Físico Química: Termoquímica

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1 Físico Química: Termoquímica TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto a seguir para responder à(s) questão(ões). Na digestão, os alimentos são modificados quimicamente pelo organismo, transformando-se em moléculas que reagem no interior das células para que energia seja liberada. A equação química, não balanceada, a seguir representa a oxidação completa de um mol da substância tributirina, também conhecida como butirina, presente em certos alimentos. C H O O CO H O ΔH 810 kj / mol (Ufg 014) Considerando-se que toda a energia da reação esteja disponível para a realização de trabalho mecânico, quantos mols de O são necessários para que uma pessoa levante uma caixa de 0,3 kg do chão até uma altura h =,0 m? Dados: g = 10 m/s a) b) c) d) e), , , , , (Fuvest 013) Em uma reação de síntese, induzida por luz vermelha de frequência f igual a 14 4,3 10 Hz, ocorreu a formação de 180 g de glicose. Determine a) o número N de mols de glicose produzido na reação; b) a energia E de um fóton de luz vermelha; c) o número mínimo n de fótons de luz vermelha necessário para a produção de 180 g de glicose; d) o volume V de oxigênio produzido na reação (CNTP). Note e adote: 6HO 6CO energia C6H1 O6 6O ; Massas molares: H (1g/mol), C (1g/mol), O (16g/mol); Energia do fóton: E h f; Constante de Planck: h 6,6 10 J s; Nessa reação são necessários 800 kj de energia para a formação de um mol de glicose; 1 mol de gás ocupa,4 L (CNTP Condições Normais de Temperatura e Pressão). 3. (Unesp 011) Diariamente podemos observar que reações químicas e fenômenos físicos implicam em variações de energia. Analise cada um dos seguintes processos, sob pressão atmosférica. I. A combustão completa do metano 4 CH produzindo CO e HO. II. O derretimento de um iceberg. III. O impacto de um tijolo no solo ao cair de uma altura h Página 1 de 34

2 Em relação aos processos analisados, pode-se afirmar que: a) I é exotérmico, II e III são endotérmicos. b) I e III são exotérmicos e II é endotérmico. c) I e II são exotérmicos e III é endotérmico. d) I, II e III são exotérmicos. e) I, II e III são endotérmicos. 4. (Fuvest 013) A matriz energética brasileira é constituída, principalmente, por usinas hidrelétricas, termelétricas, nucleares e eólicas, e também por combustíveis fósseis (por exemplo, petróleo, gasolina e óleo diesel) e combustíveis renováveis (por exemplo, etanol e biodiesel). a) Para cada tipo de usina da tabela abaixo, assinale no mapa seguinte, utilizando o símbolo correspondente, um estado, ou a divisa de estados limítrofes, em que tal usina pode ser encontrada. Usina Hidrelétrica binacional em operação Hidrelétrica de grande porte em construção Nuclear em operação Eólica em operação Símbolo A entalpia de combustão do metano gasoso, principal componente do gás natural, corrigida para 5 C, é 13 kcal/mol e a do etanol líquido, à mesma temperatura, é 37 kcal/mol. b) Calcule a energia liberada na combustão de um grama de metano e na combustão de um grama de etanol. Com base nesses valores, qual dos combustíveis é mais vantajoso sob o ponto de vista energético? Justifique. Página de 34

3 Dados: Massa molar(g/mol): CH 4 =16; C H 6 O= (Uerj 014) O trióxido de diarsênio é um sólido venenoso obtido pela reação do arsênio (As) 1 com o gás oxigênio. Sua entalpia padrão de formação é igual a 660 kj.mol. Escreva a equação química completa e balanceada da obtenção do trióxido de diarsênio. Em seguida, calcule a quantidade de energia, em quilojoules, liberada na formação desse sólido a partir da oxidação de 1,5 kg de arsênio. 6. (Uem 014) Assinale o que for correto. Dado: 0 K = 73 C. 01) Quanto mais exotérmica for uma reação e, ao mesmo tempo, quanto maior for o aumento de entropia do processo, mais espontânea será a reação. Δ G 0) A energia livre de Gibbs (G) é uma grandeza termodinâmica cuja variação corresponde à máxima energia útil que é possível retirar de um sistema (energia aproveitável). 04) Se Δ G for positivo, a reação é espontânea. 08) Para uma reação com ΔH 0, quanto mais próxima estiver do equilíbrio, maior será a quantidade de trabalho disponível que pode ser utilizado. 16) Uma determinada reação que possui variação de entalpia Δ H de +8,399 kcal/mol e variação de entropia Δ S de 37 cal / K mol será espontânea em temperaturas maiores do que 46 C. 7. (Unicamp 014) Explosão e incêndio se combinaram no terminal marítimo de São Francisco do Sul, em Santa Catarina, espalhando muita fumaça pela cidade e pela região. O incidente ocorreu com uma carga de fertilizante em que se estima tenham sido decompostas 10 mil toneladas de nitrato de amônio. A fumaça branca que foi eliminada durante 4 dias era de composição complexa, mas apresentava principalmente os produtos da decomposição térmica do nitrato de amônio: monóxido de dinitrogênio e água. Em abril de 013, um acidente semelhante ocorreu em West, Estados Unidos da América, envolvendo a mesma substância. Infelizmente, naquele caso, houve uma explosão, ocasionando a morte de muitas pessoas. a) Com base nessas informações, escreva a equação química da decomposição térmica que ocorreu com o nitrato de amônio. b) Dado que os valores das energias padrão de formação em kj mol -1 das substâncias envolvidas são nitrato de amônio (-366), monóxido de dinitrogênio (8) e água (-4), o processo de decomposição ocorrido no incidente é endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta considerando a decomposição em condições padrão. 8. (Ita 014) Joseph Black ( ), médico, químico e físico escocês, conceituou o calor específico. Esta conceituação teve importantes aplicações práticas, dentre elas a máquina a vapor, desenvolvida pelo engenheiro escocês James Watt ( ). Que componente do motor a vapor desenvolvido por Watt revolucionou seu uso e aplicação? a) Boiler ou fervedor b) Bomba de recalque c) Caldeira d) Condensador e) Turbina a vapor Página 3 de 34

4 9. (Ufpr 014) Óleos vegetais, constituídos por triacilgliceróis (triéster de glicerol e ácidos carboxílicos de cadeia alquílica longa), são matérias primas em diversos setores. O óleo vegetal pode ser submetido à reação de transesterificação com álcool etílico, na presença de catalisador ácido (R1 do esquema), formando glicerol e ácidos graxos, que corresponde ao biodiesel, ou à reação de hidrogenação (R), na presença de catalisador de MoS, levando à formação de uma mistura de alcanos, gás carbônico e água. No esquema simplificado a seguir, estão ilustrados estes dois processos em reações não balanceadas. A fim de simplificação foi considerado um triacilglicerol imaginário e que as reações R1 e R formam apenas os produtos indicados. Dados: Entalpia média de ligação kj mol 1 C H 413 C C 348 C O 358 O H 463 C=C 614 C=O 799 O=O 495 Massa molar (g/mol): C=1, O=16, H = 1 a) Do ponto de vista de poder calorífico, isto é, a quantidade de energia (por unidade de massa) liberada na oxidação de um determinado combustível, qual dos processos (R1 ou R) gera um melhor combustível? Justifique. b) Por meio das entalpias de ligação, calcule a entalpia de combustão do propano. Página 4 de 34

