Lista 03:Lista Complementar-3

EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
Professor:
ALEX
ALUNO(A):______________________________________________________________________
Físico-Química
DATA: 04/04/2017
Dados:
Ligação
Energia de ligação (kJ/mol)
C–H
413,4
C–Cl
327,2
C–C
346,8
C=C
614,2
Cl–Cl
242,6
a) –144,4 kJ/mol.
b) –230,6 kJ/mol.
c) –363,8 kJ/mol.
d) +428,2 kJ/mol.
e) +445,0 kJ/mol.
Termoquímica
(Lista 03)
Questão 01 - (UNIFOR CE) Na produção de ferro metálico,
Fe(s), o óxido ferroso (FeO) é reduzido por ação do monóxido
de carbono (CO) conforme a reação abaixo:
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g)
sendo desconhecida a variação total da entalpia neste
processo.
Utilizando as equações termoquímicas abaixo e baseando-se
na Lei de Hess, pode-se determinar que o valor de ΔH
desconhecido será aproximadamente igual a:
ΔH = –25 kJ
Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g)
ΔH = –36 kJ
3 FeO(s) + CO2(g) → Fe3O4(s) + CO(g)
ΔH = +47 kJ
2 Fe3O4(s)+ CO2(g) → 3 Fe2O3(s) + CO(g)
a) –17 kJ.
b) +14 kJ.
c) –100 kJ.
d) –36 kJ.
e) +50 kJ.
Questão 04 - (UDESC SC) A Termoquímica estuda a energia
e o calor associados a reações químicas e/ou transformações
físicas de substâncias ou misturas. Com relação a conceitos,
usados nessa área da química, assinale a alternativa incorreta.
a) A quebra de ligação química é um processo
endotérmico. Já a formação de ligações são
processos exotérmicos. Dessa forma, a variação de
entalpia para uma reação química vai depender do
balanço energético entre quebra e formação de
novas ligações.
b) A variação de energia que acompanha qualquer
transformação deve ser igual e oposta à energia que
acompanha o processo inverso.
c) A entalpia H de um processo pode ser definida
como o calor envolvido no mesmo, medido à
pressão constante. A variação de entalpia do
processo permite classificá-lo como endotérmico,
quando absorve energia na forma de calor, ou
exotérmico quando libera energia.
d) O fenômeno de ebulição e o de fusão de uma
substância são exemplos de processos físicos
endotérmicos.
e) A lei de Hess afirma que a variação de energia deve
ser diferente, dependendo se um processo ocorrer
em uma ou em várias etapas.
Questão 02 - (UNIUBE MG) Através da Lei de Hess,
podemos prever a variação da entalpia (ΔH) de uma reação
global baseando-nos nas semietapas intermediárias dessa
reação. Observe as equações genéricas abaixo.
I.
A + C2 → AC2 ΔH = –394 kJ/mol
II. B2 + ½ C2 → B2C ΔH = –286 kJ/mol
III. A2B6C + 3 C2 → 2 AC2 + 3 B2C ΔH = –1368
kJ/mol
Essas etapas intermediárias representam a reação global.
2 A + 3 B2 + ½ C2 → A2B6C ΔH = ?
Com base nas informações dadas, a alternativa que
corresponde ao valor de entalpia da reação e ao tipo de
reação, respectivamente, é:
ΔH = +278 kJ/mol e endotérmica
a)
b) ΔH = –2048 kJ/mol e exotérmica
ΔH = –1438 kJ/mol e exotérmica
c)
d) ΔH = –278 kJ/mol e exotérmica
ΔH = +2048 kJ/mol e endotérmica
e)
Questão 05 - (FATEC SP) O éster acetato de etila é utilizado
na indústria química como solvente e como flavorizante, para
conferir sabor artificial de maçã ou pera aos alimentos.Este
composto também pode ser preparado a partir de uma reação
de esterificação:
CH3–CH2–OH (l) + CH3–COOH (l) →
← CH3–COOCH2–CH3
(l) + H2O (l)
Para calcularmos a variação de entalpia da reação, ΔH ,
podemos aplicar a lei de Hess às equações de combustão
dos compostos orgânicos presentes na reação de
esterificação, apresentadas a seguir.
