EXERCÍCIOS EXTRAS. Físico-Química. Professor: ALEX ALUNO(A): DATA: 15/03/2015. Termoquímica (Calor de formação e combustão)

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1 EXERÍIS EXTRAS ALUN(A): Físic-Química Pressr: ALEX DATA: 15/3/15 Termquímica (alr de rmaçã e cmbustã) 1 - (UFES) nsidere a equaçã química nã balanceada abaix, que representa a reaçã de btençã d etanl de primeira geraçã a partir da ermentaçã d cald de cana sb açã de certas leveduras. prcess crre a pressã cnstante. 1 (l) 5 (l) + a) Determine qual seria a rdem glbal da reaçã acima, supnd que a unidade da cnstante de velcidade sse L.ml 1.s 1. b) alcule a quantidade de energia envlvida na prduçã de 1, (um) ml de etanl. c) Determine quants gramas de etanl deveriam srer cmbustã para se prduzir a mesma quantidade de energia prduzida na cmbustã de 1, (um) ml de glicse. d) Escreva a equaçã química balanceada que representa a reaçã de rmaçã da glicse. Dads: alr de rmaçã da Glicse (l) (98 K, 1 atm) = 1.7 kj.ml 1 alr de rmaçã d Etanl (l) (98 K, 1 atm) = 78 kj.ml 1 alr de rmaçã d Gás arbônic (98 K, 1 atm) = 39 kj.ml 1 alr de rmaçã da Água (l) (98 K, 1 atm) = 8 kj.ml 1 - (IFG) A quantidade de calr em kcal rmad pela cmbustã de 15,g de etin, a 5, cnhecend-se as entalpias ( de rmaçã d, (l), e etin, é aprximadamente: Dads: Entalpias padrã de rmaçã... 9,1kcal.ml 1 (l)... 8,3kcal.ml ,kcal.ml 1 a) 18, kcal. b) 13,7 kcal. c),95 kcal. d) +,95 kcal. e) + 58,19 kcal. 3 - (Unimntes MG) bicarbnat pde ser utilizad para apagar pequens incêndis, em unçã da liberaçã de gás carbônic, cnrme a equaçã: Na 3 (s) Na 3 (s) + (l) +. Utilizand s dads de entalpia padrã de rmaçã dessas substâncias, Substâncias 1 Δº (kj ml ) Na 3(s) 97, Na 3 (s) 113, (l) 8, 39, pde-se airmar que a reaçã é a) extérmica e apresenta valr de = 8 kj. b) endtérmica e apresenta valr de = 8 kj. c) endtérmica e apresenta valr de = 8 kj. d) extérmica e apresenta valr de = 8 kj. - (UNIFR E) Gás natural veicular (GNV) é um cmbustível dispnibilizad na rma gassa, a cada dia mais utilizad em autmóveis cm alternativa à gaslina e a álcl. GNV dierencia-se d gás liqueeit de petróle (GLP) pr ser cnstituíd pr hidrcarbnets na aixa d metan e d etan, enquant GLP pssui em sua rmaçã hidrcarbnets na aixa d prpan e d butan. Fnte: r. A cmbustã d metan prduz gás carbônic e água. A tabela abaix apresenta dads termquímics relativs a prcess de cmbustã d metan: Fnte: mpst (l) / kj.ml Usand s dads rnecids, e sabend que um tanque típic de GNV (supnha que este é rmad exclusivamente pr metan) pssui 19 m 3. A quantidade de calr prduzid e tip de prcess assciad a queima ttal de um tanque de GNV será respectivamente: Dads: Pes mlar: = 1; = 1; = 1. densidade GNV =, Kg / m 3. a) 3, x 1 5 kj/ml e prcess seria extérmic. b), x 1 5 kj/ml e prcess seria endtérmic. c), x 1 5 kj/ml e prcess seria extérmic. d), kj/ml e prcess seria endtérmic. e) 1,8 x 1 5 kj/ml e prcess seria extérmic. 5 - (UEL PR) A tabela, a seguir, mstra as entalpias padrã de rmaçã a 5 º. 1 1