5 10. (Uece 014) Segundo Bill Bryson, autor de Uma Breve História de Quase Tudo, o cientista americano Josiah Willard Gibbs ( ) foi o mais brilhante ilustre desconhecido da história, por conta de sua modéstia e timidez. Gibbs contribuiu, em vários campos da física e da química, sobretudo na conceituação de energia livre que permitiu definir, através de cálculos singelos, a espontaneidade de uma reação química. Considerando-se o valor da constante de Faraday C, conhecendo-se os potenciais de redução para as semirreações que ocorrem na pilha, Sn/Sn + // Pb + /Pb, cujas concentrações de Sn e Pb valem, respectivamente, 1,0 M e 10-3 M, e sabendo-se, ainda, que: Sn e Sn E0 0,14 V Pb e Pb E 0, V, pode-se afirmar corretamente que a reação global da pilha a) é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é 15,44 kj. b) não é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é +15,44 kj. c) não é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é 7,7 kj. d) é espontânea, e o valor da energia de Gibbs é +7,7 kj. 11. (Udesc 014) A indústria siderúrgica utiliza-se da redução de minério de ferro para obter o ferro fundido, que é empregado na obtenção de aço. A reação de obtenção do ferro fundido é representada pela reação: FeO3 3 CO Fe 3 CO A entalpia de reação Dados: Entalpia de formação ( ΔH r ) a 5 C é: ( ΔH f ) a 5 C, kj/mol. Fe ΔH f, kj / mol. O 3 Fe CO CO 84, 0 110,5 393,5 a) 4,8 kj / mol b) 4,8 kj / mol c) 541, kj / mol d) 541, kj / mol e) 138, kj / mol 1. (Ita 014) Considere que 1 mol de uma substância sólida está em equilíbrio com seu respectivo líquido na temperatura de fusão de 183 C e a 1 atm. Sabendo que a variação de 1 entalpia de fusão dessa substância é 6,0 kj mol, assinale a opção que apresenta a variação 1 1 de entropia, em JK mol. a) 0 b) 33 c) + 50 d) + 67 e) Página 5 de 34

6 13. (Ita 014) São feitas as seguintes afirmações sobre o que Joule demonstrou em seus experimentos do século XIX: I. A relação entre calor e trabalho é fixa. II. Existe um equivalente mecânico do calor. III. O calor pode ser medido. Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas a) I. b) I, II e III. c) I e III. d) II. e) II e III. 14. (G1 - ifsp 014) As reações químicas globais da fotossíntese e da respiração aeróbia são representadas, respectivamente, pelas equações balanceadas: Fotossíntese: 6 CO 6 HO energia C6H1 O6 6 O Respiração aeróbica C6H1 O6 6 CO 6 CO 6 HO energia Comparando-se essas duas reações químicas, pode-se afirmar corretamente que a) ambas são exotérmicas. b) ambas são endotérmicas. c) ambas são combustões completas. d) os reagentes da fotossíntese são os mesmos da respiração. e) os reagentes da fotossíntese são os produtos da respiração. 15. (Ufg 014) A variação de entalpia ( Δ H) é uma grandeza relacionada à variação de energia que depende apenas dos estados inicial e final de uma reação. Analise as seguintes equações químicas: i) C3H 8(g) 5 O (g) 3 CO (g) 4 HO( ) ΔH.0 kj ii) C(grafite) O (g) CO (g) ΔH 394 kj iii) H 1 (g) O (g) HO( ) ΔH 96 kj Ante o exposto, determine a equação global de formação do gás propano e calcule o valor da variação de entalpia do processo. Página 6 de 34

7 16. (Ufpr 014) Uma matéria intitulada Água que não molha foi veiculada em portais de notícias da internet em 01. Na realidade o composto mencionado nas notícias se tratava de uma fluorcetona aplicada na proteção contra incêndios. A fluorcetona em questão possui baixa molhabilidade (tendência do líquido em espalhar ou aderir sobre uma superfície) e, portanto possui grande vantagem na extinção de fogo preservando o material local. Isso é de grande interesse em centros de processamento de dados, museus e bibliotecas. A eficiência de um fluido em extinguir o fogo deve-se ao seu calor específico. Ao entrar em contato com a chama, o vapor gerado remove o calor da chama, extinguindo o fogo. A seguir são fornecidos dados de três fluidos. Fluido Massa molar g mol 1 Calor específico 1 1 kjkg C Fluorcetona vapor CF3 CF C(O)CF(CF 3) 316 0,9 Água vapor 18,0 Nitrogênio 8 1,0 (Disponível em < Tecnologia/ /Agua-que-nao-molha-e-apresentada-por-cientistas-da- Espanha.htm>. Acesso em dez. 01.) a) Coloque os fluidos em ordem crescente de eficiência em extinguir chamas, por quantidade de matéria. < < b) Em um comparativo, volumes iguais de fluoracetona e de nitrogênio são utilizados para diminuir a mesma variação de temperatura de uma chama. Calcule a razão entre as variações de calor entre a situação que utilizou fluoracetona e que utilizou nitrogênio. Admita que os fluidos se comportem como gases ideais e que não há variação no calor específico. 17. (Uece 014) Normalmente uma reação química libera ou absorve calor. Esse processo é representado no seguinte diagrama, considerando uma reação específica. Com relação a esse processo, assinale a equação química correta. a) H(g) 1 O(g) H O( ) 68,3 kcal b) H O 1 ( ) 68,3 kcal H(g) O (g) c) H O 1 ( ) H(g) O(g) 68,3 kcal d) H(g) 1 O(g) H O( ) 68,3 kcal Página 7 de 34

