QUÍMICA - 2 o ANO MÓDULO 10 TERMOQUÍMICA - PARTE 1

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1 QUÍMICA - 2 o ANO MÓDULO 10 TERMOQUÍMICA - PARTE 1

2 H (kcal/mol) Hmax Hr Hp A- +B Complexo ativo Ea H AB Caminho da reação

3 H (kcal/mol) Hmax Complexo ativo Hp Hr A + B Ea AB H Caminho da reação

4 H(kJ) 100,0 estado de transição 0,0-75,0 CH 4(g) ,4 CO 4(g) + 2H 2 O Coordenada de reação

5 Como pode cair no enem (FUVEST) A oxidação de açúcares no corpo humano produz ao redor de 4,0 kcal por grama de açúcar oxidado. A oxidação de um décimo de mol de glicose (C 6 H 12 O 6 ) vai produzir aproximadamente: a) 40 kcal b) 50 kcal c) 60 kcal d) 70 kcal e) 80 kcal

6 Fixação 1) (UNIRIO) A queima de substâncias combustíveis produz um percentual de resíduos considerados popularmente como poluição. Os combustíveis menos poluentes, em geral, são os de maior custo econômico, como o gás hidrogênio, que em sua queima produz água e muito calor. A quantidade de calor que o hidrogênio é capaz de produzir (poder calorífico) é da ordem de kcal/kg. Esse valor corresponde, em kj/kg, a aproximadamente: a) 182 b) c) d) e)

7 Fixação 2) (UFF) 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: Essa reação pode ser classificada como: a) simples troca; b) endotérmica; c) adição; d) substituição; e) exotérmica. C 6 H 12 O 6 + O 2 CO 2 + H 2 O

8 ixação ) (UNIRIO) O valor energético total no consumo de um sanduíche de 50 g de pão e 200 g de ambúrguer é de kj. Se em uma hora de caminhada há consumo de kj, o tempo, em inutos, necessário para o consumo da energia assimilada na ingestão do sanduíche, será de: ) 320 ) 160 ) 80 ) 40 ) 20

9 Fixação 4) (UERJ) O alumínio metálico, devido a sua baixa massa molar, apresenta um calor específico de 900 J kg 1 ºC 1, um dos mais elevados dentre os metais. A energia necessária para elevar a temperatura de 25 kg de alumínio de 25ºC até 35ºC pode ser fornecida, em condições-padrão, pela seguinte reação química: a) S (S) + O 2(g) SO 2(g) + 297kJ b) 2C (S) + H 2(g) + 227kJ C 2 H 2(g) c) N 2(g) + O 2(g) 2NO (g) H = 180,8 kj d) H 2(g) + Cl 2(g) 2HCl (g) H = -185,0 kj

10 ixação F ) (UERJ) O excesso de gordura no organismo é nocivo à saúde. Considere uma pessoa, com6 assa corporal estável, que deseje perder gordura sem alterar sua dieta alimentar. Para essa r essoa, um dispêndio energético de 9 kcal em atividades físicas corresponde à perda de 1 g d e gordura corporal. Para perder 6,0 kg de gordura, o tempo, em minutos, que ela necessita edicar a atividades físicas, despendendo, em média, 12 kcal/min, corresponde a: a ) 2, b ) 4, c ) 8, d ) 6,0 10 5

11 ixação ) (UERJ) O gelo seco, ou dióxido de carbono solidificado, muito utilizado em processos de efrigeração, sofre sublimação nas condições ambientes. Durante essa transformação, ocorrem, entre outros, os fenômenos de variação de energia e de rompimento de interações. Esses fenômenos são classificados, respectivamente, como: ) exotérmico - interiônico; ) exotérmico - internuclear; ) isotérmico - interatômico; ) endotérmico - intermolecular.

12 ixação F ) (UESPI) Observe o gráfico abaixo H (kj) H 2(g) + 2C (grafite) 1) O gráfico corresponde a um processo endotérmico. 2) A entalpia da reação é igual a kcal. 3) A energia de ativação da reação é igual a 560 kcal. C 2H 2(g) Caminho da Reação 8 u k e a ( a b c d e Está(ão) correta(s): ) 1 apenas d) 1 e 3 apenas ) 2 apenas e) 1, 2 e 3 ) 2 e 3 apenas

13 ixação ) (FUVEST) Tanto gás natural como óleo diesel são utilizados como combustível em transportes rbanos. A combustão completa do gás natural e do óleo diesel liberam, respectivamente, 9x10² J e 9x10³ kj por mol de hidrocarboneto. A queima desses combustíveis contribui para o efeito stufa. Para igual energia liberada, quantas vezes a contribuição do óleo diesel é maior que do gás natural? Considere gás natural = CH 4, óleo diesel = C 14 H 30 ) ) 1,1 ) 1,2 ) 1,4 ) 1,6 ) 1,8

