(Originais Teachy 2023) - Questão Muito Difícil de Química

Ao realizar o balanceamento de uma reação química, é necessário igualar a quantidade de átomos de cada elemento presente nos reagentes e nos produtos. Qual das alternativas abaixo representa corretamente a equação balanceada da reação de combustão do gás metano (CH4) em oxigênio (O2), formando dióxido de carbono (CO2) e água (H2O)?

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.

As nitrilas e isonitrilas são compostos orgânicos que possuem um grupo funcional característico, e são amplamente utilizadas na síntese de compostos complexos. Além disso, essas substâncias desempenham papéis significativos em diversas aplicações industriais, como a produção de polímeros e fármacos. Considere o processo de obtenção de uma nitrila a partir de um aldeído no qual se utiliza como catalisador o cianeto de sódio em meio aquoso e presença de um agente desidratante. Durante o processo, a reação em questão segue a sequência: o aldeído sofre uma adição nucleofílica de íon cianeto (CN⁻), formando um cianoidrina que, por sua vez, sofre uma desidratação para produzir a nitrila desejada. Considerando os aspectos químicos envolvidos nesse processo e a nomenclatura IUPAC das substâncias mencionadas, identifique a estrutura do intermediário formado por adição nucleofílica no aldeído butírico (CH₃CH₂CH₂-CHO) e nomeie corretamente a nitrila obtida.