8 18. (Unifesp 014) Sob a forma gasosa, o formol (CH O) tem excelente propriedade bactericida e germicida. O gráfico representa a variação de entalpia na queima de 1 mol de moléculas de formol durante a reação química. a) Escreva a fórmula estrutural do formol e o nome da função orgânica presente nas moléculas desse composto. b) Dadas as entalpias-padrão de formação do HO( ) 86 kj / mol e CO (g) 394 kj / mol, calcule a entalpia-padrão de formação do formol. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Baseado no texto a seguir responda à(s) questão(ões). Reações conhecidas pelo nome de Termita são comumente utilizadas em granadas incendiárias para destruição de artefatos, como peças de morteiro, por atingir temperaturas altíssimas devido à intensa quantidade de calor liberada e por produzir ferro metálico na alma das peças, inutilizando-as. Uma reação de Termita muito comum envolve a mistura entre alumínio metálico e óxido de ferro III, na proporção adequada, e gera como produtos o ferro metálico e o óxido de alumínio, além de calor, conforme mostra a equação da reação: A (s) Fe O (s) Fe (s) A O (s) calor 3 3 Reação de Ter mita Dados: Massas atômicas: A 7 u; Fe 56 u e O 16 u Entalpia Padrão de Formação: 0 ΔH f A O3 1675,7 kj mol ; ΔH f FeO3 84, kj mol ; 0 ΔH f A 0 kjmol ; ΔH f Fe 0 kjmol 19. (Espcex (Aman) 014) Considerando a equação de reação de Termita apresentada e os valores de entalpia (calor) padrão das substâncias componentes da mistura, a variação de entalpia da reação de Termita é 0 a) ΔH f 111, kj 0 b) ΔH f 1030,7 kj c) 0 ΔH f 851,5 kj 0 d) ΔH f 33, kj 0 e) ΔH f 141,6 kj Página 8 de 34

9 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto para responder à(s) questão(ões) a seguir. Insumo essencial na indústria de tintas, o dióxido de titânio sólido puro (TiO ) pode ser obtido a partir de minérios com teor aproximado de 70% em TiO que, após moagem, é submetido à seguinte sequência de etapas: I. aquecimento com carvão sólido 1 TiO (s) C(s) Ti(s) CO (g) ΔHreação 550kJ mol II. reação do titânio metálico com cloro molecular gasoso 1 Ti(s) C (s) TiC 4( ) ΔHreação 804 kj mol III. reação do cloreto de titânio líquido com oxigênio molecular gasoso 1 TiC 4( ) O (g) TiO (s) C (g) ΔHreação 140 kj mol 0. (Unesp 014) Considerando as etapas I e II do processo, é correto afirmar que a reação para produção de 1 mol de TiC 4 ( ) a partir de TiO (s) é a) exotérmica, ocorrendo liberação de kj. b) exotérmica, ocorrendo liberação de 54 kj. c) endotérmica, ocorrendo absorção de 54 kj. d) endotérmica, ocorrendo absorção de kj. e) exotérmica, ocorrendo liberação de 804 kj. 1. (Ita 013) Assinale a opção que apresenta a afirmação CORRETA. a) Um paciente com calor de 4 C apresenta-se febril. b) A adição de energia térmica à água líquida em ebulição sob pressão ambiente causa um aumento na sua capacidade calorífica. c) Na temperatura de 4 C e pressão ambiente, 5 g de água no estado líquido contêm uma quantidade de energia maior do que a de 5 g de água no estado sólido. d) A quantidade de energia necessária para aquecer 5g de água de 0 C até 5 C é igual àquela necessária para aquecer 5g de água no mesmo intervalo de temperatura e pressão ambiente. e) Sob pressão ambiente, a quantidade de energia necessária para aquecer massas iguais de alumínio (calor específico 0,89 Jg K ) e de ferro (calor específico 0,45 J g K ), respectivamente, de um mesmo incremento de temperatura, T, é aproximadamente igual.. (Fgv 013) Um experimento quantitativo foi feito empregando-se uma bomba calorimétrica, que é um dispositivo calibrado para medidas de calor de reação. Em seu interior, colocou-se uma certa quantidade de um alcano e sua reação de combustão completa liberou 555 kj e 18,0 g de água. Sabendo-se que a entalpia de combustão desse hidrocarboneto é 0 kj mol 1, é correto afirmar que sua fórmula molecular é a) CH 4. b) C H 4. c) C H 6. d) C 3 H 6. e) C 3 H 8. Página 9 de 34

10 3. (Udesc 013) Da reação: CH4(g) O(g) H O(g) CO (g) ; ΔH 0 kcal / mol, conclui-se que: a) a combustão de 3g de metano libera 440 kcal. b) a combustão de 48g de metano absorve 660 kcal. c) a combustão completa de 3g de metano necessita de litros de O (g). d) a combustão de 160g de metano libera 0 kcal. e) a reação é endotérmica. 4. (Unifesp 013) A explosão da nitroglicerina, C 3 H 5 (NO 3 ) 3, explosivo presente na dinamite, ocorre segundo a reação: 4C3H5 NO3 1CO 3 g 10H O g 6N g O g São fornecidas as seguintes informações: Entalpia de formação de CO gasoso 400 kj.mol 1 Entalpia de formação de H O gasoso 40 kj.mol 1 Entalpia de formação de C 3 H 5 (NO 3 ) 3 líquido 365 kj.mol 1 Volume molar de gás ideal a 0 C e 1 atm de pressão,4 L Considerando que ocorra a explosão de 1 mol de nitroglicerina e que a reação da explosão seja completa, calcule: a) o volume de gases, medido nas condições normais de pressão e temperatura. b) a entalpia da reação, expressa em kj.mol (Uerj 013) Substâncias com calor de dissolução endotérmico são empregadas na fabricação de balas e chicletes, por causarem sensação de frescor. Um exemplo é o xilitol, que possui as seguintes propriedades: Propriedade Valor massa molar 15 g/mol entalpia de dissolução + 5,5 kcal/mol solubilidade 60,8 g/100 g de água a 5 C Considere M a massa de xilitol necessária para a formação de 8,04 g de solução aquosa saturada de xilitol, a 5 C. A energia, em quilocalorias, absorvida na dissolução de M corresponde a: a) 0,0 b) 0,11 c) 0,7 d) 0,48 Página 10 de 34

