Curso Semi-extensivo LISTA EXERCÍCIOS - 09 Disciplina: Química Professor: Eduar Fernando Rosso

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1 Curso Semi-extensivo LISTA EXERCÍCIOS - 09 Disciplina: Química Professor: Eduar Fernando Rosso TERMOQUÍMICA 01 (Enem 016) O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química: 3 CH(g) C6H6( ) A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais: 0 I. CH(g) O(g) CO(g) H O( ) Hc 310 kcal mol 1 0 II. C6H6( ) O(g) 6 CO(g) 3 H O( ) Hc 780 kcal mol A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de a) b) 10. c) 0. d) 17. e) (Enem PPL 01) O urânio é um elemento cujos átomos contêm 9 prótons, 9 elétrons e entre 13 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio 3 U é utilizado como combustível em usinas nucleares, onde, ao ser bombardeado por nêutrons, sofre 10 fissão de seu núcleo e libera uma grande quantidade de energia (,3 10 kj mol). O isótopo 3 U ocorre naturalmente em minérios de urânio, com concentração de apenas 0,7%. Para ser utilizado na geração de energia nuclear, o minério é submetido a um processo de enriquecimento, visando aumentar a concentração do isótopo 3 U para, aproximadamente, 3% nas pastilhas. Em décadas anteriores, houve um movimento mundial para aumentar a geração de energia nuclear buscando substituir, parcialmente, a geração de energia elétrica a partir da queima do carvão, o que diminui a emissão atmosférica de CO (gás com massa molar igual a 44 g mol). A queima do carvão é representada pela equação química: C(s) O (g) CO (g) H 400 kj mol Qual é a massa de CO, em toneladas, que deixa de ser liberada na atmosfera, para cada 100 g de pastilhas de urânio enriquecido utilizadas em substituição ao carvão como fonte de energia? a),10 b) 7,70 c) 9,00 d) 33,0 e) (Enem 01) O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bio-óleo extraído do resíduo de madeira, sendo Δ H1 a variação de entalpia devido à queima de 1g desse bio-óleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e Δ H, a variação de entalpia envolvida na conversão de 1g de água no estado gasoso para o estado líquido. A variação de entalpia, em kj, para a queima de g desse bio-óleo resultando em CO (gasoso) e HO (gasoso) é: a) 106. b) 94. c) 8. d) 1,. e) 16,4.

2 04 (Enem PPL 014) A escolha de uma determinada substância para ser utilizada como combustível passa pela análise da poluição que ela causa ao ambiente e pela quantidade de energia liberada em sua combustão completa. O quadro apresenta a entalpia de combustão de algumas substâncias. As massas molares dos elementos H, C e O são, respectivamente, iguais a 1g mol, 1g mol e 16g mol. Substância Fórmula Entalpia de combustão ( kj mol ) Acetileno CH 198 Etano CH 6 18 Etanol CHOH 1366 Hidrogênio H 4 Metanol CH3OH 8 Levando-se em conta somente o aspecto energético, a substância mais eficiente para a obtenção de energia, na combustão de 1kg de combustível, é o a) etano. b) etanol. c) metanol. d) acetileno. e) hidrogênio. 0 (Enem 011) Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. o Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão ( h c ), definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte o relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu H c. Substância Fórmula o H c (kj/mol) benzeno CH 6 6( ) etanol CHOH ( ) glicose C6H1 O 6 (s) metano CH 4 (g) octano CH 8 18 ( ) Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida? a) Benzeno. b) Metano. c) Glicose. d) Octano. e) Etanol. 06 (Enem 010) O abastecimento de nossas necessidades energéticas futuras dependerá certamente do desenvolvimento de tecnologias para aproveitar a energia solar com maior eficiência. A energia solar é a maior fonte de energia mundial. Num dia ensolarado, por exemplo, aproximadamente 1 kj de energia solar atinge cada metro quadrado da superfície terrestre por segundo. No entanto, o aproveitamento dessa energia é difícil porque ela é diluída (distribuída por uma área muito extensa) e oscila com o horário e as condições climáticas. O uso efetivo da energia solar depende de formas de estocar a energia coletada para uso posterior. Atualmente, uma das formas de se utilizar a energia solar tem sido armazená-la por meio de processos químicos endotérmicos que mais tarde podem ser revertidos para liberar calor. Considerando a reação: CH 4(g) + H O(v) + calor CO(g) + 3H (g) e analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia a) insatisfatória, pois a reação apresentada não permite que a energia presente no meio externo seja absorvida pelo sistema para ser utilizada posteriormente. b) insatisfatória, uma vez que há formação de gases poluentes e com potencial poder explosivo, tornando-a uma reação perigosa e de difícil controle. c) insatisfatória, uma vez que há formação de gás CO que não possui conteúdo energético passível de ser aproveitado posteriormente e é considerado um gás poluente. d) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com absorção de calor e promove a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil. e) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com liberação de calor havendo ainda a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil.