2 metanl já i usad cm cmbustível na órmula Indy, cm incnveniente de prduzir chama inclr e ser muit tóxic. Atualmente, utiliza-se etanl, prveniente da ermentaçã d cald na cana-de-açúcar, mesm utilizad em autmóveis n Brasil. a) mpare a quantidade de energia liberada (kj) pela cmbustã de 1, g de metanl cm a prduzida pr 1, g de etanl. Justiique sua respsta. b) Se um autmóvel da órmula Indy gastar 5 litrs de etanl (d =,8 g/ml) pr vlta em um determinad circuit, calcule a energia liberada (kj) pel seu mtr em cada vlta. - (UFRN) A civilizaçã mderna cnsme muita energia. Uma grande quantidade dessa energia é prduzida pela queima de derivads d petróle, cm a gaslina, da qual um ds cmpsts undamentais é ctan ( 8 18 ). A seguir, representa-se a equaçã ajustada da cmbustã cmpleta d ctan, a 98 K e 1 atm: 8 18 (l) + 5/ (l) a) Se Re açã (Pr d) (Re ag), calcule a variaçã de entalpia para a cmbustã de um ml de ctan, de acrd cm s dads da tabela abaix. Substância 818( ) ( Dads a 98K e 1 atm Δ kj/ml 511, 39, 8, b) Uma alternativa para diminuir impact pluente d prduzid pela cmbustã da gaslina, é us de etanl ( 5 ). Escreva a equaçã da cmbustã cmpleta d etanl e explique, cnsiderand impact d, pr que ele é mens pluente que a gaslina. 7 - (UFPE) A gaslina é cmpsta majritariamente pr ctan ( 8 18 ), e gás natural veicular (GNV), pr metan ( ). A energia liberada pela cmbustã cmpleta d ctan e d metan sã, respectivamente, de 7 kj/g e 5 kj/g. A cmbustã d gás hidrgêni, que tem sid prpst cm uma rma de energia alternativa, libera aprximadamente 1 kj/g. Sabend-se que as massas atômicas de, e sã 1, 1 e 1 g/ml, respectivamente, é crret airmar que a: a) entalpia de cmbustã da gaslina é de.79 kj/ml. b) entalpia de cmbustã d hidrgêni é. kj/ml. c) entalpia de cmbustã d metan é 8 kj/ml. d) cmbustã d hidrgêni prduz e água. e) entalpia da reaçã nã pde ser calculada cmbinand-se as equações de cmbustã de ctan, metan e hidrgêni de rma aprpriada. 8 - (UFES) etan (cmpnente d gás natural) e n-hexan (cmpnente da gaslina) pssuem calres de cmbustã iguais c = -15 kjml -1 e c = -13 kjml -1, respectivamente. a) Escreva as equações químicas balanceadas das reações de cmbustã d etan e d n-hexan. b) que irá prduzir mais na cmbustã: 1, kg de etan u 1, kg de n-hexan? Justiique sua respsta. c) que irá prduzir mais calr na cmbustã: 1, kg de etan u 1, kg de n-hexan? Justiique sua respsta. d) Para as mesmas quantidades de energia liberada na cmbustã, qual cmpst irá prduzir mais? Justiique sua respsta. 9 - (UFSAR SP) prêmi Nbel de química em 199 i atribuíd à descberta da mlécula, cm rma de bla de utebl, representada na igura. Seguind a descberta ds ulerens, s nantubs de carbn ram sintetizads. Esses avançs estã relacinads à prmissra área de pesquisa que é a nantecnlgia. N cada átm de carbn está ligad a utrs 3 átms. Dadas as entalpias-padrã de rmaçã: (s)= +3kJ/ml = 39 kj/ml A entalpia de cmbustã cmpleta, em kj/ml, e a razã entre númer de ligações simples e duplas n sã, respectivamente, iguais a a) 191 e 3. b) 191 e. c) 11 e 3. d) 57 e 3. e) 57 e. 1 - (UDES S) A indústria siderúrgica utiliza-se da reduçã de minéri de err para bter err undid, que é empregad na btençã de aç. A reaçã de btençã d err undid é representada pela reaçã: Fe Fe + 3 Dads: Entalpia de rmaçã ( ) a 5º, kj/ml. A entalpia de reaçã (Δ r) a 5º é: a),8 kj/ml b),8 kj/ml c) 51, kj/ml d) 51, kj/ml e) 138, kj/ml

