UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO (UNIRIO) INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS DEP. BIOLOGIA / LIC

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO (UNIRIO) INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS DEP. DE CIÊNCIAS NATURAIS DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL 2/2016 CURSOS: BIOMEDICINA / BACH. BIOLOGIA / LIC. BIOLOGIA LISTA DE EXERCÍCIOS TERMOQUÍMICA/TERMODINÂMICA 1- Definir ou explicar: a) Sistema; b) Vizinhanças; c) Funções de estado; d) Energia interna; e) Calor; f) Entalpia; g) Princípio Zero da Termodinâmica; h) Primeira Lei da Termodinâmica; 2- O calor de combustão do álcool etílico (C 2 H 6 O) e do ácido acético (C 2 H 4 O 2 ) são e kcal/mol, respectivamente. Qual o calor de formação do ácido acético a partir do álcool etílico? 3- A 27 ºC o calor de combustão, a pressão constante, do propano ( H 8 ) é 530,6 kcal/mol, enquanto que o calor de formação da água líquida é de 68,3 e do gás carbônico é 94,0 kcal/mol. Determine o calor de formação do propano, a 27 ºC, a pressão constante e a volume constante. 4- Sabendo que os calores de formação para a amônia (NH 3 ), ácido clorídrico (HCl) e cloreto de amônio (NH 4 Cl) são 46,1 kj/mol; -92,3 kj/mol e 314,4 kj/mol, respectivamente, calcule ΔH 0 para a seguinte reação a 25ºC: NH 3 + HCl NH 4 Cl(s). 5- Sabendo que o ΔH 0 de formação da água líquida é 68,3 kcal/mol e que para a formação de água no estado gasoso é de 57,8 kcal/mol, calcule o valor da entalpia de vaporização da água líquida em kcal/mol. 6- Sabendo-se que a 25 ºC e 1 atm: calor de combustão do C(s, diamante) = - 94,6 kcal/mol de CO 2 ; e calor para conversão de C(s, diamante) em C(s, grafita) = - 0,5 kcal/mol de carbono, calcule o valor do calor de combustão do C(s, grafita). 7- Para os exercícios anteriores desenhe os gráficos energéticos (energia versus tempo) para cada uma das reações envolvidas, dizendo se os processos são endotérmicos ou exotérmicos.

2 8- A reação entre o alumínio e o óxido de ferro (III), produz uma grande quantidade de calor. 2 Al(s) + Fe 2 O 3 (s) Al 2 O 3 (s) + 2 Fe(s), ΔΗ = -852 kj Se 10 g de Al reagirem com excesso de Fe 2 O 3, qual a quantidade de calor em kj, que será liberada, a pressão constante? 9- A queima parcial de carvão na presença de O 2 e H 2 O produz uma mistura gasosa chamada gás de síntese, composta por de CO e H 2. Este gás de síntese pode ser usado como combustível e na produção de importantes compostos orgânicos, como por exemplo, o álcool metílico. Um gás de síntese tem a seguinte composição por volume: 55% CO, 33% H 2, e 11% de gases não combustíveis. a) Quantos mol de CO e H 2 estão presentes numa amostra de 1,00 L deste gás nas CNTP? b) Qual é o calor de combustão por litro deste gás de síntese medido nas CNTP? Reações : Combustão do H 2 : H 2 + ½ O 2 H 2 O, ΔH R = -285,8 kj mol -1 Combustão do CO: CO + ½ O 2 CO 2, ΔH R = - 283,0 kj mol A combustão de 1,0 mol de metano, CH 4, libera 820,2 kj nas condições-padrão, segundo a reação: CH O 2 CO H 2 O(l) Nestas condições, calcule a variação de entalpia quando 0,5 mol de metano queima totalmente na presença de oxigênio. 11- Quando alumínio metálico é exposto ao oxigênio atmosférico (como em portas e janelas de alumínio), ele é oxidado a óxido de alumínio conforme a reação abaixo. Quanto de calor é liberado pela completa oxidação de 24,2 g de alumínio a 25 ºC e 1 atm? 4Al(s) + 3O 2 2Al 2 O 3 (s) ΔH = 3352 kj/mol

3 enthalpy of formation of Mg 3 N 2? 4HCl O 2 88n 2H 2 2Cl 2 H kj/mol rxn 1 2 H F 2 88n HF( ) H O 2 H kj/mol rxn 88n H 2 H kj/mol rxn find H rxn for 2HCl F 2 88n 2HF( ) Cl 2. rxn 2 2 CaCO 3 (s) 88n CaO(s) CO 2 H kj/mol rxn CaO(s) H 2 88n Ca(OH) 2 (s) H 65.3 kj/mol rxn Ca(OH) 2 (s) 88n Ca 2 (aq) 2OH (aq) H 16.2 kj/mol rxn calculate H rxn for Ca 2 (aq) 2OH (aq) CO 2 88n CaCO 3 (s) H 2 Given that

4 Given that S(s) O 2 88n SO 2 S(s) 3 2 O 2 88n SO 3 H kj/mol H kj/mol determine the enthalpy change for the decomposition reaction 2SO 3 n 2SO 2 O 2. Aluminum reacts vigorously with many oxidizing agents Aluminum reacts vigorously with many oxidizing agents. For example, 4Al(s) 3O 2 88n 2Al 2 O 3 (s) H 3352 kj/mol 4Al(s) 3MnO 2 (s) 88n 3Mn(s) 2Al 2 O 3 (s) H 1792 kj/mol Use this information to determine the enthalpy of formation of MnO 2 (s). Given that 2H 2 O 2 88n 2H 2 H kj/mol H 4 4O 2 88n 3CO 2 2H 2 H 1937 kj/mol. H 8 5O 2 88n 3CO 2 4H 2 H 2220 kj/mol. determine the heat of the hydrogenation reaction H 4 2H 2 88n H 8

5 Determine the heat of formation of liquid hydrogen peroxide at 25 C from the following thermochemical equations. H O 2 88n H 2 O 2H O 88n H 2 O 2H 2O 88n H 2 O 2 2O 88n O 2 H kj/mol H kj/mol H kj/mol H kj/mol H 2 O 2 ( ) 88n H 2 O 2 H kj/mol