Lista 05:Lista Complementar-5

EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES
Professor:
ALEX
ALUNO(A):______________________________________________________________________
Físico-Química
DATA: 04/04/2017
o brinquedo que parece-me então muito infantil. Voltome, e lá estão os meus pais chorando, pobre gente.
10h20min – Não posso esperar o recreio; peço licença
à professora e saio. Vou ao banheiro; a seiva da vida
circula impaciente em minhas veias. Manipulo- me. Meu
desejo tem nome: Mara, da oitava série. Por enquanto é
mais velha do que eu. Lá pelas onze horas poderia
namorá-la – mas então, já não estarei no colégio. Ali, me
foge o doce pássaro da juventude.
[...]
(SCLIAR, Moacyr. Melhores contos.
6. ed. São Paulo: Global, 2003. p. 54-55.)
Em uma passagem do texto, o narrador refere-se ao
choro de seus pais, o que remete a lágrimas que têm,
entre seus componentes, a água.
A água pode ser encontrada na natureza nos três
estados físicos: sólido, líquido e gasoso. Ao se considerar
a curva de resfriamento da água pura, têm-se as seguintes
proposições:
I.
À medida que a temperatura diminui, a energia
potencial também diminui concomitantemente com
a remoção de calor ( ΔH valor positivo).
II. Na liquefação, a diminuição da temperatura
favorece o sentido direto desta transformação física.
III. Na solidificação, o aumento da pressão favorece a
formação da fase mais compacta.
IV. Tanto na liquefação quanto na solidificação, o
estado de agregação da matéria muda de mais para
menos organizado.
Em relação às proposições analisadas, assinale a única
alternativa cujos itens estão todos corretos:
a) I e II.
b) I e IV.
c) II e III.
d) II e IV.
Termoquímica
(Lista 05)
Questão 01 - (UECE)
O conceito de entropia está intimamente associado à
definição de espontaneidade de uma reação química,
através da segunda lei da termodinâmica, embora não
seja suficiente para caracterizá-la.
Considerando os sistemas apresentados a seguir, assinale
aquele em que há aumento de entropia.
a) Liquefação da água.
b) Síntese da amônia.
c) Reação do hidrogênio gasoso com oxigênio gasoso
para formar água líquida.
d) Dissolução do nitrato de potássio em água.
Questão 02 - (PUC GO)
Rápido, rápido
Sofro – sofri – de progéria, uma doença na qual o
organismo corre doidamente para a velhice e a morte.
Doidamente talvez não seja a palavra, mas não me ocorre
outra e não tenho tempo de procurar no dicionário – nós,
os da progéria, somos pessoas de um desmesurado senso
de urgência. Estabelecer prioridades é, para nós, um
processo tão vital como respirar. Para nós, dez minutos
equivalem a um ano. Façam a conta, vocês que têm
tempo, vocês que pensam que têm tempo. Enquanto isso,
e u vou escrevendo aqui – e só espero poder terminar.
Cada letra minha equivale a páginas inteiras de vocês.
Façam a conta, vocês. Enquanto isso, e resumindo:
8h15min – Estou nascendo. Sou o primeiro filho –
que azar! – e o parto é longo, difícil. Respiro, e já vou
dizendo as primeiras palavras (coisas muito simples,
naturalmente: mamã, papá) para grande surpresa de
todos! Maior surpresa eles têm quando me colocam no
berço – desço meia hora depois, rindo e pedindo comida!
Rindo! Àquela hora,
8h45min – eu ainda podia rir.
9h20min – Já fui amamentado, já passei da fase oral –
meus pais (ele, dono de um pequeno armazém; ela, de
prendas domésticas) já aceitaram, ao menos em parte, a
realidade, depois que o pediatra (está aí uma
especialidade que não me serve) lhes explicou o
diagnóstico e o prognóstico. E já estou com dentes! Em
poucos minutos (de acordo com o relógio de meu pai,
bem entendido) tenho sarampo, varicela, essas coisas
todas.