3 TEXT: 1 - mum à questã: 11 A lng de cinc séculs de explraçã, a cultura da cana-de-açúcar desempenhu sucessivs e imprtantes papéis na ecnmia brasileira: impulsinu Períd lnial, sustentand Impéri, deu rigem a indústrias, destacu a naçã cm exprtadra, alavancu desenvlviment de áreas d Nrdeste (mais tarde, também d entr-sul) e ainda rneceu a país uma alternativa a us d petróle, na geraçã de energia. açúcar e álcl (álcl cmum) sã s principais derivads da cana-de-açúcar. D primeir, Brasil é hje um ds principais prdutres e exprtadres mundiais e d segund, destaca-se cm prdutr, já que cmérci internacinal desse cmbustível ainda carece de expressã. Uma cnjuntura avrável a aqueciment d cnsum de álcl tem-se desenhad ns últims temps, através d iníci da cmercializaçã de autmóveis cm mtr bicmbustível, ist é, mtr que tant pde uncinar cm gaslina quant cm derivad de cana, cm também cm uma mistura de ambs, em quaisquer prprções. utr estímul a us d álcl cm cmbustível é at de sua cntribuiçã para eeit estua ser signiicativamente menr d que a ds cmbustíveis ósseis atualmente utilizads, ist prque dióxid de carbn que é hje lançad na atmsera através de sua cmbustã, é mesm que ntem i seqüestrad pela tssíntese quand na cmpsiçã da bimassa riginal (cana-de-açúcar) desse cmbustível. TLED, L.R. e SUZA, E. Glb Rural nº 1: Sã Paul, agst de 3 [adapt.] (UFPEL RS) cmbustível citad n text, btid a partir da cana-deaçúcar, queima, a pressã cnstante, segund a equaçã chama 5( 3 3( 37 kcal Na equaçã acima, a palavra chama (sbre a seta) e a quantidade de calr se reerem, respectivamente, a) à energia de ativaçã e à variaçã de entalpia da reaçã. b) a catalisadr e à variaçã de entrpia da reaçã. c) à variaçã de entrpia e à variaçã de energia interna da reaçã. d) à variaçã de entrpia e à variaçã de energia livre da reaçã. e) a catalisadr e à energia de ativaçã da reaçã. TEXT: - mum à questã: 1 Deverá entrar em uncinament em 17, em Iperó, n interir de Sã Paul, Reatr Multiprpósit Brasileir (RMB), que será destinad à prduçã de radiisótps para radiármacs e também para prduçã de ntes radiativas usadas pel Brasil em larga escala nas áreas industrial e de pesquisas. Um exempl da aplicaçã tecnlógica de radiisótps sã sensres cntend nte de ameríci-1, btid cm prdut de issã. Ele decai para radiisótp neptúni-37 e emite um eixe de radiaçã. Fntes de ameríci-1 sã usadas cm indicadres de nível em tanques e rns mesm em ambiente de intens calr, cm crre n interir ds alt rns da mpanhia Siderúrgica Paulista (SIPA). A prduçã de cmbustível para s reatres nucleares de issã envlve prcess de transrmaçã d cmpst sólid U a cmpst gass UF pr mei das etapas: I. U (s) + F UF (s) + II. UF (s) + F UF (Adaptad de reatr-deve-garantir-autssuiciencia-brasileira-emradiarmacsapartir-de-17 e. Barcels