11 6. (Ufsm 013) Geralmente usados por atletas, existem dispositivos de primeiros socorros que, através de reações endotérmicas ou exotérmicas, podem gerar compressas frias ou quentes. Esses dispositivos, constituídos por bolsas plásticas em que o sólido e a água estão separados, misturam-se e esfriam ou aquecem, quando golpeados. Exemplos de compostos usados nas referidas compressas são mostrados nas equações a seguir. A NH NO s HO NH aq NO aq B CaC s HO Ca aq C aq H 6, kj mol 1 H 8,8 kj mol 1 Em relação às equações, analise as afirmativas: I. A equação A irá produzir uma compressa fria, e a equação B, uma compressa quente. II. Na equação B, a entalpia dos produtos é menor que a entalpia dos reagentes. III. Se, na equação A, forem usados moles de nitrato de amônio, o valor de H ficará inalterado. Está(ão) correta(s) a) apenas I. b) apenas III. c) apenas I e II. d) apenas II e III. e) I, II e III. 7. (Uerj 013) Denomina-se beta-oxidação a fase inicial de oxidação mitocondrial de ácidos graxos saturados. Quando esses ácidos têm número par de átomos de carbono, a betaoxidação produz apenas acetil-coa, que pode ser oxidado no ciclo de Krebs. Considere as seguintes informações: cada mol de acetil-coa oxidado produz 10 mols de ATP; cada mol de ATP produzido armazena 7 kcal. Sabe-se que a beta-oxidação de 1 mol de ácido palmítico, que possui 16 átomos de carbono, gera 8 mols de acetil-coa e 6 mols de ATP. A oxidação total de 1 mol de ácido palmítico, produzindo CO e H O, permite armazenar sob a forma de ATP a seguinte quantidade de energia, em quilocalorias: a) 36 b) 5 c) 74 d) (Uel 013) A tabela, a seguir, mostra as entalpias padrão de formação Δ H o f a 5 C. Substância Metanol Etanol Gás carbônico Água Fórmula Δ H o f kj mol CH3OH 38,6 CH5OH 77,7 CO g 393,5 HO v 41,8 O metanol já foi usado como combustível na fórmula Indy, com o inconveniente de produzir chama incolor e ser muito tóxico. Atualmente, utiliza-se etanol, proveniente da fermentação do caldo na cana-de-açúcar, o mesmo utilizado em automóveis no Brasil. a) Compare a quantidade de energia liberada (kj) pela combustão de 1,00g de metanol com a produzida por 1,00g de etanol. Justifique sua resposta. b) Se um automóvel da fórmula Indy gastar 5 litros de etanol (d=0,80g/ml) por volta em um determinado circuito, calcule a energia liberada (kj) pelo seu motor em cada volta. Página 11 de 34

12 9. (Pucrs 013) Com base na análise das equações a seguir, que representam reações de combustão do metano e as respectivas entalpias. I. CH 4(g) O (g) CO (g) HO( ) ΔH 80 kj / mol II. CH 4(g) 3 O (g) CO(g) HO( ) ΔH 50 kj / mol III. CH 4(g) O (g) C(s) HO( ) ΔH 408,5 kj / mol Com base na análise feita, é correto afirmar que a) a equação I representa combustão completa, e consome 80kJ de calor por grama de metano queimado. b) a equação II representa a combustão completa do metano, produzindo monóxido de carbono, que é muito tóxico. c) em ambiente suficientemente rico em oxigênio, é possível obter aproximadamente 50kJ de calor por grama de metano queimado. d) a equação III representa a combustão incompleta que produz fuligem e libera 34kJ de calor a cada grama de combustível queimado. e) as três reações representadas necessitam de uma fonte de energia, como uma fagulha ou faísca, para iniciarem, e por essa razão são endotérmicas. 30. (Ufpe 013) As aplicações das leis da termodinâmica em Química são importantes para estabelecer quais processos químicos, dentre aqueles possíveis, são espontâneos. A quantificação dessas leis leva, por exemplo, aos valores de 37,1 e 16,5 kj.mol 1 para a energia livre de Gibbs padrão de formação de HO e NH 3 (g) em 98 K, respectivamente. Sobre essas aplicações, analise as proposições abaixo. ( ) A primeira lei da termodinâmica proíbe o seguinte processo: Na aq NO 3 aq NaNO 3 s O g 3O g favorece a formação de produto. ( ) A variação de entropia na reação 3 ( ) Processos em que há um aumento da entropia são espontâneos. 0 ( ) A variação da energia livre de Gibbs padrão N g 3H g NH3 g, Δ para a reação em equilíbrio químico, é sempre nula quando a temperatura e a pressão forem constantes. 4H g O g H O é espontânea em 98 K e 10 5 Pa (ou 1 ( ) A reação química bar). 31. (Uem 013) Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01) Quando um processo endotérmico ocorre em um sistema à pressão constante, esse sistema absorve calor do ambiente e sua entalpia aumenta. 0) O Δ H de uma reação depende do estado físico dos reagentes e dos produtos. 04) O Δ H de uma reação depende da quantidade de reagentes e de produtos. 08) A queima de 1 mol de carbono grafite libera a mesma quantidade de energia liberada na queima de 1 mol de carbono diamante. 16) Se a energia da ligação C C é 348 kj/mol, pode-se concluir que a energia da ligação C C é kj/mol. r G Página 1 de 34

13 3. (Ufsj 013) Um estudante recebeu a incumbência de testar algumas reações em laboratório, em condições-padrão. Para poupar seu tempo, ele resolveu consultar tabelas de variações de entalpia das reações, obtendo os valores apresentados a seguir. Reação o 1 ΔHr kj mol 1 15,14 44,70 3 4, ,08 Considerando-se esses resultados, ele concluiu que I. as reações e 4 não são espontâneas. II. a reação é a mais endotérmica da lista. III. haverá liberação de calor nas reações 1 e 3. IV. a reação 1 acontecerá mais rapidamente. Em relação às conclusões do estudante, está CORRETO ele afirmar a) III e IV. b) I e IV. c) I e II. d) II e III. 33. (Ufg 013) A tabela a seguir apresenta os valores de energia de ligação para determinadas ligações químicas. Ligação Energia (kcal/mol) C C 83 C H 100 C O 85 O H 110 Para as moléculas de etanol e butanol, os valores totais da energia de ligação (em kcal/mol) destas moléculas são respectivamente, iguais a: a) 861 e b) 668 e c) 668 e d) 778 e e) 778 e (Cefet MG 013) O carbono pode ser encontrado na forma de alótropos como o grafite e o diamante. Considere as equações termoquímicas seguintes. Cgrafite 1 O (g) CO(g) H 110 kj Cgrafite O (g) CO (g) H 393 kj Cdiamante O (g) CO (g) H 395 kj A variação de entalpia da conversão de grafite em diamante, em kj, é igual a a) 788. b). c) +. d) +87. e) Página 13 de 34

14 35. (Ufrgs 013) A crise energética mundial impulsionou a procura por combustíveis alternativos e renováveis. Considere os dados contidos no quadro abaixo. Combustível Poder calorífico (kj/g) Densidade (g/ml) Hidrogênio , 10 Propano ,8 10 Gasolina 45 0,750 Etanol 30 0,790 Com base nesses dados, é correto afirmar que a) o hidrogênio é o combustível mais eficaz entre os relacionados, considerando iguais volumes de combustível. b) o propano é o combustível mais eficaz entre os relacionados, considerando massas iguais de combustível. c) todos os combustíveis do quadro acima geram CO na sua combustão total. d) por sua maior densidade, o poder calorífico do etanol, medido em kj por litro, é o maior entre todos. e) por causa de sua baixa densidade, o poder calorífico do hidrogênio, medido em kj por litro, é muito baixo. 36. (Uern 013) Observe a figura a seguir. Qual a vantagem do suor para a pele? a) A água do suor, ao evaporar, retira calor da pele, provocando uma diminuição na temperatura. Reação exotérmica. b) A água do suor, ao evaporar, retira calor da pele, provocando uma diminuição na temperatura. Reação endotérmica. c) O corpo retira do suor calor, provocando uma diminuição na temperatura a água, resfriando, assim, a pele. Reação exotérmica. d) O corpo retira do suor calor, provocando uma diminuição na temperatura a água, resfriando, assim, a pele. Reação endotérmica. Página 14 de 34