Meus pais me matriculam na escola, não se dando
conta que às 10h40min, quando a sineta bater para o
recreio, já terei idade para concluir o primeiro grau. Vou
para a escola de patinete; já na esquina, porém, abandono
TEXTO: 1 - Comum à questão: 3
A vida em grandes metrópoles apresenta atributos que
consideramos sinônimos de progresso, como facilidades
de acesso aos bens de consumo, oportunidades de
trabalho, lazer, serviços, educação, saúde etc. Por outro
lado, em algumas delas, devido à grandiosidade dessas
cidades e aos milhões de cidadãos que ali moram,
existem muito mais problemas do que benefícios. Seus
habitantes sabem como são complicados o trânsito, a
segurança pública, a poluição, os problemas ambientais,
a habitação etc. Sem dúvida, são desafios que exigem
muito esforço não só dos governantes, mas também de
todas as pessoas que vivem nesses lugares. Essas cidades
convivem ao mesmo tempo com a ordem e o caos, com a
pobreza e a riqueza, com a beleza e a feiura. A tendência
das coisas de se desordenarem espontaneamente é uma
característica fundamental da natureza. Para que ocorra a
1
organização, é necessária alguma ação que restabeleça a
ordem. É o que acontece nas grandes cidades: despoluir
um rio, melhorar a condição de vida dos seus habitantes e
diminuir a violência, por exemplo, são tarefas que
exigem
muito
trabalho
e
não
acontecem
espontaneamente. Se não houver qualquer ação nesse
sentido, a tendência é que prevaleça a desorganização.
Em nosso cotidiano, percebemos que é mais fácil
deixarmos as coisas desorganizadas do que em ordem. A
ordem tem seu preço. Portanto, percebemos que há um
embate constante na manutenção da vida e do universo
contra a desordem. A luta contra a desorganização é
travada a cada momento por nós. Por exemplo, desde o
momento da nossa concepção, a partir da fecundação do
óvulo pelo espermatozoide, nosso organismo vai se
desenvolvendo e ficando mais complexo. Partimos de
uma única célula e chegamos à fase adulta com trilhões
delas, especializadas para determinadas funções.
Entretanto, com o passar dos anos, envelhecemos e nosso
corpo não consegue mais funcionar adequadamente,
ocorre uma falha fatal e morremos. O que se observa na
natureza é que a manutenção da ordem é fruto da ação
das forças fundamentais, que, ao interagirem com a
matéria, permitem que esta se organize. Desde a
formação do nosso planeta, há cerca de 5 bilhões de anos,
a vida somente conseguiu se desenvolver às custas de
transformar a energia recebida pelo Sol em uma forma
útil, ou seja, capaz de manter a organização. Para tal,
pagamos um preço alto: grande parte dessa energia é
perdida, principalmente na forma de calor. Dessa forma,
para que existamos, pagamos o preço de aumentar a
desorganização do nosso planeta. Quando o Sol não
puder mais fornecer essa energia, dentro de mais 5
bilhões de anos, não existirá mais vida na Terra. Com
certeza a espécie humana já terá sido extinta muito antes
disso.
(Adaptado de: OLIVEIRA, A. O Caos e a Ordem. Ciência
Hoje. Disponível em:
<http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/fisica-semmisterio/o-caos-e-a-ordem>.
Acesso em: 10 abr. 2015.)
Questão 04 - (IME RJ)
Um sistema A transfere, naturalmente, uma determinada
quantidade de energia, na forma de calor, para um
sistema B, que envolve totalmente A. Assinale a única
alternativa correta.
a) A entropia do Universo decrescerá.
b) A entropia do sistema A crescerá.
c) O aumento da entropia do sistema B será maior do
que o decréscimo da entropia do sistema A.
d) O aumento da entropia do sistema B será menor do
que o decréscimo da entropia do sistema A.
e) O aumento da entropia do sistema B será
necessariamente igual ao decréscimo da entropia do
sistema A.
Questão 05 - (FCM PB)
O ácido nítrico, HNO3, é uma substância bastante
utilizada na indústria para produção de fertilizantes e de
explosivos. Pode ser obtido de acordo equação
termoquímica abaixo:
NH3(g) + 2 O2(g) → HNO3(aq) + H2O(l)
ΔH º = + 450,0 kJ e ΔG º = + 80,0 kJ
De acordo com as informações, analise as afirmativas e
marque (V) nas verdadeiras e (F) nas falsas.
( ) A entalpia de formação do NH3(g) é maior que a
soma das entalpias de formação do HNO3(aq) e da
H2O(ℓ), nas condições padrão.
( ) Nas condições padrão, a reação de obtenção do
ácido nítrico é espontânea e endotérmica.
( ) Se na reação, ocorrendo nas condições padrão, fosse
usado como reagente NH3(l), o valor da variação de
entalpia seria maior que + 450,0 kJ.
( ) Nas condições padrão, o valor da variação de
entropia para a reação de obtenção do ácido nítrico
é aproximadamente + 1,24 kJ/K.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta,
de cima para baixo:
a) V, F, F, V.
b) F, V, F, F.
c) V, F, V, F.
d) V, V, F, V.
e) F, F, V, V.
