(LISTA-5) Professor: ALEX ALUNO(A):______________________________________________________________________ DATA: 24 / 09/ 09 QUIMICA TERMOQUÍMICA (LEI DE HESS E ENERGIA DE LIGAÇÃO) 01 - (UEM PR/2009) Dadas as reações abaixo, assinale o que for correto. NO ( g ) + 1 / 2 O 2( g ) → NO 2( g ) 1/2 N 2(g) + O 2(g) → NO 2(g) ∆H = −14kcal (reação 1) ∆H = + 7,9 kcal (reação 2) quantidade de calor. Em poucos segundos, a reação produz ferro fundido. Dadas as equações: 2Aℓ(s) + 3 O2(g) → Aℓ2O3(s) 2 3 2Fe(s) + O2(g) → Fe2O3(s) 2 ∆H = –400 kcal mol–1 ∆H = –200 kcal mol–1 01. A variação de entalpia da reação 1/2N 2(g) + 1/2 O 2(g) → NO(g) é igual a 31,9 kcal. 02. A reação 1 absorve energia equivalente a 14000 calorias. 04. A reação 2 libera energia equivalente a 33022 joules. 08. A reação NO (g) → 1/2 N 2(g) + 1/2 O 2(g) absorve 21,9 kcal. 16. A reação 1 é exotérmica. 02 - (UEPG PR/2009) Observe, abaixo, as equações balanceadas da reação de combustão do C2H5OH e do C2H4 (I e II), com as suas respectivas entalpias de reação. I. C2H5OH (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (l) ∆H = –1368 kJ/mol II. C2H4 (g) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 2 H2O (l) ∆H = –1410 kJ/mol Sob condições adequadas, é possível obter C2H5OH a partir da reação representada pela seguinte equação balanceada (III): III. C2H4 (g) + H2O (l) → C2H5OH (l) A respeito das três reações descritas acima, assinale o que for correto. 01. Se 2 mols de C2H5OH da reação I ou 2 mols de C2H4 da reação II forem submetidos a combustão, não ocorrerá alteração em seus respectivos valores de ∆H. 02. A variação de entalpia por mol de C2H4 na reação III é de –42 kJ/mol. 04. A reação de obtenção do C2H5OH a partir do C2H4 é endotérmica. 08. Considerando que a entalpia de formação da H2O é de –286 kJ/mol e que a do C2H4 é de 52 kJ/mol, a entalpia de formação por mol de C2H5OH é de – 276 kJ. 16. As reações de combustão do C2H5OH e do C2H4 são exotérmicas. 03 - (UDESC SC/2009) A reação termite ou termita é uma reação aluminotérmica em que o metal alumínio é oxidado pelo óxido de ferro III, Fe2O3, liberando uma grande Determine a quantidade de calor liberada na reação a seguir: Fe2O3(s) + 2Aℓ(s) → Aℓ2O3(s) + 2Fe(s) a) + 400 kcal b) + 200 kcal c) –400 kcal d) –200 kcal e) –100 kcal 04 - (UFG GO/2009) Uma das técnicas utilizadas na produção do etanal comercial é baseada na adição de água ao etino. As análises da combustão do etino e do etanal em um calorímetro forneceram valores de entalpias de -1301 e -1167 kJ/mol, respectivamente. Com base nestas informações, determine se a reação de adição de água ao etino é exotérmica ou endotérmica. Demonstre os cálculos realizados para se chegar à conclusão. 05 - (UNISA/2009) Com o objetivo de solucionar o problema da grande demanda de energia proveniente de fontes energéticas não-renováveis, uma das alternativas propostas é o uso da biomassa, matéria orgânica que quando fermenta, produz biogás, cujo principal componente é o metano, utilizado em usinas termelétricas, gerando eletricidade, a partir da energia térmica liberada na sua combustão. O calor envolvido, em kJ, na combustão de 256 g do principal componente do biogás é, aproximadamente, Dados: C (graf) + 2H 2 (g) → CH 4 (g) H 2 (g) + 1 2 O(g) → H 2 O (g) C (graf) + O 2 (g) → CO 2 (g) ∆H = – 74,4 kJ/mol ∆H = – 242,0 kJ/mol ∆H = – 393,5 kJ/mol a) –801,0. c) –6.425,0. e) –13.010,0. b) d) +1.606,0. +8.120,0. 