2º trimestre Sala de Estudo Química Data: 08/05/17 Ensino Médio 2º ano classe: A_B_C Profª Danusa Nome: nº Conteúdo: Termoquímica (entalpia padrão de formação) Questão 01 - (PUC RS/2017) O metano é uma substância combustível muito usada na indústria e em veículos, sendo o principal componente do gás natural veicular (GNV). Uma das principais vantagens do metano é o alto teor energético associado a uma produção moderada de gases de efeito estufa na combustão completa. Sob condições padrão, a combustão completa de um mol de metano libera 890 kj de energia térmica. Em relação ao texto, é correto afirmar que a) a queima de 160 g de metano gera ao todo 160 g de produtos, que são gás carbônico e água. b) o metano é um hidrato de carbono ou carboidrato, pois é composto de carbono e hidrogênio. c) a combustão completa de 80 g de metano é um processo exotérmico e tem = 4450 kj. d) a combustão completa de um mol de metano produz um mol de CO e dois mols de H2O. e) o metano contém ligações covalentes simples entre os átomos de carbono. Questão 02 - (FUVEST SP/2016) O biogás pode substituir a gasolina na geração de energia. Sabe-se que 60%, em volume, do biogás são constituídos de metano, cuja combustão completa libera cerca de 900 kj/mol. Uma usina produtora gera 2.000 litros de biogás por dia. Para produzir a mesma quantidade de energia liberada pela queima de todo o metano contido nesse volume de biogás, será necessária a seguinte quantidade aproximada (em litros) de gasolina: a) 0,7 b) 1,0 c) 1,7 d) 3,3 e) 4,5 Note e adote: Volume molar nas condições de produção de biogás: 24 L/mol; energia liberada na combustão completa da gasolina: 4,5 10 4 kj/l. H
Questão 03 - (UNITAU SP/2015) Um adulto médio, saudável, pesando 70 kg, necessita de 2680 kcal.dia 1. A glicose é um dos principais substratos energéticos das células humanas. De forma simplificada, a reação de combustão da glicose é C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O Dados: massas atômicas do C=12, H=1, O=16; entalpias de formação da glicose ( 242 kcal.mol 1 ), CO2 ( 94 kcal.mol 1 ), H2O ( 58 kcal.mol 1 ). Considerando que esse indivíduo manteve suas necessidades energéticas das últimas 24 horas apenas com a combustão de glicose, pergunta-se: a) Quanto de energia está envolvida na combustão completa da glicose? b) Considerando que a única fonte calórica desse indivíduo é a combustão completa da glicose, quanto de glicose, em gramas.dia 1, foi oxidada nas últimas 24 horas? Importante: os cálculos devem justificar as respostas. Questão 04 - (UNICAMP SP/2015) Um artigo científico recente relata um processo de produção de gás hidrogênio e dióxido de carbono a partir de metanol e água. Uma vantagem dessa descoberta é que o hidrogênio poderia assim ser gerado em um carro e ali consumido na queima com oxigênio. Dois possíveis processos de uso do metanol como combustível num carro combustão direta ou geração e queima do hidrogênio podem ser equacionados conforme o esquema abaixo: CH3OH(g) + 3/2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(g) combustão direta CH3OH(g) + H2O(g) CO2(g) + 3H2(g) H 2(g) + ½ O 2(g) H 2O(g) geração e queima de hidrogênio De acordo com essas equações, o processo de geração e queima de hidrogênio apresentaria uma variação de energia a) diferente do que ocorre na combustão direta do metanol, já que as equações globais desses dois processos são diferentes. b) igual à da combustão direta do metanol, apesar de as equações químicas globais desses dois processos serem diferentes. c) diferente do que ocorre na combustão direta do metanol, mesmo considerando que as equações químicas globais desses dois processos sejam iguais. d) igual à da combustão direta do metanol, já que as equações químicas globais desses dois processos são iguais. Questão 05 - (PUC RS/2015) O isoctano líquido (C8H18) e o gás hidrogênio são importantes combustíveis. O primeiro está presente na gasolina; o segundo, na propulsão de foguetes.
