Exercícios sobre combustão
Nesta lista de exercícios, vamos exercitar conceitos de uma das principais reações químicas, a reação de combustão.
Publicado por: Stéfano Araújo NovaisQuestões
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Questão 1
(Unifor / 2025.1) O biogás é o gás capturado da decomposição de materiais orgânicos e até mesmo esterco ou dejeto humano. Porém, para que este gás possa ser gerado e capturado, a decomposição do material orgânico deve ser anaeróbica. Este processo ocorre porque, sem ar, cria-se um ambiente propício para a proliferação de determinadas bactérias que, durante a decomposição dos materiais orgânicos, causam uma fermentação que solta o biogás, composto em maior quantidade por gases como: metano (CH4) e gás carbônico (CO2), e, em menores volumes, gás sulfídrico (H2S), vapor de água (H2O), nitrogênio (N2) e outros. A purificação deste biogás se faz necessária porque a combustão desta mistura pode agravar os danos ao meio-ambiente.
Disponível em: https://orizonvr.com.br/biogas-o-que-e-producao-e-principaisvantagens/. Acesso em: 08 out. 2024. (Adaptado)
Em relação à combustão desses gases presentes no biogás, analise as afirmativas a seguir.
- A combustão do gás metano produz monóxido de carbono e água, sendo o monóxido de carbono mais prejudicial ao efeito estufa.
- O gás sulfídrico em combustão libera óxidos de enxofre, que promovem a formação de chuvas ácidas.
- A combustão do gás nitrogênio produz a formação de amônia e água, sendo o vapor d'água um dos gases responsáveis pelo efeito estufa.
É correto apenas o que se afirma em:
- II.
- III.
- I e II.
- I e III.
- I, II e III
Letra A.
O monóxido de carbono, CO, embora tóxico, não é um gás estufa. O gás estufa de carbono é o CO2.
A combustão do N2 dificilmente ocorre, pois esse gás é praticamente inerte. Mesmo assim, caso ela ocorresse, o produto formado seria um óxido de nitrogênio (NOx), e não a amônia (NH3).
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Questão 2
(UEA – SIS – 3ª série/2024) A combustão incompleta de combustíveis fósseis para geração de energia e a queima de plásticos, como policloreto de vinila (PVC), resultam em compostos voláteis que são considerados poluentes atmosféricos, pois não são componentes da composição média do ar.
Dentre os poluentes atmosféricos resultantes dessas queimas, estão os compostos:
- CO e N2
- CO e HCℓ
- N2 e CO2
- HCℓ e N2
- H2 e CO2
Letra B.
O PVC, policloreto de vinila, é obtido a partir da polimerização do cloreto de vinila, de fórmula C2H3Cℓ. Na combustão incompleta desse composto, ou seja, sem a quantidade adequada de oxigênio, a quantidade de calor presente pode fazer com que os átomos de carbono sejam convertidos ao CO, enquanto o cloro pode ser convertido ao ácido clorídrico.
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Questão 3
(Fuvest 2023) O cientista Richard Feynman, prêmio Nobel de Física em 1965, fez comentários sobre o processo de combustão em uma entrevista chamada Fun to Imagine. Segundo ele, à primeira vista, é impressionante pensar que os átomos de carbono de uma árvore não entram em combustão com o oxigênio da atmosfera de forma espontânea, já que existe uma grande afinidade entre essas espécies para a formação de CO2. Entretanto, quando a reação tem início, o fogo se espalha facilmente.
Essa aparente contradição pode ser explicada pois
- a reação depende de um processo que concentre o carbono para ocorrer.
- o fogo torna a reação desfavorável.
- o fogo depende da presença de CO2 para começar.
- o átomo de carbono da árvore é muito mais resistente ao O2 do que os átomos de carbono dispersos no fogo.
- a reação precisa de uma energia de ativação para começar.
Letra E.
Toda reação química, como é o caso da reação de combustão, necessita de uma energia de ativação para ocorrer. Portanto, por mais que o combustível e o comburente estejam em contato, sem esse gatilho energético, a reação não ocorre.
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Questão 4
(UEA – SIS – 1ª série/2021) O gás natural é constituído por hidrocarbonetos, principalmente pelo gás metano (CH4).
Na combustão do gás metano com excesso de comburente (O2), formam-se
- H2CO3 e H2
- CO e H2
- C e H2O2
- CO2 e H2O
- C2H4 e H2O
Letra D.
Se há excesso de comburente, então a combustão é completa. Assim, são produzidos CO2 e H2O, conforme equação a seguir.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
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Questão 5
Em incêndios, as vítimas fatais, na maioria das vezes, acabam vindo a falecer por conta da inalação de um subproduto gasoso da combustão incompleta. Tal gás é muito letal e inodoro.
Desse modo, é possível identificar a fórmula do subproduto gasoso de combustão incompleta como:
- CO2
- H2O
- C
- CO
- H2O2
Letra D.
Em combustões incompletas de matérias orgânicas, o que ocorre nos incêndios que possuem vítimas fatais, há a produção do gás CO, monóxido de carbono, produzido a partir da oxidação parcial da matéria orgânica. Esse gás é muito letal e asfixiante.
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Questão 6
O gás hidrogênio, H2, é sempre alvo de discussão quando o assunto é transição energética. Além de ser um combustível limpo, ele produz quantidades muito maiores de energia se comparado aos combustíveis fósseis tradicionais, como gasolina ou diesel.
O gás hidrogênio é considerado um combustível limpo, pois:
- sua combustão produz apenas água.