06 - (UNICID/2009) Dadas as equações termoquímicas: H 2 (g) + 1/2 O 2 (g) → H 2 O (l) C (graf.) + O 2 (g) → CO 2 (g) ∆H º = −393 kJ ∆H º = −286 kJ ∆H º = −484 kJ 2 C (graf.) + 2 H 2 (g) + O 2 (g) → CH 3COOH (l) A entalpia-padrão de combustão de um mol de ácido acético é a) + 874 kJ. b) +195 kJ. c) –195 kJ. d) –874 kJ. e) –1163 kJ. 1 representada por: hidroquinona (C 6 H 6 O 2 ) + H 2 O 2 → H 2O → quinona(C 6 H 4O 2 ) + 2H 2O(l) H 2O 278. é. A reação é endotérmica. produzindo H2O(l) e O2(g)… ∆H 2 = –95 kJ/mol de H2O – hidrogenação (H2) da quinona produzindo hidroquinona ∆H 3 = –177 kJ/mol O valor calculado de ∆H R .6 kJ ∆Hº = + 37.45kcal/mol 2. 13 . em termos de arranjos atômicos. o fato de a densidade do diamante ser maior do que a do Carbono grafita. b) +37.0atm é igual a 684kJ. é o principal produto nitrogenado excretado pela urina. 04.(UNIFOR CE/2008) Para calcular a variação de entalpia da reação (∆H R ) . na equação termoquímica I. qual deve ser a entalpia de combustão do carbono grafita? Justifique. 05. em kJ / mol de CH4. 08.5 kJ. c) -37. b) Como interpretar. (Caso necessário. 11 . a energia liberada durante a combustão de 1.0 kJ/mol 2 1 III. de H2O(l) e de C2H5OH. a entalpia-padrão de formação de uma substancia simples é por convenção sempre diferente de zero.4 litros de oxigênio nas CNTP. Na reação química ocorre rompimento de ligações dos reagentes e formação de novas ligações nos produtos. 2C(grafite) + 3H2 (g) + O2 (g) → C2H5OH (l) ∆H 0 f = – 2 10 .0mol de etanol é igual à liberada durante a formação dessa substância. O teor de uréia na urina pode ser determinado por um método baseado na hidrólise da uréia. d) -887. a uréia. 03.(UEM PR/2008) Observe os dados a seguir: 2Mg (s) + O 2(g) → 2MgO(s) 2H 2(g) + O 2(g) → 2H 2O(l) ∆Hº = − 1203. uma vez que.(UESC BA/2009) A produção de etanol de cana-de-açúcar com o objetivo da utilização em veículos automotivos está incluído no programa de desenvolvimento energético sustentável brasileiro. A formação dos produtos se processa com expansão do volume do sistema. a energia liberada na combustão de 23. representada a seguir. uma vez que ambos são formados por átomos de um mesmo elemento químico? 09 . o calor-padrão de combustão do etanol é a soma das entalpias de formação de CO2(g). a) +850. Na tabela abaixo são apresentadas as energias das ligações envolvidas nessa reação de hidrólise. A reação não é espontânea. em meio aquoso. em kJ/mol é da ordem de a) +200 b) +100 c) –100 d) –150 e) –200 12 . C2H5OH (liq) + 3 O2 (gas) → 2 CO2 (gas) + 3 H2O (gas) ∆H = – 1. II e III. 2 CH4(g) + 3 O2(g) → 2 CO(g) + 4 H2O(g) ∆H = ? 2 . não altera o valor da entalpia de formação de CO2(g).07 . a) Sendo a entalpia de combustão completa do Carbono diamante igual a –xkcal × mol–1.0g de etanol a 25ºC e 1. 02.368 kJ/mol 01.5g × cm –3 foram utilizados os seguintes dados: – combustão do H2(g) com O2(g) produzindo H2O(l) ∆H1 = –286 kJ/mol de H2O – decomposição do H2O2.1 kJ.0 kJ/mol 1 O2 (g) → H2O (l) ∆H 0 f = –286.7 kJ. a substituição da grafite pelo diamante.1 kJ ∆Hº = − 571. H2 (g) + Baseando-se no exposto acima.6 kJ. pois ∆H <0. aproximadamente. A combustão completa de 1 mol de etanol consome 22. assinale o que for correto. a entalpia padrão do Mg(OH)2(s). na queima desse biocombustível. representada pela fórmula (NH2)2CO.