de liveira, Tese de Dutrad, IPEN/NEN, 9, in: (FGV SP) nsidere s dads da tabela: Substância (kj ml ) U (s) UF (s) UF F valr da entalpia padrã da reaçã glbal de prduçã de 1 ml de UF pr mei das etapas I e II, dada em kj ml 1, é igual a a) 5. b) 7. c) 1. d) +5. e) +1. TEXT: 3 - mum à questã: 13 aument da demanda de energia é uma das principais precupações da sciedade cntemprânea. A seguir, tems equações termquímicas de dis cmbustíveis muit utilizads para a prduçã de energia. I (l) (l) = 13,8 kj 3 II (l) = 51, kj 3 (l) + 5/ (FATE SP) Dadas as entalpias de rmaçã ds cmpsts: = 393 kj/ml (l) = 8 kj/ml cnclui-se, crretamente, que a entalpia de rmaçã d cmbustível presente em I é, em kj/ml, a) 17,5. b) +17,5. c) 77,. d) +77,. e) +87,7. TEXT: - mum à questã: 1 A anilina ( 5 N ), matéria-prima imprtante para diverss rams das indústrias química e armacêutica, pde ser btida pela reaçã entre nitrbenzen e err, representada pela seguinte equaçã: 5 N + 9 Fe + 5 N + 3 Fe kj 3

4 1 - (Fac. de iências da Saúde de Barrets SP) A energia dessa reaçã, expressa sb a rma de, em kj pr ml de anilina rmada, é a) 1 8. b) 135. c) + 1. d) 1. e) TEXT: 5 - mum à questã: 15 s carbidrats sã a principal nte de energia para rganism human. A reaçã glbal de cnversã ds açúcares em energia pde ser representada pela equaçã abaix. 1 (s) + + (l) + energia A seguir, sã mstradas as estruturas de cadeia aberta de dis imprtantes mnssacarídes. d-glicse d-rutse As rmas abertas ds mnssacarídes pdem srer ciclizaçã. A depender d lad em que crre ataque nucleílic da hidrxila sbre carbn da carbnila, a ciclizaçã resulta em dis isômers dierentes, cnrme exempliicad abaix para a d-glicse. -d-glicse d-glicse -d-glicse 15 - (ESS DF) Entalpias padrã de rmaçã (Δ ) a 5 º cmpst 1 (l) (s) Δ (kj/ml) ,5 85,8 m base nas entalpias padrã de rmaçã apresentadas na tabela acima, assinale a pçã que crrespnde a valr da entalpia padrã de cmbustã da glicse a 5 º. a).9 kj/ml b). kj/ml c).85 kj/ml d) 1.58 kj/ml TERMQUÍMIA N ENEM 1. (Enem 11) Um ds prblemas ds cmbustíveis que cntêm carbn é que sua queima prduz dióxid de carbn. Prtant, uma característica imprtante, a se esclher um cmbustível, é analisar seu calr de cmbustã ( h c ), deinid cm a energia liberada na queima cmpleta de um ml de cmbustível n estad padrã. quadr seguinte relacina algumas substâncias que cntêm carbn e seu c. Substância Fórmula c (kj/ml) benzen ( ) etanl 5 ( ) glicse 1 (s) - 88 metan - 89 ctan 8 18 ( ) Neste cntext, qual ds cmbustíveis, quand queimad cmpletamente, libera mais dióxid de carbn n ambiente pela mesma quantidade de energia prduzida? a) Benzen. b) Metan. c) Glicse. d) ctan. e) Etanl.. (Enem 1) N que tange à tecnlgia de cmbustíveis alternativs, muits especialistas em energia acreditam que s alcóis vã crescer em imprtância em um utur próxim. Realmente, alcóis cm metanl e etanl têm encntrad alguns nichs para us dméstic cm cmbustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm btend uma aceitaçã cada vez mair cm aditivs, u mesm cm substituts para gaslina em veículs. Algumas