55{,}0
C
+27{,}5
D
+48{,}5
E
+55{,}0

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Use a lei de Hess: somando as reações I e II, os intermediários se cancelam e obtemos o inverso da reação III.

Reação I: \ce{O2 -> 2 O^{.}}, que consome 1\ \text{mol} de \ce{O2}. Como \Delta H é dado por mol de \ce{O2}, \Delta H_I = -118\ \text{kcal}.
Reação III: \ce{2 O3 -> 3 O2}, que forma 3\ \text{mol} de \ce{O2}. Então \Delta H_{III} = 3 \cdot (+21) = +63\ \text{kcal}.
Somando I e II: \ce{O2 + 2 O2 + 2 O^{.} -> 2 O^{.} + 2 O3}. Cancelando os \ce{O^{.}}, sobra \ce{3 O2 -> 2 O3}, que é o inverso da III. Logo \Delta H_I + \Delta H_{II} = -63\ \text{kcal}.
Então \Delta H_{II} = -63 - (-118) = +55\ \text{kcal}. Esse valor vale para a reação II como escrita, que consome 2\ \text{mol} de \ce{O2}.
Por mol de \ce{O2} consumido: \dfrac{+55}{2} = +27{,}5\ \text{kcal/mol de } \ce{O2}.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa E engana quem para em +55 e não converte para kcal por mol de \ce{O2} consumido, dividindo por 2.

Por que as outras alternativas estão erradas

ANão tem base na lei de Hess; é um valor sem relação com a combinação correta das reações.
BErro de sinal ao combinar as reações, resultando em -55 em vez de +55 para a reação inteira, e sem dividir por 2.
DUsa 21 por mol de \ce{O2} como se fosse valor total da III, e não multiplica por 3.
EAcha +55 para a reação II inteira, mas esquece de dividir por 2\ \text{mol} de \ce{O2} consumidos.

Assunto: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação.

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