TERMOQUÍMICA Folha 3.2 Prof.: João Roberto Mazzei 01- (ufrs-2004) Considere as seguintes reações, na temperatura de 25 C.

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1 01- (ufrs-2004) Considere as seguintes reações, na temperatura de 25 C. H (g) + 1/2 O (g) ë H O(Ø) (ÐH) H (g) + 1/2 O (g) ë H O(s) (ÐH) A diferença entre os efeitos térmicos, (ÐH) - (ÐH), é igual a) a zero. b) ao calor de vaporização da água. c) ao calor de fusão do gelo. d) ao calor de condensação do vapor de água. e) ao calor de solidificação da água. 02- (UFRRJ-2004) Nuvens de gotas d'água condensadas são freqüentemente vistas surgindo de escapamentos de automóveis. Isto ocorre porque a queima de combustíveis (álcool ou gasolina) produz dióxido de carbono (CO ) e água (H O). Considerando que a combustão de 1,0 mol de gasolina (sendo octano - CˆHˆ - seu constituinte típico) libera 940 Kcal, a massa de dióxido produzido e a energia liberada na queima de 10 (dez) litros de gasolina (d = 0,79 kg/l) são, respectivamente, a) 12,2 kg e 6, kcal. b) 24,4 kg e 6, kcal. c) 42,2 kg e 3, kcal. d) 48,8 kg e 6, kcal.

2 e) 42,2 kg e 3, kcal. 03- (UFRN-2004) É possível sintetizar o metano (CH ) gasoso a partir da reação do carbono (C) sólido com hidrogênio (H ) gasoso. Considere os valores de variação de entalpia, nas condições normais de temperatura e pressão expressos nas seguintes equações: C (s) + O (g) ë CO (g) ÐH = - 393,5 kj/mol H (g) + 1/2 O (g) ë H O (Ø) ÐH = - 285,8 kj/mol CH (g) + 2O (g) ë CO (g) + 2H O (Ø) ÐH = - 890,3 kj/mol A partir dos dados acima, o tipo de reação e a variação de entalpia para a síntese do metano podem ser representados pelo gráfico: 04- (UFRJ-2004) Em 1854, com a inauguração da Companhia de Iluminação a Gás, o Rio de Janeiro passou a ser uma das primeiras cidades, no mundo, a usufruir de iluminação a gás. O processo era baseado na reação entre carvão incandescente e vapor d'água, produzindo uma mistura gasosa chamada de gás de água ou gás azul, segundo a equação:

3 O gás de água era estocado em reservatórios e chegava às casas por meio de uma grande rede de tubulações. O gás de água continuou sendo usado como combustível doméstico até 1967, quando foi substituído por gás proveniente do processamento de petróleo. a) Escreva a equação de combustão completa do gás de água e, com base nos calores de combustão de CO e de H, calcule a sua entalpia de combustão. Dados: ÐH combustão de CO = -280 kj/mol ÐH combustão de H = -240 kj/mol b) Um reservatório que contém uma certa quantidade de gás de água a uma temperatura de 300 K e a uma pressão de 2 atm recebe uma quantidade adicional de gás. O número final de mols de gás no reservatório é seis vezes o número inicial e a temperatura final do gás é igual a 400 K. Admitindo que o gás seja ideal, determine a pressão no interior do reservatório ao final do enchimento. 05- (UFF-2004) Considere as informações: I) A + B ë C + D ÐH = - 10,0 kcal II) C + D ë E ÐH = +15,0 kcal

4 Calcule o ÐH para cada uma das reações a seguir: a) C + D ë A + B b) 2C + 2D ë 2A + 2B c) A + B ë E 06- (UFF-2004) O índice de nutrição alimentar de um país é medido pela quantidade de proteína (nitrogênio) ingerida por um indivíduo. Entretanto, para a produção de energia diária, os carboidratos são bons alimentos (fonte) e, a utilização da glicose pelas células implica sua oxidação por meio de uma série de reações que podem ser assim resumidas: C H O + 6O ë 6CO + 6H O + calor Essa reação pode ser classificada como: a) simples troca b) endotérmica c) adição d) substituição e) exotérmica