Questão 03 - (UEL PR)
Com base no texto e nos conhecimentos sobre
termoquímica, assinale a alternativa correta.
a) Com o decorrer dos anos, há o envelhecimento e a
desorganização biológica do corpo humano, o que
resulta em uma diminuição da entropia.
b) De acordo com o 2° princípio da termodinâmica, a
entropia total de um processo espontâneo ou uma
reação espontânea diminui independentemente da
temperatura.
c) As
reações
químicas,
por
ocorrerem
espontaneamente, processam-se com elevadas
velocidades.
d) A vida se desenvolve às custas de transformar a
energia recebida do Sol em uma forma útil, ou seja,
a capacidade de manter a auto-organização, o que
resulta em diminuição da entropia.
e) A tendência de processos ou de reações aumentar a
desordem do sistema ocorre de forma não
espontânea.
Questão 06 - (UEPG PR)
A partir das reações químicas abaixo, com os respectivos
valores de variação de entalpia (ΔH) , assinale o que for
correto.
NaCl(s) + 1/2 H2(g) → Na(s) + HCl(g) ΔH = +318,8 kJ/mol
(equação 1)
1/2 Cl2(g) + 1/2 H2(g) → HCl(g) ΔH = –92,3 kJ/mol
(equação 2)
01. A reação de formação de NaCl sólido, a partir de Na
sólido e gás cloro, não é uma reação espontânea.
02. A equação 2 é uma reação exotérmica.
04. A variação de entalpia da reação
Na(s) + 1/2 Cl2(g) → NaCl(s) é –411,1 kJ/mol.
08. Observa-se, na equação 1, que a formação de 1 mol
de HCl gasoso libera 318,8 kJ.
16. Através da equação 2 pode-se obter 184,6 kJ se
ocorrer a reação de 2 mols de Cl2(g) e 2 mols de
H2(g).
2
Questão 07 - (UECE)
Josiah Willard Gibbs (1839 – 1903) foi um pesquisador
norte-americano que contribuiu para a determinação da
energia livre de um sistema termodinâmico através de
uma lei que é associada ao seu nome. Em se tratando de
energia livre e de entropia, analise as seguintes
proposições:
I.
A energia livre pode ser positiva ou negativa, mas
nunca pode ser nula.
II. A energia livre é a totalidade de energia de um
sistema termodinâmico, que pode ser usada para a
realização de trabalho útil.
III. Toda a reação exotérmica é espontânea.
IV. A variação de entropia de uma reação espontânea
pode ser negativa.
V. Em certas reações químicas a variação de entalpia
coincide com a variação da energia interna.
É correto o que se afirma somente em
a) I e II.
b) III e IV.
c) I, III e V.
d) II, IV e V.
Considerando-se a entalpia ΔH = 35,0 kJ da reação
representada pela equação química, e a variação de
entalpia, ΔS = 155J.molK −1 , é correto afirmar:
01. A reação não é espontânea porque ΔG < O .
02. O grau de desordem do sistema é representado por
ΔH .
03. Acima de, aproximadamente, –47 ºC, a reação entre
iodo e cloro é espontânea.
04. A energia gasta para a organização do sistema é
maior que zero.
05. A energia consumida para organizar o sistema é
representada por T. ΔS < ΔH .
Questão 10 - (UEG GO)
A variação da energia livre de Gibbs (ΔG) é uma função
de estado termodinâmica que pode ser utilizada para
avaliar a espontaneidade de reações químicas. Ela é
definida em função da variação da entalpia (ΔH) e da
entropia (ΔS) do sistema a dada temperatura T: ΔG = ΔH
– T⋅ΔS. Considerando, hipoteticamente, a degradação dos
compostos X e Y, e que ΔH e ΔS são independentes da
temperatura, constata-se que:
Dados: Composto X: ΔH0298K = 100 kJ e ΔS0298K = 150
J/K; Composto Y: ΔH0298K = 120 kJ e ΔS0298K = 300 J/K.
a) a decomposição de X é espontânea à temperatura de
298K.
b) acima de 400K a decomposição de Y passa a ser
espontânea.
c) acima de 373K a decomposição de X passa a ser
espontânea.
d) a decomposição de Y é espontânea à temperatura de
298K.
Questão 08 - (UFPR)
A análise dos dados termodinâmicos de reações permite a
previsão da espontaneidade. Na tabela a seguir estão
apresentados os dados termodinâmicos de duas reações
químicas.
A partir dos dados apresentados, identifique as seguintes
afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) A diminuição da temperatura desfavorece a
espontaneidade da reação (i).
( ) O aumento da temperatura favorece a
espontaneidade da reação (ii).