(UERJ/2009) No metabolismo das proteínas dos mamíferos. aproxime o resultado para o inteiro mais próximo). I. 16.0 kJ/mol Considerando-se essas informações e as equações termoquímicas I.2g × cm –3 Carbono grafita zero 3. devida à formação de gases.1 kJ.(UEPG PR/2009) A respeito da queima do combustível etanol. que 01. a 25 ºC e 1 atm.7 kJ Mg(OH)2(s) → MgO (s) + H 2O(l) II.(UFMS/2008) Dadas as equações termoquímicas abaixo: • CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g) ∆H = –820 kJ / mol • CH4(g) + CO2(g) → 2 CO(g) + 2 H2(g) ∆H = +206 kJ / mol • CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3 H2(g) ∆H = +247 kJ / mol Calcule a variação de entalpia envolvida na reação abaixo. e) -924.(UFABC SP/2009) Considere as seguintes informações sobre duas variedades alotrópicas do elemento carbono: Variedade alotrópica Entalpia de formação Densidade Carbono diamante + 0. 02. do ponto de vista energético. pode-se afirmar. 04. 08 . C(grafite) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H 0 f = –394. que forma amônia e dióxido de carbono. o dióxido de carbono é praticamente absorvido pela cana-de-açúcar durante a fotossíntese. é igual a a) –847. além dos constantes das tabelas. castanho. o “gás do riso”.(UEG GO/2007) Ligação Entalpia de Ligação / kJ. c) Que outros dados. Os dois principais tipos de CFCs são o triclorofluorcarbono (CFCl3) ou CFC-11 e diclorodifluormetano (CF2Cl2) ou CFC-12. C-F (485). instáveis e explosivos.mol–1.0 A entalpia de formação do pentóxido de nitrogênio.mol −1 C−H C−C C=O O=O O−H 412 348 743 484 463 Baseado na tabela contendo valores de entalpias de ligação acima. seria: a) 1970 b) 2264 c) 4180 d) 5410 TEXTO: 1 . 18 . c) o passo 4 representa a dissociação de Cl2(g) em átomos com maior energia potencial.0 c) –247. refrigeradores e solventes de limpeza. na reação de combustão completa do butano em fase gasosa. H-Cl (427). 14 .0 243. b) a energia envolvida no processo direto é maior que aquela envolvida no processo indireto. Este último reage com água produzindo ácido nítrico. respectivamente.0 b) 123. conforme a equação: N 2 O 5 (g) + H 2 O (l) → 2 HNO3 (aq) ∆Hº = – 140 kJ 19 .5 17 . é de: a) 247.Comum à questão: 19 O nitrogênio tem a característica de formar com o oxigênio diferentes óxidos: N2O. produtos dos processos de combustão. d) o passo 3 representa a ionização do Na(g) em cátion com maior conteúdo de energia.0 d) –92.(UESPI/2009) Os clorofluorcarbono (CFCs) são usados extensivamente em aerosóis. em kJ/mol.0.(UFTM MG/2009) Considere as seguintes tabelas. b) –11.(UNIFESP SP/2009) Considere as seguintes equações termoquímicas: N 2 (g) + 3 O 2 (g) + H 2 (g) → 2 HNO3 (aq) 2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O (l ) ∆Hº = – 415 kJ ∆Hº = – 572 kJ Considere a seguinte tabela de valores de energia de ligação: Substância H 2(g) Cl 2(g) HCl (g) Energia de ligação (kJ/mol) 436. N2O3 e N2O5. pode-se afirmar que a entalpia de formação do HCl(g). determine o número de oxidação do seu átomo de carbono e a variação de entalpia correspondente a sua hidrólise. decida qual combustível libera maior quantidade de energia por grama na combustão completa: hidrogênio molecular. c) +11. ClCl (239). seriam necessários para que a entalpia padrão da ligação C–H pudesse ser estimada? 