I.
CH3–CH2–OH (l) + 3 O2 (g) →
ΔH = –1 368 kJ
→ 2 CO2 (g) + 3 H2O (l)
II. CH3COOH (l) + 2 O2 (g) →
ΔH = –875 kJ
→ 2 CO2 (g) + 2 H2O (l)
III. CH3COOCH2CH3 (l) + 5 O2 (g) →
ΔH = –2 231 kJ
→ 4 CO2 (g) + 4 H2O (l)
Questão 03 - (UCS RS) O 1,2-dicloroetano ocupa posição de
destaque na indústria química americana. Trata-se de um
líquido oleoso e incolor, de odor forte, inflamável e altamente
tóxico. É empregado na produção do cloreto de vinila que, por
sua vez, é utilizado na produção do PVC, matéria-prima para a
fabricação de dutos e tubos rígidos para água e esgoto.
A equação química que descreve, simplificadamente,
o processo de obtenção industrial do 1,2-dicloroetano, a
partir da reação de adição de gás cloro ao eteno,
encontra-se representada abaixo.
C2H4 (g) + Cl2 (g)
→ C2H4Cl2 (l)
Disponível em: <http://laboratorios.cetesb.sp.gov.br/wpcontent/uploads/sites/47/2013/11/dicloroetano.pdf>.
Acesso em: 3 set. 15. (Adaptado.)
A variação de entalpia da reação acima é igual a
1
Aplicando a lei mencionada, a variação de entalpia da
reação de esterificação descrita será, em kJ, igual a
a) –12.
b) +12.
c) –1 738.
d) +4 474.
e) –4 474.
Questão 06 - (UEL PR) Um dos maiores problemas do
homem, desde os tempos pré-históricos, é encontrar uma
maneira de obter energia para aquecê-lo nos rigores do
inverno, acionar e desenvolver seus artefatos, transportá-lo de
um canto a outro e para a manutenção de sua vida e lazer. A
reação de combustão é uma maneira simples de se obter
energia na forma de calor. Sobre a obtenção de calor,
considere as equações a seguir.
C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔH = –94,1 kcal
H2O(l) → H2(g) +
1
O2(g)
2
ΔH = +68,3 kcal
C(grafite) + 2H2(g) → CH4(g) ΔH = –17,9 kcal
Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o
valor do calor de combustão (ΔH) do metano (CH4) na
equação a seguir.
CH4(g)+ 2O2(g) → CO2(g)+ 2H2O(l)
a) –212,8 kcal
b) –144,5 kcal
c) –43,7 kcal
d) +144,5 kcal
e) +212,8 kcal
Questão 07 - (ACAFE SC) O cloreto de sódio pode ser
usado na cozinha, na salga de alimentos e conservação de
carnes. Na indústria pode ser usado como matéria prima na
produção de gás cloro que este pode ser usado no tratamento
de água potável.Considere as reações químicas abaixo.
ΔH = + 230kJ
Na(s) + 1/2Cl2(g) → Na(g) + Cl(g)
ΔH = + 147kJ
Na(g) + Cl(g) → Na+(g) + Cl–(g)
ΔH = – 411kJ
Na(s) + 1/2Cl2(g) → NaCl(s)
Calcule o valor de ΔH para a reação de síntese do NaCl
mostrada abaixo e assinale a alternativa correta.