15 37. (Fuvest 013) A partir de considerações teóricas, foi feita uma estimativa do poder calorífico (isto é, da quantidade de calor liberada na combustão completa de 1 kg de combustível) de grande número de hidrocarbonetos. Dessa maneira, foi obtido o seguinte gráfico de valores teóricos: Com base no gráfico, um hidrocarboneto que libera kcal/kg em sua combustão completa pode ser representado pela fórmula Dados: Massas molares (g/mol), C=1,0; H=1,00. a) CH 4 b) C H 4 c) C 4 H 10 d) C 5 H 8 e) C 6 H (Ufpr 013) Fullerenos são compostos de carbono que podem possuir forma esférica, elipsoide ou cilíndrica. Fullerenos esféricos são também chamados buckyballs, pois lembram a bola de futebol. A síntese de fullerenos pode ser realizada a partir da combustão incompleta de hidrocarbonetos em condições controladas. a) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão de benzeno a C 60. b) Fornecidos os valores de entalpia de formação na tabela a seguir, calcule a entalpia da reação padrão do item a. Espécie 1 f H (kj.mol ) HO 86 CH C60 s 37 Página 15 de 34

16 39. (Mackenzie 013) Observe o gráfico de entalpia abaixo, obtido por meio de experimentos realizados no estado-padrão: Com base em seus conhecimentos de termoquímica e nas informações do gráfico acima, a equação termoquímica INCORRETAMENTE representada é CO C O ΔH 394 kj / mol a) (g) (graf ) (g) 1 b) CO(g) O(g) CO(g) ΔH 84 kj / mol 1 c) C(graf ) O(g) CO(g) ΔH 110 kj / mol 1 d) CO(g) CO(g) O(g) ΔH 84 kj / mol e) C(graf ) O(g) CO(g) ΔH 394 kj / mol 40. (Udesc 013) Considere as seguintes reações e suas variações de entalpia, em kj/mol. CO(g) H(g) C(s) H O(g) ΔH 150 kj / mol CO(g) 1 O(g) CO (g) ΔH 73 kj / mol H(g) 1 O(g) H O (g) ΔH 31kJ / mol Pode-se afirmar que a variação de entalpia, para a combustão completa de 1 mol de C (s), formando CO (g), é a) 654 kj/mol b) 504 kj/mol c) kj/mol d) kj/mol e) 354 kj/mol Página 16 de 34

17 Gabarito: Resposta da questão 1: [C] A energia potencial envolvida no ato de uma pessoa levantar uma caixa de 0,3 kg do chão até uma altura de,0 m pode ser calculada da seguinte maneira: E m g h m E 0,3 kg10,0 m s m E 406 kg s m 1 J 1 kg, então : s 3 E 406 J kj 37 1 C15H6O6 O 15CO 13HO ΔH 8.10 kj / mol 37 mol no 4 no 9,5 10 mol 8.10 kj liberados kj liberados Resposta da questão : [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] a) De acordo com o enunciado ocorreu a formação de 180 g de glicose e este valor corresponde a um mol de glicose (C6H1 O ). b) Como a energia do fóton é dada por E h f 34, onde h 6,6 10 J s. Na reação de síntese, induzida por luz vermelha de frequência f igual a E h f E 6,6 10 J s 4,3 10 s 8,38 10,84 10 J 19 E,8 10 J (um fóton) 14 4,3 10 Hz, então: c) Nessa reação são necessários 800 kj de um mol de glicose, então: 6 (800 kj,8 10 J) de energia para a formação 19,8 10 J 6,8 10 J 5 n 10 fótons 1 fóton n d) 6HO 6CO energia C6H1 O6 6O ; CNTP. Página 17 de 34

18 1 mol (O ) 6mol (O ) V 134,4 L,4 L V [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física] a) Química b) Dado: h 6,6 10 J s; f 4,3 10 Hz. Aplicando esses valores na equação dada: E hf 6,6 10 4,3 10 E,8 10 J. c) Dado: Glicose C6H1 O 6; H (1g/mol), C (1g/mol), O (16g/mol); E =.800 kj/mol = 6,8 10 J/mol. A massa molar da glicose é: M (61) (1 1) (616) 180 g. Calculando o número n de fótons para produzir 1 mol de glicose ou 180 g ne n n 10 fótons.,8 10 d) Dado: nas CNTP, o volume ocupado por um mol de gás é,4 L. A reação dada mostra que são produzidos 1 mol de glicose e 6 mols de O. Assim, o volume produzido de O na reação é: V 6,4 V 134,4 L. Resposta da questão 3: [B] I. Combustão completa do metano: CH4 O H O CO calor, processo exotérmico. II. O derretimento de um iceberg: H O(s) calor H O ( ), processo endotérmico. III. Parte da energia cinética é transformada em calor, portanto, processo exotérmico. Resposta da questão 4: [Resposta do ponto de vista da disciplina de Geografia] A hidrelétrica binacional em operação é a Usina de Itaipu, construída no rio Paraná, na fronteira do estado do Paraná com o Paraguai. A hidrelétrica de grande porte em construção é a Usina de Belo Monte, situada no Rio Xingu, no estado do Pará. Com produção estimada em cerca de 10% do consumo nacional, será a terceira maior hidrelétrica do mundo e a maior inteiramente brasileira. Seu funcionamento está previsto para 015. A usina nuclear em operação encontra-se na Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto, no estado do Rio de Janeiro, formado pelo conjunto das usinas Angra 1, Angra e Angra 3 que atualmente encontra-se em construção. O Brasil apresenta atualmente (013) 46 usinas eólicas em operação, estando a maior parte delas localizadas na região nordeste, como o Parque eólico Alegria e Rio de Fogo, no estado do Rio Grande do Norte. Página 18 de 34

19 [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] b) A entalpia de combustão do metano gasoso, principal componente do gás natural, corrigida para 5 C, é 13 kcal/mol, então: 1 mol CH 4 16 g CH4 1 g CH4 E CH4 13 kcal liberados 13 kcal liberados E CH4 13,31 kcal liberados A entalpia de combustão do etanol líquido, à mesma temperatura, é de 37 kcal/mol, então: 1 mol CH6O 46 g CH6O 1 g CH6O E CH6O 37 kcal liberados 37 kcal liberados E CH6O 7,11 kcal liberados Conclusão: O combustível mais vantajoso sob o ponto de vista energético é o metano, pois seu poder calorífico é maior do que o do etanol líquido. Resposta da questão 5: 4As 3O As O (s) (g) 3(s) Cada mol de arsênio (1mol = 75g) libera 660kJ, assim 4 mols de arsênio irá formar mols de AsO 3, assim teremos que a quantidade de energia (kj), liberada a partir de 1,5kg (1500g) de arsênio será: 4As 3O As O (s) (g) 3(s) g x kj ( 660 kj) x Página 19 de 34