3 07 (Enem 010) No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como substitutos para gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte. Álcool Metanol (CH 3OH) Etanol (CH 3CH OH) Densidade a C (g/ml) Calor de Combustão (kj/mol) 0,79 76,0 0, ,0 Dados: Massas molares em g/mol: H = 1,0; C = 1,0; O = 16,0. Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar a) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente,7 kj de energia por litro de combustível queimado. b) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 9,7 kj de energia por litro de combustível queimado. c) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado. d) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 3, MJ de energia por litro de combustível queimado. e) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado. 08 (Unioeste 01) O ferro possui calor especifico de 0,46 J g C e o alumínio o dobro deste valor. A densidade do ferro é 7,9 g cm 3 e do alumínio é a.700 kg m. 3 Com estas informações, assinale, respectivamente, a alternativa que possui a energia necessária para aquecer uma panela de ferro e outra de alumínio, ambas com cerca de 00 ml dos metais, em 1 C. a) 1817 J e 14 J. b) 1877 J e 1717 J. c) 376 J e 11 J. d) 1887 J e 3634 J. e) 1887 J e 11 J. 09 (Uepg 016) Dadas as equações abaixo, que representam a combustão dos compostos metanol e etanol, e considerando iguais as densidades dos dois líquidos, assinale o que for correto. Dados: C 1; O 16; H 1 I. CH4 O( ) 3 O(g) CO(g) H O(g) H 76 kj mol II. CH6 O( ) 3 O(g) CO(g) 3 H O(g) H kj mol 01) Na combustão de volumes iguais dos dois compostos, o etanol libera maior quantidade de calor. 0) Volumes iguais dos dois compostos apresentam massas iguais. 04) Nas CNTP, a queima de 1mol de etanol consome,4 L de O. 08) 3 g de metanol liberam 76 kj de calor. 10 (Uepg 016) A partir das reações químicas abaixo, com os respectivos valores de variação de entalpia ( H), assinale o que for correto. NaC 1 (s) H(g) Na(s) HC (g) H 318,8 kj mol (equação 1) 1 C 1 (g) H(g) HC (g) H 9,3 kj mol (equação ) 01) A reação de formação de NaC sólido, a partir de Na sólido e gás cloro, não é uma reação espontânea. 0) A equação é uma reação exotérmica. 04) A variação de entalpia da reação Na(s) 1 C (g) NaC (s) é 411,1kJ mol. 08) Observa-se, na equação 1, que a formação de 1mol de HC gasoso libera 318,8 kj. 16) Através da equação pode-se obter 184,6 kj se ocorrer a reação de mols de C (g) e mols de H (g).

