Questão do ENEM 2022

Ciências da Natureza · habilidade 26Reaplicação · Caderno Azul · Questão 102

Os combustíveis são materiais utilizados na produção de energia que, dependendo da sua composição, podem produzir diferentes substâncias. Por exemplo, numa queima completa, o hidrogênio se transforma em $\mathrm{H_2O}$ ; e o carbono, em $\mathrm{CO_2}$ .

O quadro apresenta as entalpias de combustão de alguns combustíveis nas condições padrão.

ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. São Paulo: Bookman, 2018 (adaptado).

Visando a redução do impacto ambiental, qual dos combustíveis listados libera maior quantidade de energia com menor produção de $\mathrm{CO_2}$ ?

Alternativa A: Carbono.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O carbono libera 394 kJ por mol de $\mathrm{CO_2}$ formado, o menor valor da tabela. Cada carbono queimado gera uma molécula de $\mathrm{CO_2}$ e entrega pouca energia, pois não há hidrogênio para contribuir.
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Alternativa B: Etino.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O etino libera 1 300 kJ por mol e forma 2 mol de $\mathrm{CO_2}$ , o que dá $\frac{1\,300}{2} = 650$ kJ por mol de $\mathrm{CO_2}$ , valor menor que o do propano.
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Alternativa C: Propano. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Para comparar o impacto ambiental, calcula-se a energia liberada por mol de $\mathrm{CO_2}$ produzido, dividindo a entalpia pelo número de carbonos da fórmula. Carbono: 394; etino: 650; propano: $\frac{2\,220}{3} = 740$ ; butano: $\frac{2\,878}{4} \approx 720$ ; octano: $\frac{5\,471}{8} \approx 684$ (kJ por mol de $\mathrm{CO_2}$ ). O propano é o maior valor.
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Alternativa D: Butano.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O butano libera $\frac{2\,878}{4} \approx 720$ kJ por mol de $\mathrm{CO_2}$ , um pouco abaixo do propano, que libera 740 kJ.
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Alternativa E: Octano.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O octano libera mais energia por mol, mas também gera 8 mol de $\mathrm{CO_2}$ . A razão é $\frac{5\,471}{8} \approx 684$ kJ por mol de $\mathrm{CO_2}$ , menor que a do propano. Olhar só a energia total ignora a produção de $\mathrm{CO_2}$ .
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Fonte e auditoria

Código INEP: 141632
Código da prova: 1125
Arquivo do PDF: ENEM_2022_P2_CAD_07_DIA_2_AZUL.pdf