20 Resposta da questão 6: = 19. [01] Quanto mais exotérmica for uma reação e, ao mesmo tempo, quanto maior for o aumento de entropia do processo, mais espontânea será a reação. [0] A energia livre de Gibbs (G) é uma grandeza termodinâmica cuja variação Δ G corresponde à máxima energia útil que é possível retirar de um sistema (energia aproveitável). [04] Se Δ G for negativo, a reação é espontânea. [08] Para uma reação com ΔH 0, quanto mais próxima estiver do equilíbrio, menor será a quantidade de trabalho disponível que pode ser utilizado. [16] Uma determinada reação que possui variação de entalpia Δ H de +8,399 kcal/mol e variação de entropia Δ S de 37 cal / K mol será espontânea em temperaturas maiores do que 46 C. ΔG ΔH TΔS , T T 6 K 37 TC TK 73 TC C Resposta da questão 7: a) Equação química da decomposição térmica que ocorreu com o nitrato de amônio (NH NO ) : NH4NO 3(s) NO(g) HO(g). 4 3 b) Teremos: Δ NH4NO 3(s) NO(g) HO(g) 366 kj 8 kj ( 4) kj ΔH Hprodutos Hreagentes ΔH [ 8 kj ( 4) kj] [ 366 kj] ΔH 36 kj ΔH 0 o processo de decomposição é exotérmico. Resposta da questão 8: [D] Δ Thomas Newcomen foi o inventor da máquina a vapor e James Watt desenvolveu sua tecnologia. Watt desenvolveu um condensador no qual o vapor era libertado para a atmosfera através da abertura de uma válvula, isto evitava a condensação do vapor devido à diminuição da temperatura. Página 0 de 34

21 Resposta da questão 9: a) Teremos: Oxidação (combustão) do principal produto de R1 (biodiesel): Para os reagentes: 1 (C C) 1 348kJ 8 (C H) 8 413kJ (C O) 358kJ 1 (C O) 1 799kJ 1 (C C) 1 614kJ 1 (O O) 1 495kJ Total de energia absorvida na quebra das ligações dos reagentes = 8.64 kj (+8.64 kj) Para os produtos: 30 (C O) kJ 8 (O H) 8 463kJ Total de energia liberada na formação das ligações dos produtos = kj ( kj) ΔH reação do produto de R1 = kj +( kj) = kj/(mol de biodiesel) Cálculo da energia liberada em kj/g: kj kj/mol 08 g Energia liberada 41,68 kj / g (biodiesel) Oxidação (combustão) do principal produto de R (hidrocarboneto): Página 1 de 34

22 Para os reagentes: 10 (C C) kJ 4 (C H) 4 413kJ 17 (O O) kJ Total de energia absorvida na quebra das ligações dos reagentes = kj ( kj) Para os produtos: (C O) 799kJ 4 (O H) 4 463kJ Total de energia liberada na formação das ligações dos produtos = kj ( kj) Δ H reação do produto de R = kj +( kj) = kj/(mol de hidrocarboneto) Cálculo da energia liberada em kj/g: kj kj/mol 156 g Energia liberada 44,1 kj / g (hidrocarboneto) 44,1 kj/g > 41,68 kj/g Conclusão: do ponto de vista calorífico o processo R gera um combustível que libera maior quantidade de energia (melhor combustível), ou seja, o hidrocarboneto. b) Teremos: (C C) 348kJ 8 (C H) 8 413kJ 5 (O O) 5 495kJ Energia absorvida na quebra das ligações dos reagentes = kj ( kj) 6 (C O) 6 799kJ 8 (O H) 8 463kJ Energia liberada na formação das ligações dos produtos = kj ( kj) ΔHcombustão kj kj.03 kj Página de 34

23 Resposta da questão 10: [A] Sem levarmos em conta as concentrações fornecidas, teremos: Sn e Sn E0 0,14 V Pb e Pb E 0, V, 0,14 V 0, V Sn e Sn Pb Pb e ΔE Emaior Emenor 0,14 ( 0,) 0,08 V ΔG n F ΔE ΔG mol 9,65 10 J.V.mol 0,08 V J ΔG 15,440 kj (espontânea) Observação teórica: levando-se em conta as concentrações fornecidas no texto teríamos outro tipo de resolução, observe a seguir. Sn e Sn E0 0,14 V Pb e Pb E 0, V, 0,14 V 0, V Sn e Sn (redução; cátodo) Pb Pb e (oxidação; ânodo) ΔE Emaior Emenor 0,14 ( 0,) 0,08 V 0,059 ΔE n logq Q [Pb ] [Sn ] Concentrações de Sn e Pb valem, respectivamente, 1,0 M e 10-3 M: 3 [Pb ] 10 Q 10 0 [Sn ] ,059 ΔE ΔE n logq 0,059 ΔE 0,08 0,08 0, ,08983 V 3 log10 ΔG : var iação de energia de Gibbs F cons tan te de Faraday C 9,65 10 J.V.mol n número de mols de elétrons transferidos ΔG n F ΔE ΔG mol 9,65 10 J.V.mol 0,08983 V ,19 J ΔG 17,34 kj (espontânea) Página 3 de 34

24 Resposta da questão 11: [B] Teremos: Fe O 3 CO Fe 3 CO 3 84, kj 3 ( 110,5 kj) 0 3 ( 393,5 kj) ΔH [3 ( 393,5 kj) 0] [ 84, kj 3( 110,5 kj)] ΔH 4,8 kj / mol Resposta da questão 1: [D] Dados fornecidos no enunciado: P 1 atm; T 183 C fusão fusão fusão T 183 C K ΔH 6,0 kjmol 1 ΔHfusão ΔSfusão T kj 6,0 ΔSfusão 90 K mol kj ΔSfusão 0, mol K 3 kj ΔSfusão 66,7 10 mol K ΔSfusão 66,7 J mol K 67 J mol K Resposta da questão 13: [B] James Prescott Joule ( ) fez uma experiência para determinar a quantidade de trabalho necessária para produzir certa quantidade de calor. A experiência de Joule determinou a expressão da caloria em unidades mecânicas de energia. Observe o diagrama esquemático: Página 4 de 34