4 11 (Uepg 01) Observando o gráfico abaixo, que representa o desenvolvimento de uma reação, assinale o que for correto. 01) A reação X Y Z é uma reação endotérmica. 0) 3 kcal é a energia do complexo ativado. 04) Na formação de Z, a energia dos reagentes é menor do que a do produto. 08) 4 kcal é a energia de ativação para X Y Z. 16) A reação Z X Y tem H 1 kcal. 1 (Uepg 01) Com base nas reações de combustão (não balanceadas) dos combustíveis listados abaixo, assinale o que for correto. Dados: H g mol C g mol O 16g mol o Δ H c(kj mol) CH4(g) O(g) CO(g) H O( ) 890 CH OH( ) O(g) CO(g) H O( ) 1370 CH3 OH( ) O(g) CO(g) H O( ) 76 H(g) O(g) H O( ) 86 01) O gás hidrogênio (H ) é o combustível relacionado que libera mais energia por grama. 0) A reação que consome mais gás oxigênio (O ) é a combustão do etanol (CHOH). 04) As reações de combustão apresentadas são reações endotérmicas. 08) O metano (CH 4) libera mais energia por grama que o metanol (CH3OH). 13 (Uepg 014) Deseja-se determinar o valor de ΔH da reação de hidrogenação do eteno, representada abaixo. CH4(g) H(g) CH6(g) ΔH? Para tanto, dispõem-se das seguintes entalpias-padrão de combustão: I. CH4(g) 3O(g) CO(g) H O( ) ΔH c 1.411, kj / mol II. H(g) O(g) H O( ) ΔH c 8,8 kj / mol III. CH6 7 O(g) CO(g) 3H O( ) ΔH c 1.60,7 kj / mol Assim, utilizando a Lei de Hess para calcular o valor de 01) Deve-se multiplicar a reação I por. 0) Deve-se inverter a reação III. 04) O valor do ΔH desejado é 136,3 kj. 08) A reação de hidrogenação do eteno é endotérmica. ΔH desejado, assinale o que for correto. 14 (Ufpr 011) A dissolução de sais pode provocar variações perceptíveis na temperatura da solução. A entalpia da dissolução de KBr(s) pode ser calculada a partir da Lei de Hess. A seguir são fornecidas equações auxiliares e respectivos dados termoquímicos:

5 I K aq K g H 31 kj.mol II Br aq Br g H 337 kj.mol III KBr s K g Br g H 669 kj.mol Utilizando os dados termoquímicos fornecidos, responda: a) A dissolução do brometo de potássio em água é um processo endotérmico ou exotérmico? b) Qual o valor da entalpia em kj.mol -1 da dissolução do brometo de potássio? c) Ao se dissolver 1 mol de brometo de potássio em 881 g de água a 0 C, qual o valor da temperatura final? Considere que não há troca de calor com as vizinhanças e a capacidade calorífica da solução salina é 4,18 J.g -1 K -1. Dados: M (g.mol - 1 ) K = 39,09; Br = 79,90. 1 (Ufpr 010) Num experimento, um aluno dissolveu 4,04 g de nitrato de potássio em água a ºC, totalizando 40 g de solução salina. Considere que não há perda de calor para as vizinhanças e a capacidade calorífica da solução salina é 4,18 J.g -1.K -1. A entalpia de dissolução do nitrato de potássio é H = 34,89 kj.mol -1. Massas molares (g.mol -1 ): K = 40, N = 14, O = 16. Com base nos dados fornecidos, a temperatura final da solução será de: a) 0,1 ºC. b) 16,6 ºC. c) 33,4 ºC. d) 9,9 ºC. e) 1,8 ºC. 16 (Acafe 016) O benzeno é um hidrocarboneto aromático que pode ser usado nas refinarias de petróleo e nas indústrias de álcool anidro. Baseado nas informações fornecidas e nos conceitos químicos, assinale a alternativa que contém a energia liberada (em módulo) na combustão completa de 16 g de benzeno, nas condições padrão. Dados: Entalpias de formação nas condições padrão: C6H 6( ): 49,0 kj mol; CO (g) : 393, kj mol; H O : 8,8 kj mol. C :1 g mol; H:1g mol. ( ) a) 6.338,8 kj b) 6.34,8 kj c) 3.169,4 kj d) 3.67,4 kj 17 (Acafe 01) O nitrato de amônio pode ser utilizado na fabricação de fertilizantes, herbicidas e explosivos. Sua reação de decomposição está representada abaixo: NH4NO 3(s) N O(g) H O(g) H 37 kj A energia liberada (em módulo) quando 90 g de água é formada por essa reação é: Dados: H:1g / mo ; O :16 g / mo ; N:14 g / mo. a) 74 kj. b) 9, kj. c) 18 kj. d) 41,6 kj. 18 (Espcex (Aman) 017) O propan--ol (álcool isopropílico), cuja fórmula é C3H8O, é vendido comercialmente como álcool de massagem ou de limpeza de telas e de monitores. Considerando uma reação de combustão completa com rendimento de 100% e os dados de entalpias padrão de formação ( Hº f ) das espécies participantes desse processo e da densidade do álcool, a quantidade de energia liberada na combustão completa de 10,0L desse álcool será de Dados: Entalpia de Formação ( Hº f ) Massa Atômica (u) Densidade do Álcool (g ml) (H O) (v) 4 kj mol (CO )(g) 394 kj mol (C3H8O) 163 kj mol C 1 H 1 O 16 d 0,78

