Exercícios de Termoquímica 1. Quando se adiciona cal viva (CaO) à água, há uma liberação de calor devida à seguinte reação química: CaO + H2O Ca (OH)2 + X kcal/mol Sabendo-se que as entalpias de formação dos compostos envolvidos são a 1 atm e 25 C (condições padrão): H (CaO) = - 151,9 kcal/mol H (H2O) = - 68,3 kcal/mol H (Ca(OH)2) = - 235,8 kcal/mol Assim, o valor de X da equação anterior será: a) 15,6 kcal/mol b) 31,2 kcal/mol c) 46,8 kcal/mol d) 62,4 kcal/mol e) 93,6 kcal/mol 2. Os soldados em campanha aquecem suas refeições prontas, contidas dentro de uma bolsa plástica com água. Dentro dessa bolsa existe o metal magnésio, que se combina com a água e forma hidróxido de magnésio, conforme a reação: Dados: H de formação: H2O (l) = - 285,8 KJ/mol Mg(OH)2 (s) = - 924,5 KJ/mol Mg (s) + 2H2O (l) Mg(OH)2 (s) + H2 (g) A variação de entalpia dessa reação, em KJ/mol, é: a) - 1496,1 b) - 352,9 c) + 1496,1 d) - 638,7 e) + 352,9 3. O gás hilariante (N2O) tem características anestésicas e age sobre o sistema nervoso central, fazendo com que as pessoas riam de forma histérica. Sua obtenção é feita a partir de decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3), que se inicia a 185ºC, de acordo com a seguinte equação: NH4NO3(s) N2O(g) + 2H2O(g)
No entanto, o processo é exotérmico e a temperatura fornecida age como energia de ativação. Sabe-se que as formações das substâncias N2O, H2O e NH4NO3 ocorrem através das seguintes equações termoquímicas: N2(g) + ½ O2(g) N2O(g) 19,5 kcal H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) + 57,8 kcal 3 N2(g) + 2H2(g) + 2 O2(g) NH4NO3(s) + 87,3 kcal A quantidade de calor liberada, em Kcal, no processo de obtenção do gás hilariante é: a) 8,8 b) 17,6 c) 28,3 d) 125,6 e) 183,4 4. Considere a tabela seguinte, de calores de formação, a 25ºC: 3 ½ N2(g) + 2 H2(g) NH3(g) ½ H2(g) + ½ Cl2(g) HCl ½ N2(g) + 2 H2(g) + ½ Cl2(g) NH4(g)Cl(s) Hºf = 46,1 kjmol 1 Hºf = 92,3 kjmol 1 Hºf = 314,4 kjmol 1 Utilizando os dados da tabela acima, a variação de entalpia ( Hº) a 25ºC, em kjmol 1, para a reação: NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s), é: a) 176,0 b) 222,1 c) 452,8 d) + 278,2 e) + 360,5 5. O acetileno é um gás de grande uso comercial, sobretudo em maçaricos de oficinas de lanternagem. Assinale a opção que corresponde à quantidade de calor fornecida pela combustão completa de 5,2 kg de acetileno (C2H2), A 25 C, sabendo-se que as entalpias de formação, a 25 C, são: (1) do CO2(g) = - 94,1 kcal/mol (2) da H2O(l) = - 68,3 kcal/mol (3) do C2H2(g) = + 54,2 kcal/mol a) 1615 kcal b) 6214 kcal c) 21660 kcal d) 40460 kcal e) 62140 kcal 6. A obtenção do aço na siderurgia é feita pela redução de minérios de ferro. A equação global desse processo poderia ser representada por: Fe Oƒ(s) + 3 C(s) ë 2 Fe(s) + 3 CO(g)
Dadas as entalpias de formação a 25 C e 1atm, a entalpia da reação global, nas condições citadas, em kcal/mol é: a) -117,0 b) +117,0 c) +169,8 d) +222,6 e) +275,4 Dados Entalpias de formação: Fe Oƒ: -196,2 kcal/mol; CO: -26,4 kcal/mol. 7. Pode-se conceituar energia de ligação química como sendo a variação de entalpia ( H) que ocorre na quebra de 1 mol de uma dada ligação. Assim, na reação representada pela equação: NHƒ(g)ëN(g)+3H(g); ÐH=1170kJ/molNHƒ São quebrados 3 mols de ligação N-H, sendo, portanto, a energia de ligação N-H igual a 390kJ/mol. Sabendo-se que na decomposição: N H (g)ë2n(g)+4h(g);ðh=1720kj/moln H. São quebrados ligações N-N e N-H, qual o valor, em kj/mol, da energia de ligação N-N? a) 80 b) 160 c) 344 d) 550 e) 1330 8. São dadas as seguintes energias de ligação: Com os dados fornecidos é possível prever que a reação 2HCØ(g) + F (g) ë 2HF(g) + CØ (g), tenha H em kj, da ordem de: a) - 584,9, sendo endotérmica. b) - 352,3, sendo exotérmica. c) - 220,9, sendo endotérmica. d) + 220,9, sendo exotérmica. e) + 352,3, sendo endotérmica.
9. Dadas as energias de ligação (estado gasoso) abaixo: H H, H = +104 kcal/mol H F, H = +135 kcal/mol F F, H = + 37 kcal/mol O calor ( H) da reação H2(g) + F2(g) 2HF(g), em Kcal, será igual a: a) 276. b) 195. c) 129. d) 276. e) 129 10. A hidrazina (H2N-NH2) tem sido utilizada como combustível em alguns motores de foguete. A reação de combustão que ocorre pode ser representada, simplificadamente, pela seguinte equação: H2N-NH2(g) + O2(g) N2(g) + 2 H2O(g) A variação de entalpia dessa reação pode ser estimada a partir dos dados de entalpia das ligações químicas envolvidas. Para isso, considera-se uma absorção de energia quando a ligação é rompida, e uma liberação de energia quando a ligação é formada. A tabela abaixo apresenta dados de entalpia por mol de ligações rompidas. a) Calcule a variação de entalpia para a reação de combustão de um mol de hidrazina. b) Calcule a entalpia de formação da hidrazina sabendo-se que a entalpia de formação da água no estado gasoso é de -242 kj/mol
Gabarito 1. A 2. B 3. A 4. A 5. E 6. B 7. B 8. B 9. C 10. a) 585 KJ/mol b) 101,0 KJ/mol