Combustão incompleta e diferença entre entalpia e energia interna

Em um processo a 300 K, 1,000 mol de CH₄(g) reage com uma quantidade desconhecida de O₂(g). Os únicos produtos são CO₂(g), CO(g), H₂O(l) e O₂(g) remanescente. Após a reação, há 0,2000 mol de O₂ no gás seco. Um balanço calorimétrico a pressão constante determina que a transformação libera 777,4 kJ. Todos os reagentes e produtos são comparados a 300 K; despreze variações de energia cinética e potencial, volume dos líquidos e não idealidade dos gases. Não há trabalho além do de expansão. Entalpias molares de formação a 300 K, em kJ/mol: CH₄(g)=−75,0; CO₂(g)=−394,0; CO(g)=−110,0; H₂O(l)=−286,0; O₂(g)=0. Use $R=8{,}314\ \mathrm{J\,mol^{-1}\,K^{-1}}$. a) Determine a composição, em mol, do gás seco final e a quantidade inicial de oxigênio. b) Determine a variação de energia interna da transformação e o calor que ela liberaria em volume constante, entre os mesmos estados químicos a 300 K. Explique por que esse valor difere de 777,4 kJ.