6 a) kj. b) kj. c) kj. d) kj. e) kj 19 (Espcex (Aman) 017) Uma das aplicações da trinitroglicerina, cuja fórmula é C3H3 N3O 9, é a confecção de explosivos. Sua decomposição enérgica gera como produtos os gases nitrogênio, dióxido de carbono e oxigênio, além de água, conforme mostra a equação da reação a seguir: 4 C3H3 N3O9( ) 6 N(g) CO(g) O(g) 10 H O ( ). Além de explosivo, a trinitroglicerina também é utilizada como princípio ativo de medicamentos no tratamento de angina, uma doença que acomete o coração. Medicamentos usados no tratamento da angina usam uma dose padrão de 0,6 mg de trinitroglicerina na formulação. Considerando os dados termoquímicos da reação a C e 1atm e supondo que essa massa de trinitroglicerina sofra uma reação de decomposição completa, a energia liberada seria aproximadamente de Dados: - massas atômicas: C 1 u; H 1u; N 14 u; O 16 u. - Hº f(ho) 86 kj mol; Hº f(co ) 394 kj mol; Hº f (C3H N3O 9) 33,6 kj mol. a) 4,1J. b) 789, J. c) 1.43,3 J. d),3 kj. e) 36,7 kj. 0 (Espcex (Aman) 016) Quantidades enormes de energia podem ser armazenadas em ligações químicas e a quantidade empírica estimada de energia produzida numa reação pode ser calculada a partir das energias de ligação das espécies envolvidas. Talvez a ilustração mais próxima deste conceito no cotidiano seja a utilização de combustíveis em veículos automotivos. No Brasil alguns veículos utilizam como combustível o Álcool Etílico Hidratado Combustível, conhecido pela sigla AEHC (atualmente denominado comercialmente apenas por ETANOL). Considerando um veículo movido a AEHC, com um tanque de capacidade de 40 L completamente cheio, além dos dados de energia de ligação química fornecidos e admitindo-se rendimento energético da reação de 100%, densidade do AEHC de 3 0,80 g / cm e que o AEHC é composto, em massa, por 96% da substância etanol e 4% de água, a quantidade aproximada de calor liberada pela combustão completa do combustível deste veículo será de Dados: massas atômicas: C 1 u ; O 16 u ; H 1u a) b) c) d) e) Tipo de ligação Energia de ligação (kj mol ) Energia (kj mol ) Tipo de ligação Energia (kj mol ) C C 348 H O 463 C H 413 O O 49 C O 799 C O 38,11 10 kj 3 3,4 10 kj 8,38 10 kj 4 4,11 10 kj 4 0,99 10 kj

7 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: O fosgênio é um gás extremamente venenoso, tendo sido usado em combates durante a Primeira Guerra Mundial como agente químico de guerra. É assim chamado porque foi primeiro preparado pela ação da luz do sol em uma mistura dos gases monóxido de carbono (CO) e cloro (C ), conforme a equação balanceada da reação descrita a seguir: CO(g) C (g) COC (g). 1 (Espcex (Aman) 01) Considerando os dados termoquímicos empíricos de energia de ligação das espécies, a entalpia da reação de síntese do fosgênio é Dados: Energia de Ligação 74 kj / mol 1080 kj / mol 38 kj / mol 43 kj / mol a) kj b) 78 kj c) 300 kj d) 100 kj e) 141 kj (Espcex (Aman) 011) Considere o gráfico abaixo da reação representada pela equação química: N(g) 3H(g) NH 3(g) Relativo ao gráfico envolvendo essa reação e suas informações são feitas as seguintes afirmações: I. O valor da energia envolvida por um mol de NH3 formado é kcal. II. O valor da energia de ativação dessa reação é 80 kcal. III. O processo que envolve a reação N(g) 3 H(g) NH3(g) é endotérmico. Das afirmações feitas, está(ão) correta(s) a) apenas III. b) apenas II e III. c) apenas I e II. d) apenas II. e) todas.

