Exercício 7.2 · Exame Nacional Física e Química A 2.ª fase 2023

7. As indústrias cimenteiras são grandes emissoras de dióxido de carbono, $\text{CO}_2$.

Uma das estratégias para a redução e valorização do $\text{CO}_2\text{ (g)}$ consiste em fazê-lo reagir com di-hidrogénio, $\text{H}_2\text{ (g)}$, formando metano, $\text{CH}_4\text{ (g)}$, e água, $\text{H}_2\text{O (g)}$, o que permite armazenar energia na forma de $\text{CH}_4$ (gás natural sintético). A reação pode ser traduzida por

$$\text{CO}_2\text{ (g)} + 4\text{ H}_2\text{ (g)} \rightarrow \text{CH}_4\text{ (g)} + 2\text{ H}_2\text{O (g)}$$

7.2. Uma indústria cimenteira avalia a produção de gás natural sintético num teste-piloto. Neste teste, faz-se reagir $4{,}40\text{ kg}$ de $\text{CO}_2$ ($M = 44{,}01\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$) com $4{,}48 \times 10^3\text{ dm}^3$ de $\text{H}_2$, medido em condições PTN.

Considere que o rendimento da reação de formação de $\text{CH}_4$ é $54\%$.

Qual é a quantidade de $\text{CH}_4$ produzida?

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