25 Coloca-se água num recipiente adiabático (aquele que não permite trocas de calor com o meio). Os pesos (1) caem numa velocidade constante e giram o agitado das pás () que aplica trabalho contra a água. Supondo-se que não ocorra perda de energia por atrito nos suportes e nos eixos, o trabalho do agitador contra a água será igual à perda de energia mecânica dos pesos. Quando os pesos caem a uma altura h, teremos mgh. Joule mediu com precisão o trabalho necessário para elevar a temperatura de 1 g de água líquida sem perda de calor. A 15 C vale 4,186 J / (g K), ou seja, a caloria que é definida como a energia térmica necessária para elevar a temperatura de 1 g de água de 14,5 C a 15,5 C equivale a 4,186 J. Hoje em dia a caloria termoquímica é definida como: 1cal 4,186 J. Conclusão [I] Correta. A relação entre calor e trabalho é fixa. [II] Correta. Existe um equivalente mecânico do calor. [III] Correta. O calor pode ser medido. Resposta da questão 14: [E] Comparando-se essas duas reações químicas, pode-se afirmar corretamente que os reagentes da fotossíntese são os produtos da respiração: 6 CO 6 H O energia C H O 6 O (Fotossíntese) Produtos da respiração Resposta da questão 15: Teremos, de acordo com a Lei de Hess: i) C3H 8(g) 5 O (g) 3 CO (g) 4 HO( ) ΔH.0 kj (inverter) ii) C(grafite) O (g) CO (g) ΔH 394 kj ( 3) iii) H 1 (g) O (g) HO( ) ΔH 96 kj ( 4) i) 3 CO (g) 4 HO( ) C3H 8(g) 5O (g) ΔH1.0 kj ii) 3C(grafite) 3O (g) 3CO (g) ΔH 3( 394) kj iii) 4H (g) O (g) 4HO( ) ΔH3 4( 86) kj 3C(grafite) 4H (g) 1C3H 8(g) ΔH ΔH1 ΔH ΔH3 ΔH.0 kj 3( 394) kj 4( 86) kj ΔH 106 kj Página 5 de 34

26 Resposta da questão 16: a) Cálculo do calor específico por quantidade de matéria (mol): Fluido Fluorcetona vapor CF3 CF C(O)CF(CF 3) Água vapor Nitrogênio Calor específico por mol (por C) 1000 g 0,9 kj 1 1 Efluorcetona 0,844 kj mol C 316 g Efluorcetona 1000 g,0 kj 1 1 E 18 g água 0,036 kj mol C Eágua 1000 g 1,0 kj 1 1 E 8g nitrogênio 0,08 kj mol C Enitrogênio Quanto menor o calor específico, menor a eficiência para extinguir as chamas e vice-versa ,08 kjmol C < 0,036 kj mol C < 0,844 kj mol C Nitrogênio Água Conclusão: Nitrogênio < Água < Fluorcetona. Fluorcetona b) Os volumes considerados são os mesmos. De acordo com a hipótese de Avogadro (para gases ideais) nas mesmas condições de pressão e temperatura, o número de mols é diretamente proporcional ao volume molar. Para um mol e mesma variação de temperatura: 1 1 Fluorcetona: 0,844 kj volume C 1 1 Nitrogênio: 0,08 kj volume C 1 1 0,844 kj volume C r 10, ,08 kjvolume C Resposta da questão 17: [D] Ocorre liberação de energia, logo a quantidade de calor deve aparecer do lado direito da equação química: H O 1 ( ) H(g) O(g) 68,3 kcal. Energia liberada Página 6 de 34

27 Resposta da questão 18: a) Fórmula estrutural do formol (neste caso considerando-se o metanal): b) Teremos: CH O(g) O (g) CO (g) H O( ) o ΔH f CH O 0 kj 394 kj 86 kj ΔHcombustão Hfinal Hinicial o 570 kj [( 394 kj ( 86 kj)) ( ΔH 0 kj)] f CH O diagrama o 570 kj 680 kj ΔH f CH O o ΔH 110 kj/ mol f CH O Resposta da questão 19: [C] Teremos: A (s) Fe O (s) Fe (s) A O (s) calor , kj ,7kJ Hreagentes ΔH Hprodutos Hreagentes Hprodutos ΔH [0 ( 1675,7)] [0 ( 84,)] 851,5 kj Resposta da questão 0: [B] Aplicando a Lei de Hess, vem: 1 TiO (s) C(s) Ti(s) CO (g) ΔHI 550kJ mol 1 Ti(s) C (s) TiC 4( ) ΔHII 804 kj mol TiO (s) C(s) C (s) CO (g) TiC 4( ) ΔH ΔH I ΔH II ΔH kj Resposta da questão 1: [C] A mesma massa de uma substância, nas mesmas condições de pressão e temperatura, conterá maior energia no estado líquido do que no estado sólido. X(s) Energia X( ). Página 7 de 34

28 Resposta da questão : [E] Teremos: 1 mol de HO(liberado) 18 g nho nho 4 mol 8 mols de H Fórmula : C3H8 555 kj.0 kj Resposta da questão 3: [A] Teremos: CH O H O CO ΔH 0 kcal/mol 16 g 4(g) (g) (g) (g) 0 kcal liberados 3 g 440 kcal liberados A reação libera calor (exotérmica). Resposta da questão 4: a) Teremos: 4C H (NO ) ( ) 1CO (g) 10H O(g) 6N (g) O (g) mols 1 mol 9 mols 9,4 L 9,4 L V 16,4 L 4 b) Teremos: 4C3H 5(NO 3 ) 3( ) 1CO (g) 10HO(g) 6N (g) O (g) 4( 365 kj) 1( 400 kj) 10( 40 kj) ΔH [1( 400 kj) 10( 40 kj) 6 0 0] [4( 365 kj)] ΔH 5750 kj / 4 mol de nitroglicerina ΔH 1435 kj / mol Resposta da questão 5: [B] Teremos em 100 g de água: mxilitol 60,8 g msolução 100,0 g 60,8 g 160,8 g V 160,8 g (solução) 60,8 g (xilitol) 8,04 g (solução) mxilitol mxilitol 3,04 g mxilitol 3,04 nxilitol nxilitol 0,0 mol Mxilitol 15 Página 8 de 34

29 A entalpia de dissolução do xilitol é de 5,5 kcal/mol, então: 1 mol 5,5 kcal 0,0 mol E E 0,11 kcal Resposta da questão 6: [C] [I] Verdadeira. A equação A representa um processo endotérmico, que absorverá calor das vizinhanças. Já a equação B representa um processo exotérmico, que liberará calor par as vizinhanças aumentando sua temperatura. [II] Verdadeira. Como a reação libera calor, o conteúdo energético final (dos produtos) deverá ser menor em relação ao conteúdo energético inicial (dos reagentes). [III] Falsa. O valor da variação de entalpia é dado por mol de reagente. Dessa forma, se fossem utilizados mols de reagente, o valor seria modificado. Resposta da questão 7: [C] Cada mol de acetil-coa produz 10 mols de ATP (ciclo de Krebs). Teremos: 8 mols de acetilcoa ao serem oxidados formarão 8 x 10 mols de ATP (80 mols de ATP). Sabe-se que a beta-oxidação de 1 mol de ácido palmítico, que possui 16 átomos de carbono, gera 8 mols de acetil-coa e 6 mols de ATP. Quantidade total de mols de ATP: = 106 mols de ATP Cada mol de ATP produzido armazena 7 kcal, então: 1 mol 7 kcal 106 mol E E 74 kcal Resposta da questão 8: a) Teremos as seguintes equações de combustão: Para o metanol: CH3OH( ) 3 O (g) CO (g) HO( ) 38,6 kj 0 393,5 kj ( 41,8 kj) H [ 393,5 kj ( 41,8 kj)] [ 38,6 kj 0] H 638,5 kj/ mol 3 g 638,5 kj liberados 1g EMe tanol EMe tanol 19,95 kj liberados Para o etanol: Página 9 de 34

