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...

O benzeno, um importante solvente para a indústria q... | Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question

A questão envolve o cálculo da variação de entalpia da reação de trimerização do acetileno ( $3 C_{2} H_{2} \to C_{6} H_{6}$ ) a partir das entalpias de combustão fornecidas. Pela Lei de Hess, a entalpia da reação desejada pode ser obtida combinando as reações de combustão de forma a cancelar os produtos e reagentes indesejados.

A reação de formação de benzeno a partir de acetileno é: $3 C_{2} H_{2} (g) \to C_{6} H_{6} (l)$ .

Temos as reações de combustão:
(I) $C_{2} H_{2} (g) + \frac{5}{2} O_{2} (g) \to 2 CO_{2} (g) + H_{2} O (l)$ $Δ H = - 310 kcal/mol$
(II) $C_{6} H_{6} (l) + \frac{15}{2} O_{2} (g) \to 6 CO_{2} (g) + 3 H_{2} O (l)$ $Δ H = - 780 kcal/mol$

Para obter a reação desejada, invertemos a reação (II) e multiplicamos a reação (I) por 3:

$3 \times$ (I): $3 C_{2} H_{2} (g) + \frac{15}{2} O_{2} (g) \to 6 CO_{2} (g) + 3 H_{2} O (l)$ $Δ H = 3 \times (- 310) = - 930 kcal$

(II) invertida: $6 CO_{2} (g) + 3 H_{2} O (l) \to C_{6} H_{6} (l) + \frac{15}{2} O_{2} (g)$ $Δ H = + 780 kcal$

Somando as duas equações, os termos $O_{2}$ , $CO_{2}$ e $H_{2} O$ se cancelam, resultando em:
$3 C_{2} H_{2} (g) \to C_{6} H_{6} (l)$ com $Δ H = - 930 + 780 = - 150 kcal$ .

Portanto, a variação de entalpia é de $- 150 kcal$ , que corresponde ao valor da opção correta.

As demais opções estão incorretas: a opção com valor $- 1.090$ kcal resultaria de somar os módulos sem inverter a reação (II); a opção $- 50$ kcal poderia vir de um erro de cálculo como subtrair 780 de 930; as opções positivas (+157 e +470) indicam confusão no sinal ou na inversão da reação.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias Question #019e5c03

Official Explanation / Community Explanations

Explicação Oficial