14 Fixação 9) (ENEM) As margarinas e os chamados cremes vegetais são produtos diferentes, comercializados em embalagens quase idênticas. O consumidor, para diferenciar um produto do outro, deve ler com atenção os dizeres do rótulo, geralmente em letras muito pequenas. As figuras que seguem representam rótulos desses dois produtos. Peso Líquido 500g Peso Líquido 500g MARGARINA CREME VEGETAL 65% de Lipídos 35% de Lipídos Valor energético por porção de 10g: 59 Kcal Valor energético por porção de 10g: 32 Kcal Não recomendado para uso culinário Uma função dos lipídios no preparo das massas alimentícias é torná-las mais macias. Uma pessoa que, por desatenção, use 200g de creme vegetal para preparar uma massa cuja receita pede 200g de margarina, não obterá a consistência desejada, pois estará utilizando uma quantidade de lipídios que é, em relação à recomendada, aproximadamente: a) o triplo; d) um terço; b) o dobro; e) um quarto. c) a metade;

15 1) Qual o calor obtido na queima de 1,000kg de um carvão que contém 4,0% de cinzas? Dados: Massa molar do carbono: 12g/mol Calor de combustão do carbono: 390 kj/mol a) 3,75 x 10 2 kj d) 3,12 x 10 4 kj b) 1,30 x 10 3 kj e) 3,26 x 10 4 kj c) 4,70 x 10 3 kj

16 2) (UFRRJ) Desde a Pré-História, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes etc. Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta: a) O gráfico representa uma reação endotérmica. b) O gráfico representa uma reação exotérmica. c) A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos. d) A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. e) A variação de entalpia é maior que zero.

17 3) (UFU) Em relação ao gráfico de energia em função do caminho de uma reação química hipotética, assinale a alternativa correta. (E at é a energia de ativação da reação) (3) kj - mol -1 (1) 13 (2) 25 (4) (5) Caminho da reação a) (1) 13,0 kj x mol -1 ; (2) reagentes; (3) E at ; (4) produtos; (5) 12 kj x mol -1 de calor absorvido. b) (1) reagentes; (2) E at ; (3) estado ativado; (4) produtos; (5) 12 kj x mol -1 de calor liberado. c) (1) reagentes; (2) E at ; (3) estado ativado; (4) 12 kj x mol -1 de calor liberado; (5) produtos. d) (1) produtos; (2) E at ; (3) reagentes; (4) estado ativado; (5) 12 kj x mol -1 de calor absorvido. e) (1) reagentes; (2) E at ; (3) estado ativado; (4) produtos; (5) 12 kj x mol -1 de calor absorvido.

18 4) (UFES) O hidrogênio, H 2 (g), é usado como combustível de foguetes. O hidrogênio queima na presença de oxigênio, O 2 (g), produzindo vapor de água, segundo a equação: 2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2 O (g) H = kj A energia liberada na queima de um grama de hidrogênio, H 2(g), é: a) kj d) 121 kj b) 242 kj e) 60,5 kj c) kj

19 5) (UERJ) A refrigeração de um sistema pode ser feita pela evaporação de uma substância colocada em sua vizinhança. Considere a figura e as informações: saída de vapores isolamento térmico cuidando-se em deixar uma saída para os vapores de éter. Admitindo-se que a troca de calor tenha ocorrido apenas entre a água e o éter, a massa de éter, em condições ideais necessárias para congelar os 90g de água, é igual a: a) 2g b) 10g c) 148g d) 740g éter etílico líquido recipiente contendo 90g de água líquida Informações: I) Água (l) Água (s), H = -10 kcal. mol -1 II) Éter etílico (l) Éter etílico (s), H = +5 kcal. mol -1 III) Massa molar do éter etílico = 74g. mol-1 90 g de água líquida (1) foram colocadas em um recipiente que foi imerso em um meio contendo éter líquido (2). Utilizando-se isopor, isolou-se o conjunto do meio ambiente,

20 6) (UERJ) O hidrogênio vem sendo considerado um possível substituto dos combustíveis altamente poluentes de origem fóssil, como o dodecano, utilizado na aviação. Sabe-se que, sob condições-padrão, as entalpias de combustão do dodecano e do hidrogênio molecular são respectivamente iguais a e -280 kj x mol -1. A massa de hidrogênio, em gramas, necessária para gerar a mesma quantidade de energia que a gerada por 1g de dodecano equivale a: a) 0,157 b) 0,315 c) 0,471 d) 0,630