( ) Na temperatura de 400 K, a reação (i) será
espontânea.
( ) Na temperatura de 4000 K, a reação (ii) será
espontânea.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta,
de cima para baixo.
a) V – V – V – F.
b) V – F – V – F.
c) F – V – F – V.
d) F – V – V – F.
e) V – F – F – V.
Questão 11 - (UEM PR)
Assinale o que for correto.
01. Quanto mais exotérmica for uma reação e, ao
mesmo tempo, quanto maior for o aumento de
entropia do processo, mais espontânea será a reação.
02. A energia livre de Gibbs (G) é uma grandeza
termodinâmica cuja variação ( ΔG ) corresponde à
máxima energia útil que é possível retirar de um
sistema (energia aproveitável).
04. Se ΔG for positivo, a reação é espontânea.
08. Para uma reação com ΔH ≠ 0 , quanto mais próxima
estiver do equilíbrio, maior será a quantidade de
trabalho disponível que pode ser utilizado.
16. Uma determinada reação que possui variação de
entalpia ( ΔH ) de +8,399 kcal/mol e variação de
entropia ( ΔS ) de 37 cal/K.mol será espontânea em
temperaturas maiores do que –46 ºC.
Dado: 0 K = –273 ºC.
Questão 09 - (UESB BA)
1
1
I2 (g) + Cl 2 (g) → ICl(g)
2
2
A tendência à espontaneidade está relacionada ao
aumento de desordem de um sistema, entretanto para
aumentar a organização ou a ordem desse sistema, é
preciso consumir uma certa quantidade de energia, isto é,
energia de organização T ⋅ ΔS . O saldo de energia é
denominado energia livre, útil ou energia de Gibbs,
representada pela equação ΔG = ΔH − TΔS .
Questão 12 - (ITA SP)
Considere as reações representadas pelas seguintes
equações químicas:
I.
C(s) + 2H2(g) → CH4(g)
II. N2O(g) → N2(g) + 1/2O2(g)
III. 2NI3(s) → N2(g) + 3I2(g)
IV. 2O3(g) → 3O2(g)
3
Assinale a opção que apresenta a(s) reação(ões)
química(s) na(s) qual(is) há uma variação negativa de
entropia.
a) Apenas I
b) Apenas II e IV
c) Apenas II e III e IV
d) Apenas III
e) Apenas IV
d)
Questão 16 - (IME RJ)
Considere as supostas variações de entropia (ΔS) nos
processos abaixo:
I. cristalização do sal comum (ΔS > 0)
II. sublimação da naftalina (naftaleno) (ΔS > 0)
III. mistura de água e álcool (ΔS < 0)
Questão 13 - (UFT TO)
A origem da entropia de um sistema está relacionada
com a existência de estados (situações) mais prováveis.
Durante uma reação química é possível estimar a
variação da entropia molar padrão analisando a diferença
entre a entropia dos produtos e dos reagentes.
Analise os processos a seguir:
I.
oxidação de nitrogênio: N2(g) + 2O2(g)
→
2NO2(g)
II. fotossíntese da glicose: 6CO2(g) + 6H2O(g) →
C6H12O6(s) + 6O2(g)
III. evaporação da água de roupas úmidas
IV. dissolução do sal: KNO3(s) → K+(aq) + NO3–(aq)
Ocorre aumento de entropia durante os processos
a) III e IV apenas.
b) III apenas.
c) I e II apenas.
d) II e III apenas.
e) I, II, III e IV.
fusão
⎯⎯
⎯→ ferro (l) (ΔS > 0)
compressão
⎯⎯ ⎯⎯→ ar comprimido (ΔS < 0)
IV. ferro (s)
V. ar
As variações de entropia indicadas nos processos que
estão corretas são:
a) I, III e IV.
b) III, IV e V.
c) II, III e V.
d) I, II e IV.
e) II, IV e V.
Questão 17 - (UFPE)
A entalpia e a energia livre de Gibbs de combustão
completa da grafite a 25ºC são, respectivamente: –393,51
kJ/mol e –394,36 kJ/mol, enquanto que, para o diamante,
os valores são, respectivamente: –395,41 kJ/mol e –
397,26 kJ/mol. Assim, pode-se afirmar que a 25ºC:
1. a entalpia de formação do CO2(g) é –393,51 kJ/mol
2. o diamante é uma substância mais estável que a
grafite
3. a energia livre de Gibbs da conversão grafite →
diamante é de +2,9 kJ/mol.
