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Questão 39 do IME 2026

Prova objetiva · Química · Química: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação

Um terço do calor padrão de reação liberado pela combustão completa de 1 mol do gás sulfeto de carbonila, na presença de ar atmosférico, é transferido para 1 kg de água, mantida no estado líquido sob pressão.

Considere:

  • Composição molar do ar atmosférico: 21\%\ \ce{O2}\ /\ 79\%\ \ce{N2}
  • Calor específico da água líquida: 4{,}2\ \text{kJ}/(\text{kg}^\circ\text{C})
  • \Delta\text{H}_f^o do sulfeto de carbonila: - 142\ \text{kJ/mol}
  • \Delta\text{H}_f^o do dióxido de carbono: - 393\ \text{kJ/mol}
  • \Delta\text{H}_f^o do dióxido de enxofre: - 296\ \text{kJ/mol}

A variação de temperatura experimentada pela água, em ^\circ\text{C}, nessas condições, é de:

  1. A
    86
  2. B
    65
  3. C
    110
  4. D
    43
  5. E
    130
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Resolução comentada

O sulfeto de carbonila é o \ce{COS}. Sua combustão completa produz \ce{CO2} e \ce{SO2}:

\ce{COS(g) + 3/2 O2(g) -> CO2(g) + SO2(g)}

O calor padrão de reação vem das entalpias de formação: \Delta H = \sum \Delta H_f(\text{produtos}) - \sum \Delta H_f(\text{reagentes}). O \ce{O2} é substância simples, então seu \Delta H_f vale zero.

  1. Produtos: -393 + (-296) = -689\ \text{kJ}
  2. Reagentes: -142\ \text{kJ}
  3. \Delta H = -689 - (-142) = -547\ \text{kJ/mol}

São liberados 547\ \text{kJ} por mol de \ce{COS}. A questão diz que só um terço desse calor vai para a água:

Q = \frac{547}{3} \approx 182{,}3\ \text{kJ}

Usando Q = m\,c\,\Delta T com m = 1\ \text{kg} e c = 4{,}2\ \text{kJ/(kg}^\circ\text{C)}:

\Delta T = \frac{182{,}3}{1 \cdot 4{,}2} \approx 43{,}4\ ^\circ\text{C}

A composição do ar (21\%\ \ce{O2} e 79\%\ \ce{N2}) é dado desnecessário: o calor é o da reação padrão, e o \ce{N2} não participa dela.

A variação de temperatura é de aproximadamente 43\ ^\circ\text{C}.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem esquece que apenas um terço do calor é transferido para a água; o ar atmosférico é dado irrelevante.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACorresponde a cerca de 2/3 do calor, não a 1/3 (aprox. 87 °C).
  • BNão resulta de nenhuma etapa correta do cálculo; valor sem base no \Delta H de -547 kJ/mol.
  • CNão corresponde ao cálculo correto; resulta de erro na entalpia ou na fração do calor.
  • EEquivale a usar o calor total (547/4{,}2 \approx 130 °C), esquecendo de dividir por 3.

Assuntos: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação, Combustão e poder calorífico.

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Fonte: IME 2026 · Prova objetiva. Prova oficial ↗