30 C H OH( ) 3O (g) CO (g) 3H O( ) 5 77,7 kj 0 ( 393,5 kj) 3( 41,8 kj) H [ ( 393,5 kj) 3( 41,8 kj)] [ 77,7 kj 0] H 134,7 kj/ mol 46 g 134,7 kj liberados 1g EE tanol EE tanol 6,84 kj liberados Portanto o etanol libera mais energia por grama (6,84 kj > 19,95 kj). b) Um automóvel da fórmula Indy pode gastar 5 litros de etanol (d = 0,80 g/ml) por volta em um determinado circuito, então: 5 L 5000 ml; de tanol 0,80 g / ml. 1 ml 0,80 g 5000 ml me tanol me tanol 4000 g 1 g(e tanol) 4000 g(e tanol) E E kj Resposta da questão 9: [C] 6,84 kj liberados O valor máximo de oxigênio utilizado na combustão implica num maior valor de Δ H (calor liberado). CH 4(g) O (g) CO (g) HO( ) ΔH 80 kj/ mol 16 g 80 kj liberados 1g E E 50,15 kj Resposta da questão 30: F V F F V. A primeira lei da termodinâmica não é válida para reações que não conservam a energia. Observação teórica: primeira lei da termodinâmica: O trabalho adiabático* realizado sobre um sistema para levá-lo de um estado inicial para um estado final não depende da forma como esse trabalho é realizado, depende apenas dos estados inicial e final do sistema. *Um trabalho adiabático realizado sobre um sistema é aquele que não perde nem ganha energia (calor), ou seja, o sistema fica isolado do exterior. O3 g 3O g mols 3 mols reagente produto 3 mols mols Conclusão : a reação favorece a formação dos produtos. Variação positiva. Página 30 de 34

31 Existem muitos processos espontâneos nos quais a variação de entropia é negativa (a entropia diminui durante o processo). N g 3H g NH3 g 4 mols mols 4 mols mols Entropia negativa 4 mols consumidos e mols formados o o 1 ΔrG 3 ΔrG (NH 3 ) 3 ( 16,5) 49,5 kj.mol A var iação não é nula. A reação química 4H g O g H O (ou 1 bar). 4H g O g H O é espontânea o o 1 ΔrG ΔrG (HO) ( 37,1) 474,3 kj.mol o r em 98 K e 10 5 Pa ( G 0) Resposta da questão 31: = 07. Quando um processo endotérmico ocorre em um sistema à pressão constante, esse sistema absorve calor do ambiente e sua entalpia aumenta. O Δ H de uma reação depende do estado físico dos reagentes e dos produtos. O Δ H de uma reação depende da quantidade de reagentes e de produtos, por exemplo, do número de mols do reagente. A queima de 1 mol de carbono grafite não libera a mesma quantidade de energia liberada na queima de 1 mol de carbono diamante, pois são alótropos que apresentam estruturas diferentes. A energia de ligação C C não é diretamente proporcional à energia de ligação C C. Resposta da questão 3: [D] Análise das afirmativas: [I] Incorreta. As reações e 4 são espontâneas ( ΔH 0). [II] Correta. A reação é a mais endotérmica da lista, pois absorve mais calor. [III] Correta. Haverá liberação de calor nas reações 1 e 3, pois são exotérmicas ( ΔH 0). [IV] Incorreta. A reação 1 não acontecerá mais rapidamente. Página 31 de 34

32 Resposta da questão 33: [D] Teremos: Etanol: 5 (C H) kcal 1(C C) kcal 1(C O) kcal 1(O H) kcal Total = 778 kcal Butanol: 9 (C H) kcal 3 (C C) kcal 1(C O) kcal 1(O H) kcal Total = kcal Resposta da questão 34: [C] Cgrafite O (g) CO (g) H 393 kj (manter) Cdiamante O (g) CO (g) H 395 kj (inverter) Cgrafite O (g) CO (g) H1 393 kj CO (g) Cdiamante O (g) H 395 kj Cgrafite Cdiamante Hfinal H1 H kj Resposta da questão 35: [E] Teremos: Combustível Poder calorífico (kj/g) Densidade (g/l) Hidrogênio 140 8, 10 Poder calorífico (kj/l) 140 8, ,48 Propano 50 1,8 50 1,8 90 Gasolina Etanol Por causa de sua baixa densidade, o poder calorífico do hidrogênio, medido em kj por litro, é muito baixo. Resposta da questão 36: [A] A mudança de estado da água líquida (do suor) para gasosa absorve calor do corpo provocando uma diminuição na temperatura deste. Esta mudança de estado é um processo exotérmico. Página 3 de 34

33 Resposta da questão 37: [B] Com base no gráfico, para um hidrocarboneto que libera kcal/kg, teremos: massa de carbono 6 massa de hidrogênio m n m n M, então : M ncarbono Mcarbono 6 nhidrogênio Mhidrogênio n carbono 1 g / mol n carbono 6 n hidrogênio 1 6 n hidrogênio1 g / mol n hidrogênio 1 n carbono 6 n hidrogênio n carbono CH 4. Resposta da questão 38: a) Equação química balanceada da reação de combustão de benzeno a C 60 : 10C6H 6( ) 15O (g) 30H O( ) C 60(s) b) Teremos: 10C H ( ) 15O (g) 30H O( ) C (s) ( 49 kj) 0 30( 86 kj) 37 kj HReagentes H HPr odutos HReagentes H 6743 kj/ mol C60 H 674,3 kj/ mol C6H6 HPr odutos H [30( 86 kj) 37 kj] [10( 49 kj) 0] Página 33 de 34

34 Resposta da questão 39: [C] A equação termoquímica INCORRETAMENTE representada é: 1 C(graf ) O(g) CO(g) ΔH 110 kj/ mol 1 O correto é: C(graf ) O(g) CO(g) ΔH 110 kj/ mol Resposta da questão 40: [E] Teremos, de acordo com a Lei de Hess: C(s) H O(g) CO(g) H(g) ΔH1 150 kj/ mol CO(g) 1 O (g) CO (g) Δ H 73 kj/ mol H(g) 1 O (g) H O (g) ΔH3 31kJ/ mol C(s) O (g) CO(g) ΔH kj/ mol Página 34 de 34