As entalpias aproximadas de formação do gás carbônico, do vapor de água e do isoctano líquido (C8H18) são, respectivamente, 393, 242 e 259 kj/mol. A partir desses dados, o calor liberado na combustão de 1 kg de hidrogênio gasoso é, aproximadamente, vezes maior do que o calor liberado na combustão de 1 kg de isoctano líquido. a) 0,4 b) 0,9 c) 2,7 d) 33,0 e) 53,2 Questão 06 - (Mackenzie SP/2017) O etanol, produzido por meio da fermentação do açúcar extraído da cana-de-açúcar, é um combustível renovável extremamente difundido no território nacional, e possui entalpia-padrão de combustão de 1368 kj mol 1. Considerando-se os dados fornecidos na tabela abaixo, é correto afirmar que, a entalpia-padrão de formação do etanol é de a) + 278 kj mol 1 b) + 3014 kj mol 1 c) + 1646 kj mol 1 d) 278 kj mol 1 e) 3014 kj mol 1 CO TEXTO: 1 - Comum à questão: 7 Substância (g) H O( l) 2 2 Hº f kj mol 394 286 O aumento da demanda de energia é uma das principais preocupações da sociedade contemporânea. A seguir, temos equações termoquímicas de dois combustíveis muito utilizados para a produção de energia. I. CH3-CH2-OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) H = 1366,8 kj 1 CH 3 II. CH 3 C CH 2 CH CH 3 (l) + 25/2 O2(g) 8 CO2(g) + 9 H2O(l) H = 5461,0 kj CH 3 CH 3 Questão 07 - (FATEC SP/2014) Dadas as entalpias de formação dos compostos:
CO2(g) Hf = 393 kj/mol H2O(l) Hf = 286 kj/mol conclui-se, corretamente, que a entalpia de formação do combustível presente em I é, em kj/mol, a) 107,5. b) +107,5. c) 277,2. d) +277,2. e) +687,7. Questão 08 - (UDESC SC/2014) 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: Fe2O3 + 3CO 2 Fe + 3CO2 Dados: Entalpia de formação ( H o f) a 25ºC, kj/mol. A entalpia de reação (ΔH o r) a 25ºC é: a) 24,8 kj/mol b) 24,8 kj/mol c) 541,2 kj/mol d) 541,2 kj/mol e) 1328,2 kj/mol Questão 09 - (UNICAMP SP/2014) 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 2013, 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 (82) e água (-242), o processo de decomposição ocorrido no incidente é
endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta considerando a decomposição em condições padrão. Questão 10 - (UECE/2014) A combustão do sulfeto de zinco produz, entre outros materiais, o óxido de zinco, um composto químico de cor branca, pouco solúvel em água e utilizado como inibidor do crescimento de fungos em pinturas, e como pomada antisséptica na medicina. É dada a equação não balanceada: ZnS(s) + O2(g) ZnO(s) + SO2(g) e conhecemse os valores do calor de combustão do zinco = -108,85 kcal/mol, e dos calores de formação do ZnS = 44,04 kcal/mol, e do SO2 = 71,00 kcal/mol. Com essas informações, pode-se afirmar corretamente que o calor de formação do óxido de zinco será, em kcal/mol, aproximadamente a) 83,56. b) 41,78. c) 62,67. d) 167,12. GABARITO: 1) Gab: C 2) Gab: B 3) Gab: Com base nas entalpias de formação, o aluno deve apresentar a base de cálculo do item a, deixando claro que a combustão completa da glicose libera 670 kcal.mol 1. Considerando que o indivíduo necessita de 2680 kcal.dia 1, serão necessários 4 moles de glicose, que correspondem a aproximadamente 719 g de glicose. 4) Gab: D 5) Gab: C 6) Gab: D 7) Gab: C 8) Gab: B
9) Gab: a) A equação da reação de decomposição térmica do nitrato de amônio é: NH4NO3 N2O + 2H2O b) A variação de entalpia da reação é a diferença entre a soma das entalpias de formação de produtos e a soma da entalpias de formação dos reagentes: rh = fhprodutos fhreagentes NH4NO3 N2O + 2H2O 366 +82 2 ( 242); rh = 484 + 82 + 366 = 36 kj mol 1 Como a variação de entalpia da reação é negativa, trata-se de um processo exotérmico. 10) Gab: A