Questão do ENEM 2020

Ciências da Natureza · habilidade 26Reaplicação · Caderno Azul · Questão 135

O carvão é um combustível que tem várias substâncias em sua composição. Em razão disso, quando é representada sua queima com o oxigênio (massa molar 16 g mol $^{-1}$ ), simplifica-se elaborando apenas a combustão completa do carbono (massa molar 12 g mol $^{-1}$ ). De acordo com o conteúdo médio de carbono fixo, o carvão é classificado em vários tipos, com destaque para o antracito, que apresenta, em média, 90% de carbono. Esse elevado conteúdo favorece energeticamente a combustão, no entanto, libera maior quantidade de gás que provoca efeito estufa.

Supondo a queima completa de 100 g de carvão antracito, a massa de gás liberada na atmosfera é, em grama, mais próxima de

Alternativa A: 90,0.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor 90,0 g é a massa de carbono presente nos 100 g de antracito, e não a do gás liberado. O gás é o $\mathrm{CO_2}$ , que inclui também a massa do oxigênio consumido na reação.
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Alternativa B: 210,0.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor 210 g resulta de 7,5 mol de gás com massa molar 28 g/mol, ou seja, de monóxido de carbono. A combustão completa forma $\mathrm{CO_2}$ , de massa molar 44 g/mol.
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Alternativa C: 233,3.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor 233,3 g vem de tratar os 100 g como carbono puro, ignorando os 90%, e de usar a massa molar do monóxido de carbono. A combustão completa forma $\mathrm{CO_2}$ , e só 90 g são de carbono.
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Alternativa D: 330,0. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Em 100 g de antracito há 90 g de carbono, que correspondem a $\frac{90}{12} = 7{,}5$ mol. Na combustão completa, $\mathrm{C + O_2 \rightarrow CO_2}$ , cada mol de carbono gera 1 mol de $\mathrm{CO_2}$ , de massa molar $12 + 2 \cdot 16 = 44$ g/mol. Logo, a massa de gás liberada é $7{,}5 \cdot 44 = 330$ g.
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Alternativa E: 366,7.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor 366,7 g aparece quando se calcula $\frac{100}{12} \cdot 44$ , isto é, quando se considera que os 100 g são todos de carbono. O enunciado informa que apenas 90% da massa é carbono.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 40789
Código da prova: 637
Arquivo do PDF: ENEM_2020_P2_CAD_07_DIA_2_AZUL.pdf