- sua combustão produz apenas substâncias biodegradáveis, as quais são consumidas por microrganismos do meio ambiente.
- sua combustão não produz produtos perigosos, além de não necessitar de energia para ignição.
- sua combustão produz água oxigenada, H2O2, a qual é facilmente quebrada por ação da luz.
- sua combustão produz diversos gases, mas como estes são leves, difundem-se facilmente no ar, impedindo qualquer tipo de poluição.
Letra A.
O H2, ao ser queimado, produz apenas água, a qual não apresenta risco à nossa saúde.
H2 + ½ O2 → H2O
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Questão 7
É comum em postos de gasolina haver o aviso para não fumar, principalmente durante o abastecimento. Em termos de conhecimento das reações de combustão, a proibição do fumo é considerada:
- desnecessária, uma vez que não há como haver contato entre o cigarro e moléculas do combustível.
- necessária, já que a chama do cigarro é capaz de servir como ignição para as moléculas gasosas dos combustíveis entrarem em combustão.
- necessária, uma vez que os produtos da combustão do fumo, extremamente tóxicos, podem entrar em contato com o combustível, assim trazendo perda significativa da sua qualidade.
- desnecessária, uma vez que o posto é um ambiente aberto e ventilado, o que permite a rápida dispersão dos componentes químicos ali produzidos.
- desnecessária, uma vez que os depósitos de combustível estão subterrâneos e, ao abastecer o carro, o combustível é colocado no tanque de forma tão rápida que não há como haver contato com o ambiente externo.
Letra B.
Para haver uma reação de combustão, além do combustível e do comburente (nesse caso, o gás oxigênio presente no ar), é também necessária uma energia de ativação, a qual pode ser uma simples faísca oriunda do cigarro. Os combustíveis possuem compostos voláteis, os quais escapam facilmente para a atmosfera durante o ato de abastecimento, uma vez que as mangueiras não impedem esse tipo de transferência.
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Questão 8
Em termos de termodinâmica, podemos classificar uma reação de combustão como sendo uma reação:
- endotérmica, onde há absorção de calor.
- exotérmica, sem qualquer transferência de calor.
- endotérmica, sem qualquer transferência de calor.
- exotérmica, onde há liberação de calor.
- exotérmica, onde há absorção de calor.
Letra D.
Toda reação de combustão libera calor e, dessa forma, tais reações são sempre classificadas como exotérmicas.
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Questão 9
Um estudo de laboratório avalia a capacidade de produção de energia a partir da combustão de diversos combustíveis fósseis. Os valores obtidos de energia produzida (em kJ/g) estão dispostos a seguir.
Substância
Energia produzida (kJ/g)
Metano
55,6
Etino
50
Etano
52
Propano
50,5
Butano
49,6
Supondo que os níveis de conversão desses combustíveis citados fossem os mesmos, um veículo que fosse abastecido com a mesma massa dessas substâncias, desenvolvendo o mesmo trajeto, percorreria uma distância maior quando em seu tanque tivesse o combustível:
- metano.
- etino.
- etano.
- propano.
- butano.
Letra A.
O metano é o combustível que mais produz energia por cada grama. Dessa forma, o veículo conseguiria percorrer uma distância maior quando abastecido com esse combustível, pois teria mais energia disponível.
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Questão 10
A reação de combustão é também uma reação de oxidação, pois o combustível é oxidado pela ação do comburente. Dessa forma, podemos entender que uma substância precisa ser capaz de ser oxidada para atuar como combustível.
Com base no que foi exposto, uma substância que não pode atuar como combustível é:
- SO2.
- CO.
- C.
- H2O.
- S.
Letra D.
Na água, o hidrogênio já atingiu o seu estado máximo de oxidação, sendo sua carga igual a +1. Dessa forma, esse elemento não pode ser mais oxidado e, portanto, não pode atuar como combustível.
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Questão 11
O principal comburente para reações de combustão é o gás oxigênio, O2. Dos combustíveis a seguir, indique o que necessitará de maior quantidade de O2 para a combustão completa de cada molécula presente.
- Metano, CH4.
- Propano, C3H8.
- Butano, C4H10.
- Etanol, C2H6O.
- Metanol, CH4O.
Letra C.
Cada molécula de butano necessita, proporcionalmente, de 6,5 moléculas de O2 para sua combustão completa, conforme equação a seguir.
C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
De modo geral, quanto menos carbono presente na molécula de combustível, menos CO2 é produzido e, assim sendo, menos gás oxigênio é necessário para combustão completa.
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Questão 12
Uma leitura termodinâmica importante é a da entalpia de combustão, que apresenta a quantidade de calor produzida na combustão de 1 mol da substância.
Esse valor pode ser obtido a partir de um aparato conhecido como bomba calorimétrica, que permite a avaliação da combustão da substância em condições controladas.
Para uma análise em uma bomba calorimétrica, os cientistas inseriram 0,1 mol de uma determinada substância. Após a combustão, chegou-se ao resultado de que foram produzidos 37,2 kJ de energia. Dessa forma, pode-se dizer que a entalpia de combustão dessa substância, em kJ/mol, é igual a:
- 37,2 kJ/mol.
- 0,1 kJ/mol.
- 3,72 kJ/mol.
- 0,01 kJ/mol.
- 372 kJ/mol.
Letra E.
A entalpia de combustão consiste na quantidade de calor produzida pela combustão de 1 mol da substância. Se 0,1 mol da substância produziu 37,2 kJ de energia, proporcionalmente, 1 mol (que é um valor dez vezes maior que 0,1) produzirá 372 kJ de energia.