Está(ão) correta(s):
a) 1 apenas
b) 2 apenas
c) 1 e 2 apenas
d) 1 e 3 apenas
e) 1, 2 e 3
Questão 14 - (UCS RS)
Um recente filme que no Brasil recebeu o nome de “O
Curioso Caso de Benjamin Button”, protagonizado pelo
ator Brad Pitt, conta a história curiosa de um personagem
que nasce velho e, à medida que o tempo passa, vai
rejuvenescendo. Se pensarmos no envelhecimento
humano como um processo energeticamente irreversível,
qual título alternativo do filme ficaria coerente com as
leis da Física?
a) A Curiosa Obediência à Equação de Clapeyron
b) O Extraordinário Caso da Violação da Segunda Lei
de Newton
c) O Estranho Caso de Violação da Segunda Lei da
Termodinâmica
d) O Incomum Caso de Confirmação da Primeira Lei
da Termodinâmica
e) O Intrigante Caso de Violação da Terceira Lei de
Newton
Questão 18 - (UPE PE)
A equação química abaixo representa a formação do
carbeto de cálcio em fornos elétricos:
Ca0(s) + 3C(s) → CaC2(s) + CO(g)
Utilizando-se os dados abaixo, é possível afirmar que a
reação de obtenção do carbeto de cálcio ocorre a uma
temperatura
(admita que o ΔH e o ΔS não variam com a temperatura)
Questão 15 - (UECE)
As reações químicas espontâneas são de grande interesse
comercial e, em alguns casos, podem minimizar gastos
de energia. Considere a reação indicada abaixo e os
respectivos valores de entalpia e entropia a 1 atm de
pressão.
Sobre essa reação, marque a afirmativa verdadeira.
a) Em qualquer temperatura, nunca será espontânea.
b) Será espontânea em temperaturas acima de 350 ºC.
c) Será espontânea em temperaturas abaixo de 300 ºC.
Será espontânea em temperaturas entre 320 ºC e 340
ºC.
a)
b)
c)
d)
e)
Substância
CaO (s)
C (s )
CaC 2(s )
CO (g )
Entalpia (kcal/mol)
− 152
0
− 15
− 26
Entropia(cal/mol)
+ 9,5
+ 1,4
+ 16,7
+ 47
abaixo de 1.500ºC.
entre 500ºC e 1.700ºC.
acima de 1.947ºC.
abaixo de 2.220ºC.
exclusivamente a 3.200ºC.
Questão 19 - (CEFET PR)
O benzeno (C6H6) é um produto altamente tóxico,
cancerígeno, produzido industrialmente por ser matéria
4
prima para uma série de compostos. Uma das reações de
obtenção do benzeno é: 6 C(s) + 3 H2(g) → C6H6(l).
A 25°C esta reação possui os seguintes dados
termodinâmicos:
ΔHº = + 12 kcal⋅mol–1; ΔSº = – 61 cal⋅K–1mol–1.
Com base nestas informações pode-se afirmar que:
a) quando o equilíbrio é atingido, este é favorável ao
produto.
b) a reação não é espontânea nesta temperatura.
c) a reação é exotérmica.
d) a variação de energia Gibbs padrão para esta reação é
de +18,2 kcal⋅mol–1.
e) A variação de energia Gibbs padrão para esta reação
é de –30,2 kcal⋅mol–1.
Questão 20 - (UFCG PB)
O estudo das reações químicas que ocorrem com absorção
da radiação solar de alta energia e dos processos químicos
industriais que causam dano ao meio ambiente faz parte
da química ambiental. Alguns exemplos destes tipos de
reações são mostrados a seguir. Assinale dentre as
alternativas abaixo aquela na qual não se observa um
aumento da entropia.
a) Calcinação de calcário:
CaCO 3 (s) → CaO (s) + CO 2 (g)
b) Fotodissociação de oxigênio:
O 2 (g) → 2 O (g)
c) Fotodissociação de Freon-12:
CF2 Cl 2 (g) → CF2 Cl (g) + Cl (g)
d) Obtenção de Ferro a partir de seu minério:
2 Fe 2 O 3 (s) → 4 Fe (s) + 3 O 2 (g)
e) Formação de ozônio na atmosfera:
O 2 (g) + O (g) → O 3 (g)
GABARITO:
1) Gab: D
2) Gab: C
3) Gab: D
4) Gab: C
5) Gab: E
6) Gab: 06
7) Gab: D
8) Gab: D
9) Gab: 03
10) Gab: B
11) Gab: 19
12) Gab: E
13) Gab: A
14) Gab: C
15) Gab: B
16) Gab: E
17) Gab: D
18) Gab: C
19) Gab: B
20) Gab: E
5