15 . ar-condicionado. e) +847. pode ser estimada a entalpia padrão da ligação O–H. e NO2. e uma das etapas de sua obtenção é representada pela seguinte equação química: H 2(g) + Cl 2(g) → 2HCl(g) Em análise do diagrama. em kJ/mol. valores de entalpias padrão de formação e de combustão completa de diversas espécies químicas: −1 Espécie química ∆H θ formação em kJ mol Com base nessa tabela.mol–1. incolor. metano ou etanol? Justifique.0.0. é INCORRETO afirmar que a) o passo 2 ocorre com absorção de energia e representa a sublimação do sódio sólido. NO. em kJ. a) – 234 kJ b) – 597 kJ c) – 1194 kJ d) – 2388 kJ e) – 3582 kJ 16 . d) +22.(Unimontes MG/2008) O diagrama de entalpia a seguir ilustra os dois caminhos que direta e indiretamente levam à formação do cloreto de sódio NaCl(s) a partir das substâncias elementares sódio e cloro nas condições padrão. H 2 (g) H (g) H 2 O (g) CO 2 (g) O 2 (g) O (g) zero 218 − 242 − 394 zero 248 θ Espécie química ∆H formação em kJ mol −1 C 2 H 5 OH (l) − 1370 CH 4 (g) − 883 a) Com base nesses dados. C-Cl (339).0 432. Determine o ∆H para a reação de formação do CF2Cl2: CH4(g) + 2Cl2(g) + 2F2(g) → CF2Cl2(g) + 2HF(g) + 2HCl(g) Dados de energia de ligação em kJ/mol: C-H (413). b) Explique como.(UFOP MG/2008) O ácido clorídrico é um importante ácido industrial. o calor liberado em kJ.A partir da fórmula estrutural da uréia. F-F (154). H-F (565). enquanto que o diclorodifluormetano é tipicamente usado em refrigeradores. O triclorofluorcarbono é usado em aerosóis. a partir de dados constantes dessa tabela. que fornecem. 3 . (UNCISAL/2009) Considere a seguinte tabela. prevê-se que o ∆H da transformação de 1 mol de moléculas de glutaraldeído em átomos isolados de C. que pode ser calculada da entalpia de combustão do CH4 e as entalpias de formação de CO2 (g). 5) Gab: E 6) Gab: D 7) Gab: 03 8) Gab: a) ∆H1 é a entalpia de combustão completa do carbono grafita.Comum à questão: 20 Glutaraldeído (OHC–CH2–CH2–CH2 –CHO. d) + 4 000 kJ.TEXTO: 2 .Entalpia de formação do CH4. Essa substância é empregada para tal finalidade sob forma de solução aquosa de concentração igual a 2 g/100 mL. o arranjo mais compacto apresentara menor volume. b) – 4 000 kJ. o que ocorre com o diamante. GABARITO: 1) Gab: 16 2) Gab: 26 3) Gab: D 4) Gab: b) A reação do etino com água é exotérmica.45 kcal c) para calcular a entalpia padrão da ligação C – H. portanto. inclusive em salas de cirurgias. b) 4 .Entalpia de formação do C (g) . além dos dados da tabela precisamos conhecer: . massa molar = 100 g⋅mol–1) é um potente bactericida utilizado em hospitais para desinfecção de diferentes materiais. e) + 6 000 kJ. que fornece valores de entalpias de ligação: O examinador trocou as densidades do grafita e do diamante informados na tabela. 9) Gab: 584 10) Gab: E 11) Gab: E 12) Gab: 03 13) Gab: Número de oxidação do carbono = +4 ∆H = –50 kJ⋅mol–1 14) Gab: a) H2 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) ∆H = 2⋅(–242) = –482 kJ/mol Com base nesses dados. maior densidade. c) + 2 000 kJ. 15) Gab: C 16) Gab: D 17) Gab: B 18) Gab: B 19) Gab: C 20) Gab: E Para massas iguais. É igual –x + 0. 20 . H2O (g) e O2 (g) fornecidas na tabela. H e O é da ordem de a) – 6 000 kJ.