8 3 (Pucpr 01) Um automóvel cujo consumo de etanol é de 10 Km / L de combustível roda em torno de 100 Km por semana. O calor liberado pela combustão completa do etanol consumido em um período de 4 semanas é de, aproximadamente: Dados: Calor de formação (KJ / mol) CH OH( ) 78; H O( ) 86; CO (g) 394. Densidade do etanol a) d) 0,8 Kg / L 1,9 10 KJ. b) 4,6 10 KJ. e) 3,8 10 KJ.,8 10 KJ. c) 4 (Pucpr 003) Dadas as energias de ligação em kcal/mol : 9, 10 KJ. C = C 147 Cl - Cl - 8 C - Cl - 79 C - H 99 C - C - 83 Calcular a energia envolvida na reação: H C = CH (g) + Cl (g) H CCl - CH Cl (g) a) kcal b) kcal c) + 36 kcal d) - 36 kcal e) kcal (Ufrgs 016) Com base no seguinte quadro de entalpias de ligação, assinale a alternativa que apresenta o valor da entalpia de formação da água gasosa. a) d) Ligação Entalpia (kj mol ) H O 464 H H 436 O O O 498 O kj mol b) 8 kj mol e) 34 kj mol c).3 kj mol 43 kj mol 6 (Ufrgs 01) A reação de cloração do metano, em presença de luz, é mostrada abaixo. CH C CH C HC H kcal mol 4 3 Considere os dados de energia das ligações abaixo. C H 0kcal mol C C 8kcal mol H C 03kcal mol 1 A energia da ligação C C, no composto CH3 C, é a) 33kcal mol. b) 6kcal mol. c) 60kcal mol. d) 80kcal mol. e) 8kcal mol.

9 Gabarito: Resposta da questão 1: [B] C H O CO H O H 310 kcal mol 1 0 C6H6( ) O(g) 6 CO(g) 3 H O( ) Hc 780 kcal mol (inverter) 0 (g) (g) (g) ( ) c (manter e multiplicar por 3) 1 3 CH(g) O(g) 6 CO(g) 6 CO(g) 3 H O( ) 1 3 H O( ) C6H6( ) O(g) Global 0 Hc 3 ( 310) kcal mol 0 Hc 780 kcal mol 3 CH(g) C6H6( ) H [3 ( 310) 780] kcal mol H 0 kcal mol Resposta da questão : [D] 100 g de pastilhas de urânio têm 3% de U 3. mu 3 0,03 00 g 3,0 g 10 3 g de U 3,3 0 kj 3,0 g g de U 3 8 E 3,0 0 kj MCO 44 g / mol C(s) O (g) CO (g) H 400 kj mol 44 g 400 kj liberados 8 mco 3,0 0 kj liberados 8 6 mco 0,33 0 g 33,0 0 g mco 33,0 t Resposta da questão 3: [C] E A partir da análise do diagrama, vem: Bio óleo O CO H O H 8,8 kj / g (g) (g) ( ) 1 CO (g) H O(g) CO(g) H O( ) H,4 kj / g Invertendo a segunda equação e aplicando a Lei de Hess, teremos: Bio óleo O(g) CO(g) HO ( ) H1 8,8 kj / g CO(g) HO ( ) CO(g) H O(g) H,4 kj / g Global Bio óleo O(g) CO(g) H O(g) H H1 H H 8,8,4 6,4 kj / g 1g g 6,4 kj (liberados) ( 6,4) kj (liberados) 8,0 kj Variação de entalpia 8,0 kj Resposta da questão 4: [E]

10 Substância Fórmula Energia 98 kj / mol de CH CH 6 g / mol Acetileno CH 98 kj / mol de CH E 6 g / mol Etano CH 6 Etanol CHOH Hidrogênio H Metanol CH3OH Para 1000 g (1kg) : kj 8 kj / mol de CH CH6 30 g / mol 8 kj / mol de CH E 30 g / mol Para 1000 g (1kg) : kj 366 kj / mol de CH CHOH 46 g / mol 366 kj / mol de CH E 46 g / mol Para 1000 g (1kg) : kj 4 kj / mol de CH H g / mol 4 kj / mol de CH E g / mol Para 1000 g (1 kg) : kj 8 kj / mol de CH CH3O 31 g / mol 8 kj / mol de CH E 31 g / mol Para 1000 g (1 kg) : kj 49,93 kj / g 1,933 kj / g 9,696 kj / g 1 kj / g 8 kj / g Conclusão: a substância mais eficiente para a obtenção de energia, na combustão de 1kg (1.000 g) de combustível, é o hidrogênio ( kj). Resposta da questão : [C] Reações de combustão: 1 1C 6H6 O 6CO 3HO hc 368 kj 1C H OH 3O CO 3H O h 368 kj C 1C H O 6O 6CO 6H O h 808 kj C 1CH O CO H O h 890 kj 4 C 1C 8H18 O 8CO 9HO hc 471 kj Para uma mesma quantidade de energia liberada (1000 kj), teremos;

