Questão 50 do ENEM 2016 — Química
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 ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química: 3 C2H2(g) → C6H6(l).
A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais: I. C2H2(g) + 5/2 O2(g) → 2 CO2(g) + H2O(l), ΔHc° = -310 kcal/mol; II. C6H6(l) + 15/2 O2(g) → 6 CO2(g) + 3 H2O(l), ΔHc° = -780 kcal/mol.
A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de
Resolução comentada
Na trimerização, três moléculas de acetileno formam um benzeno: 3 C₂H₂ → C₆H₆. Pela Lei de Hess, com as entalpias de combustão fornecidas, ΔH = 3·ΔH(combustão do acetileno) − ΔH(combustão do benzeno) = 3·(−310) − (−780) = −930 + 780 = −150 kcal por mol de benzeno.
O valor −1090 resulta de somar as duas entalpias sem aplicar a Lei de Hess corretamente: é preciso multiplicar a do acetileno por 3 (são três mols consumidos) e inverter o sinal da combustão do benzeno, pois ele é produto, não reagente.