(Originais Teachy 2023) - Questão Muito Difícil de Química

Para avaliar a compreensão dos alunos sobre entalpia, proponho a seguinte questão: Em uma aula de laboratório, um grupo de estudantes realiza a reação de síntese do metano (CH4) a partir de seus elementos constituintes, carbono (C) e hidrogênio (H2). A equação química balanceada para a reação é: C(s) + 2H2(g) -> CH4(g). Sabendo que a entalpia padrão de formação do metano é de -74,8 kJ/mol, e que a entalpia padrão de formação do carbono grafite é de 0 kJ/mol, responda: (1) Qual é a entalpia da reação de síntese do metano a partir dos seus elementos constituintes? (2) Considerando a entalpia de combustão do metano, que é de -890,4 kJ/mol, determine se a reação de síntese do metano é exotérmica ou endotérmica e justifique sua resposta com base nos conceitos de entalpia.

O princípio da conservação da massa afirma que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Considerando essa lei, qual a quantidade de massa em uma reação química que ocorre entre 25 gramas de oxigênio e 10 gramas de hidrogênio para produzir água?

Pedro está projetando uma escultura flutuante para um evento escolar. Ele selecionou três materiais diferentes para as seções principais da escultura: um cilindro de madeira com 1,5 m de comprimento e diâmetro de 0,3 m, esferas de plástico com 10 cm de diâmetro e cubos de metal com 15 cm de aresta. Ele sabe que a densidade da madeira é de 700 kg/m³, do plástico é de 900 kg/m³ e do metal é de 7800 kg/m³, e precisa determinar quais componentes irão flutuar na água e quais afundarão. A água tem uma densidade média de 1.000 kg/m³. a) Calcule a densidade das três seções principais da escultura e b) determine quais componentes irão flutuar e quais afundarão, justificando sua resposta a partir dos cálculos de densidade.