5 07- (UFES-2004) O hidrogênio, H (g), é usado como combustível de foguetes. O hidrogênio queima na presença de oxigênio, O (g), produzindo vapor de água, segundo a equação: 2 H (g) + O (g) ë 2 H O(g) ÐH = kj A energia liberada na queima de um grama de hidrogênio, H (g), é a) kj b) 242 kj c) kj d) 121 kj e) 60,5 kj 08- (UERJ-2004) As entalpias-padrão de formação de substâncias participantes na combustão do sulfeto de hidrogênio são fornecidas adiante. O valor da entalpia-padrão de combustão do sulfeto de hidrogênio em kj mol é igual a: a) b) - 602

6 c) d) (UERJ-2004) O ciclopropano, anestésico, e o 2,4,6-trimetil-s-trioxano, sedativo, cuja estrutura é apresentada a seguir (figura 1), são dois compostos químicos utilizados como medicamentos. A reação de combustão completa do ciclopropano tem, como produtos finais, dióxido de carbono e água. Na tabela adiante são apresentados os valores médios de energia de ligação envolvidos neste processo, nas condições-padrão. a) Determine a fórmula mínima do 2,4,6-trimetil-s-trioxano. b) Calcule a entalpia-padrão de combustão do ciclopropano. 10- (UNESP-2004) O gás butano (C H 1 ³) é o principal componente do gás de cozinha, o GLP (gás liquefeito de petróleo). A água fervente (H O, com temperatura igual a 100 C, no nível do mar) é utilizada para diversas finalidades: fazer café ou chá, cozinhar, entre outras. Considere que para o aumento de 1 C na temperatura de 1 g de água são necessários 4 J, que esse valor pode ser tomado como constante para a

7 água líquida sob 1 atmosfera de pressão e que a densidade da água a 25 C é aproximadamente igual a 1,0 g.ml. a) Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 L de água, no nível do mar, de 25 C até o ponto de ebulição. Apresente seus cálculos. b) Dadas as entalpias-padrão de formação (ÐH f) para o butano gasoso (-126 kj.mol ), para o dióxido de carbono gasoso (-394 kj.mol ), para a água líquida (-242 kj.mol ) e para o oxigênio gasoso (0 kj.mol ), escreva a equação química para a combustão do butano e calcule a entalpia-padrão de combustão (ÐH c) para esse composto. GABARITO: 01- [C] 02- [B] 03- [A] 04- a) CO(g) + 0,5O (g) ë CO (g) ÐH = kj H (g) + 0,5O (g) ë H O(v) ÐH = kj CO(g) + H (g) + O (g) ë CO (g) + H O(v) ÐH = ÐH + ÐH = kj b) Início Final n 6n

8 300 K 400 K 2 atm P V V PV = nrt PV/nT = R (constante) (2 x V)/(n x 300) = (P x V)/(6n x 400) => P = 16 atm. 05- a) C + D ë A + B ÐH = + 10,0 kcal b) 2C + 2D ë 2A + 2B ÐH = 2(+10,0) ÐH = + 20,0 kcal c) A + B ë C + D ÐH = - 10,0 kcal C + D ë E ÐH = + 15,0 kcal A + B ë E ÐH = + 5,0 kcal 06- [E] 07- [D] 08- [A] 09- a) (C H O)Š b) CƒH + 4,5O ë 3CO + 3H O

9 Total de ligações rompidas: 1379 kcal. Total de ligações formadas: 1734 kcal. ÐH = = kcal/mol. 10- a) ÐT = 100 C - 25 C = 75 C 1 g (H O) J 1000 g (H O) x x = 4000J C y C y = J ou 300 kj b) C H³(g) + 6,5 O (g) ë 4 CO (g) + 5 H O(l) ÐH = kj/mol

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