11 1 1C 6H6 O 6CO 3HO hc 368 kj 6 mols 368 kj (liberados) x mols 1000 kj (liberados) x,84 mol 1C H OH 3O CO 3H O h 368 kj C mols 1368 kj (liberados) y mols 1000 kj (liberados) y,46 mol 1C H O 6O 6CO 6H O h 808 kj C 6 mols 808 kj (liberados) z mols 1000 kj (liberados) z,14 mol 1CH O CO H O h 890 kj 4 C 1 mols 890 kj (liberados) t mols 1000 kj (liberados) t,1 mol 1C 8H18 O 8CO 9HO hc 471 kj 8 mols 471 kj (liberados) w,46 mol w mols 1000 kj (liberados) Conclusão: Para uma mesma quantidade de energia liberada (1000 kj) a glicose libera maior quantidade de CO. Resposta da questão 6: [D] Considerando a reação: CH 4(g) + H O(v) + calor CO(g) + 3H (g) (reação endotérmica) E analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com absorção de calor e promove a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil. Resposta da questão 7: [D] Cálculo da energia liberada por litro de metanol: Massa molar do metanol = 3 g.mol -1 1 L metanol 790 g 3 g (metanol) 76 kj 790 g (metanol) E 1 E 1 = 1793,1 kj = 17,9 MJ Cálculo da energia liberada por litro de etanol: Massa molar do etanol = 46 g.mol -1 1L etanol 790 g 46 g (etanol) 1367 kj 790 g (etanol) E E = 3476,7 kj = 3, MJ

12 É mais vantajoso usar o etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 3, MJ de energia por litro de combustível queimado. Resposta da questão 8: [A] 1 Cálculo das massas de metais a partir de suas densidades (lembrar que 1 cm 3 = 1 ml) Alumínio: 1 ml ,7 g 00 ml m Al m Al = 130 g Ferro: 1 ml ,9 g 00 ml m Fe m Al = 390 g Pela calorimetria, calcula-se o calor absorvido para um corpo usando-se a seguinte expressão: Q m c ΔT Para o ferro, teremos: Q 390 0, J. Para o alumínio, teremos: Q 130 0,9 14 J. Resposta da questão 9: = 11. Análise das afirmações: [01] Correta: Supondo que sejam iguais as densidades do metanol e do etanol, volumes iguais apresentam a mesma massa. Na combustão de massas iguais dos dois compostos, o etanol libera maior quantidade de calor. CH O 3 O CO H O H 76 kj mol 4 ( ) (g) (g) (g) 3 g 76 kj liberados 1g Eme tanol Eme tanol,7 kj liberados CH6 O( ) 3 O(g) CO(g) 3 H O(g) H.368 kj mol 46 g 1g Ee tanol 9,7 kj liberados 9,7 kj,7 kj kj liberados Ee tanol [0] Correta: Volumes iguais dos dois compostos apresentam massas iguais, pois as densidades são consideradas iguais. mmetanol metanol d metanol ; detanol Vmetanol Vetanol dmetanol detanol d Vmetanol Vetanol V mmetanol metanol mmetanol metanol V V [04] Incorreta: Nas CNTP, a queima de 1mol de etanol consome 3,4 L de O. 1CH6 O( ) 3 O(g) CO(g) 3 H O(g) 1mol 3 volumes 1mol 3,4 L [08] Correta: 3 g de metanol liberam 76 kj de calor. CH O 3 O CO H O H 76 kj mol 4 ( ) (g) (g) (g) 3 g 1mol 76 kj liberados