das prpriedades ísicas desses cmbustíveis sã mstradas n quadr seguinte. Álcl Densidade a 5 (g/ml) alr de mbustã (kj/ml) Metanl,79 7, ( 3 ) Etanl,79 137, ( 3 ) Dads: Massas mlares em g/ml: = 1,; = 1,; = 1,. nsidere que, em pequens vlumes, cust de prduçã de ambs s alcóis seja mesm. Dessa rma, d pnt de vista ecnômic, é mais vantajs utilizar a) metanl, pis sua cmbustã cmpleta rnece aprximadamente,7 kj de energia pr litr de b) etanl, pis sua cmbustã cmpleta rnece aprximadamente 9,7 kj de energia pr litr de c) metanl, pis sua cmbustã cmpleta rnece aprximadamente 17,9 MJ de energia pr litr de d) etanl, pis sua cmbustã cmpleta rnece aprximadamente 3,5 MJ de energia pr litr de e) etanl, pis sua cmbustã cmpleta rnece aprximadamente 33,7 MJ de energia pr litr de 3. (Enem 9) Nas últimas décadas, eeit estua tem-se intensiicad de maneira precupante, send esse eeit muitas vezes atribuíd à intensa liberaçã de durante a queima de

5 cmbustíveis ósseis para geraçã de energia. quadr traz as entalpias-padrã de cmbustã a 5 º (Ä 5) d metan, d butan e d ctan. cmpst órmula mlecular massa mlar (g/ml) Ä 5 (kj/ml) metan 1-89 butan ctan À medida que aumenta a cnsciência sbre s impacts ambientais relacinads a us da energia, cresce a imprtância de se criar plíticas de incentiv a us de cmbustíveis mais eicientes. Nesse sentid, cnsiderand-se que metan, butan e ctan sejam representativs d gás natural, d gás liqueeit de petróle (GLP) e da gaslina, respectivamente, entã, a partir ds dads rnecids, é pssível cncluir que, d pnt de vista da quantidade de calr btid pr ml de gerad, a rdem crescente desses três cmbustíveis é: a) gaslina, GLP e gás natural. b) gás natural, gaslina e GLP. c) gaslina, gás natural e GLP. d) gás natural, GLP e gaslina. e) GLP, gás natural e gaslina. GABARIT: 1) Gab: a) ª rdem b) 35 kj u 35 kj para a prduçã de 1 ml de etanl c) 9,g u 9,35g d) (graite) (s) ) Gab: A 3) Gab: B ) Gab: 5) Gab: a) + 7/ + 3 c = -15 kj/ml / + 7 c = -13 kj/ml b) álcul de prduzid para 1, kg queimads - Para etan: 3 g 1, ml 1 g x x = 33,3mls que irã, pela estequimetria, prduzir, mls de. - Para n-hexan: 8 g 1, ml 1 g x x = 11, mls que irã, pela estequimetria, prduzir 9, mls de. Prtant um puc mais que etan. c) 1, kg de etan (33,3 mls), prduzirã aprximadamente 33,3x 15 kj = 5198 kj. 1, kg de n-hexan (11, mls), prduzirã aprximadamente 11,x13 kj = 891 kj. Liberand um puc mens que etan. d) nsidere 1 ml de etan cm reerência (-1.5 kj). Para n-hexan liberar tal energia, deve-se queimar aprximadamente,37 ml d mesm. A cada 1, ml de n-hexan queimad,, mls de sã prduzids, assim,,37 prduzirã aprximadamente, mls de, um puc acima d etan. 9) Gab: E 1) Gab: B 11) Gab: A 1) Gab: A 13) Gab: 1) Gab: B 15) Gab: TERMQUÍMIA N ENEM Gabarit: Respsta da questã 1: [] Respsta da questã : [D] Respsta da questã 3: [A] alculand ml Prtant, etanl prduz mais energia pr grama. b) 17 kj ) Gab: a) - 1 kj b) 1 5 (l) (v) A cmbustã d etanl prduz menr impact ambiental pr se tratar de um cmbustível renvável. 7) Gab: 8) Gab: a) Equações químicas balanceadas Bns estuds