Na+(g) + Cl–(g) → NaCl(s)
a) –328 kJ
b) –34 kJ
c) –494 kJ
d) –788 kJ
Questão 08 - (PUC Camp SP) Considere as seguintes reações
de combustão do metano:
Combustão completa:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g);
ΔH = –891 kJ/mol de CH4 (g)
Combustão incompleta:
2CH4 (g) + 3 O2 (g) → 2 CO (g) + 4 H2O (g);
ΔH = –520 kJ/mol de CH4 (g)
Para obter a mesma quantidade de energia da combustão
completa de 1,0 mol de CH4 (g), é necessário consumir
uma quantidade desse gás, em mol, por combustão
incompleta, de, aproximadamente,
a) 0,4.
b) 1,1.
c) 1,7.
d) 3,4.
e) 4,0.
3.
C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6CO2(g) + 6 H2O ΔH =
–673,0 kcal
Considerando as reações que conduzem à formação da
glicose e apenas as informações acima, pode-se afirmar
corretamente que o processo é
a) espontâneo.
b) não espontâneo.
c) endoenergético.
d) exoenergético.
Questão 10 - (UFG GO) A variação de entalpia (ΔH) é uma
grandeza relacionada à variação de energia que depende
apenas dos estados inicial e final de uma reação. Analise as
seguintes equações químicas:
i)
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔHº =
–2.220 kJ
ii) C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔHº = –394 kJ
iii) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ΔHº = –286 kJ
Ante o exposto, determine a equação global de formação
do gás propano e calcule o valor da variação de entalpia
do processo.
Questão 11 - (UNIFOR CE) São dadas as equações
termoquímicas para a formação da água a partir dos
elementos:
H2(g) + 1/2 O2 (g) → H2O (s); ΔH = –70 kcal/mol.
H2(g) + 1/2 O2 (g) → H2O (l); ΔH2 = –68,3 kcal/mol.
H2(g) + 1/2 O2 (g) → H2O (v); ΔH = –57,8 kcal/mol.
A partir das afirmativas abaixo:
I.
O valor de ΔH maior que zero indica que as reações
são exotérmicas.
II. A transformação H2O (v) → H2O (l) libera 10,5
kcal/mol.
III. O calor de solidificação da água vale –12,2
kcal/mol.
IV. A energia de 1 mol de H2O no estado vapor é maior
que a energia que 1 mol de H2O (l).
V. A formação de água a partir do hidrogênio libera
calor.
É VERDADEIRO apenas o que se afirma em:
a) I, II e III.
b) III, IV e V.
c) II, IV e V.
d) I, III e IV
e) II, III e V.
Questão 12 - (UEFS BA)
I.
H2(g) +
1
O2(g) → H2O(l)
2
ΔHº = –286kJmol–1
II. C(graf.) + O2(g) → CO2(g) ΔHº = –394kJmol–1
III. CH4(g) + 2O2 → CO2(g) + 2H2O(l)
ΔHº = –
891kJmol–1
Utilizando-se a Lei de Hess, é possível calcular a
variação de entalpia de uma reação química a partir das
entalpias de outras reações que apresentem substâncias
comuns à reação desejada
Assim, considerando-se as equações termoquímicas de
combustão representadas em I, II e III e aplicando a Lei
de Hess, é correto afirmar:
a) A combustão de 24,0g de metano absorve 1782kJ
de energia.
b) A entalpia padrão de formação do metano, ΔH of , é
de –75kJ.
c) O poder calorífico do carbono grafite, em kJg–1, é
superior ao do hidrogênio.
Questão 09 - (UECE) A glicose é produzida no intestino pela
degradação dos carboidratos, e transportada pelo sangue até as
células onde reage com o oxigênio produzindo dióxido de
carbono e água. Para entender a formação da glicose, são
fornecidas as seguintes equações:
1. C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = –94,1 kcal
2. H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔH = –68,3 kcal
2
d)
e)
O valor da energia liberada na combustão do
metano independe do estado físico da água.
A queima de 1,0kg de carbono grafite libera mais
calor do que a combustão da mesma massa de
metano.