13 Resposta da questão 10: = 06. [01] Incorreta. A reação de formação de NaC sólido, a partir de Na sólido e gás cloro, é uma reação espontânea, pois a variação de entalpia é negativa. Na(s) HC (g) NaC 1 (s) H (g) H1 318,8 kj mol (equação 1; invertida) 1 C (g) 1 H (g) HC (g) H 9,3 kj mol (equação ; mantida) Global Na 1 (s) C (g) NaC (s) ΔH H1 H ΔH 318,8 ( 9,3) 411,1 kj/ mol [0] Correta. A equação é uma reação exotérmica, pois o valor da variação de entalpia é negativo. 1 C (g) 1 H(g) HC (g); H 9,3 kj mol; H 0 (equação ) [04] Correta. A variação de entalpia da reação Na(s) 1 C (g) NaC (s) é 411,1kJ mol. Global Na(s) 1 C (g) NaC (s); Δ H 411,1 kj/ mol [08] Incorreta. Observa-se, na equação 1, que a formação de 1mol de HC gasoso absorve 318,8 kj ( Δ H 0). 1NaC (s) 1 H(g) 1Na(s) 1HC (g); H 318,8 kj mol (equação 1) [16] Incorreta. Através da equação pode-se obter a liberação de 369, kj se ocorrer a reação de mols de C (g) e mols de H (g). 1 C (g) 1 H(g) HC (g); H 9,3 kj mol (multiplicar por 4) C H 4HC ; H 4 ( 9,3 kj) (g) (g) (g) H 369, kj Resposta da questão 11: = 0. Gabarito Oficial: = 1. Gabarito SuperPro : = 0. [01] Correta. A reação X Y Z é uma reação endotérmica, pois a entalpia de Z (30 kcal) é maior do que a de X Y (10 kcal), de acordo com o gráfico. [0] Incorreta. 3 kcal (4 0 3 kcal) é a energia de ativação da reação X Y Z. [04] Correta. Na formação de Z, a energia dos reagentes (10 kcal) é menor do que a do produto (30 kcal).

14 [08] Incorreta. 3 kcal (4 10) é a energia de ativação para X Y Z. [16] Incorreta. A reação inversa Z X Y tem H 0 kcal. ΔH H H kcal. produtos reagentes Resposta da questão 1: = 11. [01] Correta. 16g CH 4 1 g CH4 x,6kj x 890KJ 46g CHOH 1 g CHOH x 9,78kJ 370kJ x 3g CH3OH 1 g x,68kj 76kJ x g H 1 g x 43kJ 86kJ x [0] Correta. Pelo balanceamento teremos: CH4(g) O(g) CO(g) H O( ) CH OH( ) 3O(g) CO(g) 3H O( ) CH OH 3 O CO H O 3 ( ) (g) (g) ( ) H 1 O H O (g) (g) ( ) O etanol irá consumir 3 mols de gás oxigênio para sua combustão. [04] Incorreta. Toda reação de combustão libera calor, sendo, portanto, exotérmica. [08] Correta. 16g CH 4 1 g CH4 x,6kj 890KJ x 3g CH3OH 1 g x,68kj 76kJ x O gás metano libera cerca de, vezes mais energia que o metanol por grama. Resposta da questão 13: = 06.

15 Teremos: C H 3O CO H O ΔH.411, kj / mol (manter) 4(g) (g) (g) ( ) c H 1 O H O ΔH 8,8 kj / mol (manter) (g) (g) ( ) c C H 7 O CO 3H O ΔH.60,7 kj / mol (inverter) 6 (g) (g) ( ) c C H H 6 O 4(g) (g) (g) 1 O(g) HO ( ) CO (g) CO(g) H O( ) ΔH ΔH 3H O( ) CH6 7 O(g) ΔH c 4(g) (g) 6(g) c c.411, kj / mol 8,8 kj / mol.60,7 kj / mol C H H C H ΔH (.411, 8,8.60,7) kj 36,3 kj Resposta da questão 14: HO a) Dissolução do brometo de potássio: KBr(s) K(aq) Br(aq). Invertendo as equações (I) e (II) e mantendo a (III), vem: g aq I g aq II s g g I K K H 31 kj.mol II Br Br H 337 kj.mol III KBr K Br H 689 kj.mol s aq aq III KBr K Br H kj H 31 kj; a dissolução do KBr é um processo endotérmico. b) O valor da entalpia da dissolução do brometo de potássio é de 31 kj.mol -1. c) Sabemos que Q m c T, então: Q = J Massa de 1 mol KBr = 39, ,90 = 118,99 g Massa de água = 881 g Massa total = ,99 = 999,99 g g c = 4,18 J.g -1 K -1 Então, Q m c T ,99 4,18 T final o T 7,4 C;como o processo é endotérmico(absorve calor) T 7,4 C T T T final inicial 7,4 T 0 T 1,8 C final Resposta da questão 1: [B] 10 g 34,89 kj 4,04 g Q Q,38 kj Q = m x c x T 1,38 = 40 x 4,18 x 10-3 x T T = 8, ºC T(final) = 8, = 16,7 ºC. Resposta da questão 16: [B] o o