21 7) (UFRRJ) Nuvens de gotas-d água condensadas são frequentemente vistas surgindo de escapamentos de automóveis. Isto ocorre porque a queima de combustíveis (álcool ou gasolina) produz dióxido de carbono (CO 2 ) e água (H 2 O). Considerando que a combustão de 1,0 mol de gasolina (sendo octano C 8 H 18 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 6,5 x 10 5 kcal b) 24,4 kg e 6,5 x 10 4 kcal c) 42,2 kcal e 3,5 x 10 2 kcal d) 48,8 kcal e 6,5 x 10 5 kcal e) 42,2 kg e 3,5 x 10 6 kcal

22 8) (UFRRJ) Algumas reações químicas se processam espontaneamente, porém outras necessitam absorver energia de uma fonte externa. Caracterize, nos diagramas abaixo, a variação de entalpia das reações, identificando- -as como endotérmicas e exotérmicas. Reagentes Produtos Produtos Reagentes H 0 Caminho da Reação 0 Caminho da Reação

23 9) (PUC) A mistura de hidrazina (N 2 H 4 ) e peróxido de hidrogênio (H 2 O 2 ) pode ser utilizada na propulsão de foguetes: N 2 H 4(I) + 2H 2 O 2(I) N 2(g) + 4H 2 O (g) kcal Admitindo que o peróxido de hidrogênio está em excesso e que o rendimento da reação é de 100%, calcule a energia liberada quando se consomem 64g de hidrazina.

24 10) (UNICAMP) Um botijão de gás de cozinha, contendo butano, foi utilizado em um fogão durante um certo tempo, apresentando uma diminuição de massa de 1,0kg. Sabendo-se que: C 4 H 10(g) + 6,5O 2(g) 4CO 2(g) + 5H 2 O (g) H = kj/mol Dados: o volume molar de um gás ideal a 25 C e 1,0 atm é igual a 24,51 litros. a) Qual a quantidade de calor que foi produzida no fogão devido à combustão do butano? b) Qual o volume, a 25 C e 1,0 atm, de butano consumido?

25 11) (PUC) A amônia (NH 3 ) é usada na produção de fertilizantes nitrogenados, na fabricação de explosivos e de plásticos. Na indústria, a amônia pode ser obtida a partir de seus elementos constituintes, por um processo denominado Processo de Haber (reação abaixo), em homenagem ao químico alemão Fritz Haber que desenvolveu esse método de síntese em altas pressões. N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) H o = -92,2 kj mol -1 a 25 C a) A decomposição da amônia é um processo endotérmico? Justifique. b) Calcule o valor de H a 25ºC, quando são produzidos 0,340 g de amônia.

26 12) (UNICAMP) As duas equações a seguir representam a combustão do metano: I) CH 4 + (3/2)O 2 CO + 2H 2 O II) CH 4 + O 2 CO 2 +. a) Complete a equação II. b) Sabendo que a combustão do CO dando CO 2 é exotérmica, explique em qual das duas reações (equação I ou equação II) é liberada maior quantidade de calor por mol de CH 4.

27 13) (UFRRJ) Em aluminotermia, o alumínio, além de reduzir o óxido de ferro III a ferro metálico, se oxida a óxido de alumínio. Para esse processo: a) Dê a reação devidamente balanceada. b) Informe a quantidade de calor envolvida na reação quando dois mols de óxido de ferro III reagem com alumínio? c) Diga se a reação, em função do tipo de calor envolvido, é endotérmica ou exotérmica e, em seguida, justifique essa resposta. Dados: H 0 Fe 2 O 3 = -197,3 kcal/mol H 0 Al 2 O 3 = -400,5 kcal/mol

28 14) (UNICAMP) Os alimentos, além de nos fornecerem as substâncias constituintes do organismo, são também fontes de energia necessária para nossas atividades. Podemos comparar o balanço energético de um indivíduo após um dia de atividades da mesma forma que comparamos os estados final e inicial de qualquer processo químico. O gasto total de energia (em kj) por um indivíduo pode ser considerado como a soma de três usos corporais de energia: I) gasto metabólico de repouso (4,2 kj/kg por hora). II) gasto energético para digestão e absorção dos alimentos, correspondente a 10% da energia dos alimentos ingeridos. III) atividade física, que para uma atividade moderada representa 40% do gasto metabólico de repouso. a) Qual seria o gasto energético total de um indivíduo com massa corporal de 60 kg, com atividade moderada e que ingere o equivalente a 7600 kj por dia? b) Considerando-se que 450g de massa corporal correspondem a aproximadamente kj, qual é o ganho (ou perda) deste indivíduo por dia, em gramas?

29 15) (UFRRJ) Observe o gráfico da reação M + N. T e responda. ENERGIA (KCal/Mol) M + N T Caminho da Reação a) Qual a energia de ativação da reação com catalisador? b) Qual a variação de energia da reação?