Questão 13 - (UEA AM) O estanho, metal utilizado em ligas
de solda e no revestimento interno de latas de folha de
flandres, é obtido pelo aquecimento do mineral cassiterita,
SnO2, com carbono, em fornos a temperaturas de 1 200 ºC a 1
300 ºC. A reação que ocorre nesse processo é:
SnO2 (s) + C (s) → Sn (l) + CO2 (g)
Considere os dados:
Sn (s) + O2 (g) → SnO2 (s) ; ΔH = –578 kJ/mol
C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ; ΔH = –394 kJ/mol
Sn (s) → Sn (l) ; ΔH = 7 kJ/mol
A partir desses dados, é correto afirmar que a obtenção
de 1 mol de Sn (l), a partir da cassiterita,
a) absorve 191 kJ.
b) absorve 965 kJ.
c) libera 177 kJ.
d) libera 191 kJ.
e) libera 965 kJ.
Questão 14 - (UDESC SC) Considere as seguintes reações e
suas variações de entalpia, em kJ/mol.
CO(g) + H2(g) → C (s) + H2O(g)
ΔH = –150 kJ/mol
CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g)
ΔH = –273 kJ/mol
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g)
ΔH = –231 kJ/mol
Pode-se afirmar que a variação de entalpia, para a
combustão completa de 1 mol de C(s), formando CO2(g), é:
a) – 654 kJ/mol
b) – 504 kJ/mol
c) + 504 kJ/mol
d) + 654 kJ/mol
e) – 354 kJ/mol
Questão 15 - (UERJ) A equação química abaixo representa a
reação da produção industrial de gás hidrogênio.
H2O (g) + C (s) → CO (g) + H2 (g)
Na determinação da variação de entalpia dessa reação
química, são consideradas as seguintes equações
termoquímicas, a 25 °C e 1 atm:
H2 (g) +
1
O2 (g) → H2O (g)
2
ΔHº = –242,0 kJ
C (s) + O2 (g) → CO2 (g)
ΔHº = –393,5 kJ
O2 (g) + 2 CO (g) → 2 CO2 (g) ΔHº = –477,0 kJ
Calcule a energia, em quilojoules, necessária para a
produção de 1 kg de gás hidrogênio e nomeie o agente
redutor desse processo industrial.
GABARITO:
1) Gab: A
2) Gab: D
3) Gab: A
4) Gab: E
5) Gab: A
6) Gab: A
7) Gab: D
8) Gab: C
9) Gab: D
10) Gab:
Para se obter a equação balanceada de síntese do gás
propano e calcular a variação de entalpia do processo,
deve-se lembrar que a entalpia é uma grandeza extensiva,
ou seja, varia conforme o número de mols da reação.
Portanto, deve-se modificar cada equação de combustão
conforme a seguir
i)
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔHº = –
2.220 kJ
(inverter a equação e o sinal de ΔHº)
3 CO2(g) + 4 H2O(l) → C3H8(g) + 5 O2(g) ΔHº
= +2.220 kJ
ii)
C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔHº = –394 kJ
(manter a equação e multiplicar por 3)
3 C(grafite) + 3 O2(g) → 3 CO2(g) ΔHº = 3 x (–
394 kJ) = –1.182 kJ
iii) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ΔHº = –286 kJ
(manter a equação e multiplicar por 4)
4 H2(g) + 2 O2(g) → 4 H2O(l) ΔHº = 4 x (–286
kJ) = –1.144 kJ
Somando-se as novas equações e seus respectivos valores
de DH:
3 CO2(g) + 4 H2O(l) → C3H8(g) + 5 O2(g) ΔHº =
+2.220 kJ
3 C(grafite) + 3 O2(g) → 3 CO2(g) ΔHº = –1.182 kJ
4 H2(g) + 2 O2(g) → 4 H2O(l) ΔHº = –1.144 kJ
_____________________________________________
3 C(grafite) + 4 H2(g) → C3H8(g) ΔHº = –106 kJ
11) Gab: C
12) Gab: B
13) Gab: A
14) Gab: E
15) Gab: 4,35 × 104 kJ
Carbono
3