16 1 C6H6 O 6 CO 3 HO 49,0 kj 0 kj 6 393, kj 3 8,8 kj H [ H produtos ] [ H reagentes ] H [6 393, kj 3 8,8 kj] [49,0 kj 0 kj] H [ 3.18,4 kj] [49,0] 3.67,4 kj C6H C6H6 O 6CO 3HO H 3.67,4 kj 78 g liberam 3.67,4 kj 16 g E E 6.34,8 kj liberados Resposta da questão 17: [B] Teremos: NH NO N O H O H 37 kj E 4 3(s) (g) (g) 9, kj (liberados) Resposta da questão 18: [E] 8 g dálcool 0,78 g/ml 780 g/l 1L 780 g 10 L g 90 g E 37 kj (liberados) 9 1C3H8O O 3CO 4HO 63 kj kj 4 4 kj 0 kj ΔH Hprodutos Hreagentes ΔH [.18 ( 968)] [ 63 0].987 kj/ mol C3H8O g g E kj liberados E kj liberados Resposta da questão 19: [A] 4 C H N O 6 N 1 CO O 10 H O ( ) (g) (g) (g) ( ) 4 ( 33,6 kj) 0 kj 1 ( 394 kj) 0 kj 10 ( 86 kj) ΔH H H produtos reagentes ΔH [0kJ ( 394 kj) 0kJ 0 ( 86 kj)] [4 ( 33,6 kj)] ΔH [ 7.88] [.414,4] 6.173,6 kj C H N O g 3 0,6 0 g 6.173,6 kj liberados E E 0, kj liberados 4,1 J liberados Resposta da questão 0:

17 [C] d 0,80 g/ cm 800 g/l 1L 800 g 40L m m g g 100 % m n m e tanol e tanol e tanol 3 96 % g ,86 mols 46 1 mol (e tanol) 1 kj liberados 667,86 mols E E 8,38 0 kj liberados Resposta da questão 1: [B] A partir das energias de ligação fornecidas, vem: CO C CC O 080 kj 43 kj ( 38 74) kj quebra quebra formação absorção de absorção de liberação de energia energia energia ΔH kj ΔH 78kJ Resposta da questão : [D] Teremos: I. O valor da energia envolvida por um mol de 3 NH formado é 11 kcal. II. O valor da energia de ativação dessa reação é 80 kcal:

18 III. O processo que envolve a reação N(g) 3 H(g) NH3(g) é exotérmico ( H kcal ). Resposta da questão 3: [C] CHOH 3O CO 3HO ΔH Hp Hr ΔH [( 394) 3( 86)] [ 78] ΔH ΔH 368 kj/mol 4 semanas 400km 10km / 1 L 40L de combustível m d 0,8 40 m V m 3kg 1 mol de etanol x x 69,6mol 46g 3000g 1 mol 69,6 y 9, 0 kj 1368 kj Resposta da questão 4: [D] Resposta da questão : [A] y Cálculo da entalpia de formação da água gasosa: 1 1H O HO H H H O H 436 kj O O 464 kj 0, 498 kj ΔH 436 0, kj ΔH 43 kj mol Resposta da questão 6: [E] CH4 C CH3C HC H kcal mol 4 C H C C 3 C H C C H C 4 0 kcal 8 kcal (3 0 kcal C C ) 03 kcal H Hreagentes Hprodutos kcal 4 0 kcal 8 kcal (3 0 kcal C C ) 03 kcal C C 03 C C C C 03 C C 8 kcal