Recuperação 2º Ano

LISTA DE RECUPERAÇÃO
I B imestre
SÉRIE: 2º ANO
QUÍMICA
Professor:
XUXU
DATA: 17 / 04 / 2017
Matéria Abordada: Físico-­‐Química: Capítulo 1 -­‐ Termoquímica (gráficos, entalpia de formação, entalpia de combustão, energia de ligação e Lei de Hess) 01 -­‐ (UECE) Normalmente uma reação química libera ou absorve calor. Esse processo é representado no seguinte diagrama, considerando uma reação específica. Uma análise desse gráfico permite corretamente concluir: a) b) c) Com relação a esse processo, assinale a equação química correta. d) a) b) c) d) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) – 68,3 kcal H2O(l) – 68,3 kcal → H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g) + 68,3 kcal H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) + 68,3 kcal e) 02 -­‐ (MACK SP) Observe o gráfico de entalpia abaixo, obtido por meio de experimentos realizados no estado padrão: 04 -­‐ (UCS RS) Atualmente, a indústria automobilística busca o desenvolvimento de motores que utilizam combustíveis alternativos (GNV, álcool, biodiesel, gás hidrogênio). Dentre esses, o H2 é considerado o combustível que não causa poluição. O gráfico abaixo representa a combustão do gás hidrogênio. Com base em seus conhecimentos de termoquímica e nas informações do gráfico acima, a equação termoquímica INCORRETAMENTE representada é Fonte: USBERCO, J.; SALVADOR, J. Química, 2: físico-­‐química. 9. ed. São Paulo: Saraiva, 2005. p. 146. Analise, quanto à veracidade (V) ou falsidade (F), as proposições abaixo, com base na reação química de combustão do gás hidrogênio. a) CO2(g) → C(graf) + O2(g) b) 1
CO ( g ) + O2(g) → CO 2( g )
2
1
C(graf) + O2( g ) → CO ( g )
2
c) 1
CO 2( g ) → CO ( g ) + O2( g )
2
e) C(graf ) + O2(g ) → CO2(g )
d) ΔH°= +394HJ/mol ΔH° = −284KJ / mol ΔH° = +110KJ/mol ΔH° = +284KJ/mol ΔH° = −394KJ / mol 03 -­‐ (UEFS BA) A maior importância da utilização do conceito de variação de entalpia é de permitir expressar as variações de energia de reações químicas. O gráfico representa a variação de entalpia na decomposição do óxido de mercúrio (II). A entalpia de formação do óxido de mercúrio (II) é –1
–90kJmol . As entalpias de Hg(l) e de O2(g) são diferentes de zero na formação de 1,0mol de HgO(s). A diferença de entalpia dos produtos e do reagente na decomposição do óxido de mercúrio (II) é igual à entalpia de formação dessa substância. A quantidade de energia absorvida na decomposição do óxido de mercúrio (II) é diferente da quantidade de energia liberada na formação desse óxido. A mudança nos estados físicos de produtos e de reagentes em uma reação química não altera o valor da variação de entalpia da reação. ( )Ocorre liberação de calor, ou seja, o processo é exotérmico. ( )Ocorre absorção de calor, ou seja, o processo é endotérmico. ( )Os reagentes ganham calor ao se converter em água. ( )O calor envolvido na formação de 180 g de água é de 2.416 kJ. Assinale a alternativa que preenche corretamente os parênteses, de cima para baixo. a) V – F – V – F b) F – V – V – V c) F – V – F – V d) F – V – V – F e) V – F – F – V 05 -­‐ (Fac. Anhembi Morumbi SP) A equação descreve, de forma simplificada, o processo de respiração celular em organismos aeróbicos. C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) 0
Dado: ΔH combustão = –2 802,7 kJ/mol. Caso 1,00 g de glicose (C6H12O6) reaja conforme a equação apresentada, é correto afirmar que a) 31 kJ de energia serão absorvidos do organismo. b) 31 kJ de energia serão liberados para o organismo. c) 15 kJ de energia serão absorvidos do organismo. d) 15 kJ de energia serão liberados para o organismo. e) 62 kJ de energia serão liberados para o organismo. 06 -­‐ (UDESC SC) Da reação: CH4(g) + 2 O2(g) → 2H2O(g) + CO2(g); ΔH = –220 kcal/mol, conclui-­‐se que: a) a combustão de 32g de metano libera 440 kcal. b) a combustão de 48g de metano absorve 660 kcal. c) a combustão completa de 32g de metano necessita de 2 litros de O2(g). d) a combustão de 160g de metano libera 220 kcal. e) a reação é endotérmica. 07 -­‐ (UNIUBE MG) O etanol é um composto orgânico cuja ebulição ocorre a uma temperatura de 78,4 ºC. Pode ser obtido a partir de vários métodos. No Brasil, é produzido através da fermentação da cana-­‐de-­‐açúcar, já que a sua disponibilidade agrícola é bastante ampla no nosso País. A reação química da combustão completa do etanol e o seu valor da entalpia são dados a seguir: C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l) + 327 kcal/mol Sabendo-­‐se que a entalpia é uma propriedade extensiva, na queima de 115 g desse combustível, a quantidade de calor envolvida na reação é de, aproximadamente: a) –327 kcal b) +817,5 kcal c) +327 kcal d) –817,5 kcal e) –130,8 kcal 08 -­‐ (UFPB) A dissolução de algumas substâncias pode vir acompanhada por aquecimento ou resfriamento. Uma aplicação interessante desse fenômeno está nas compressas de emergência, que são usadas sobre o corpo em casos de contusões, inflamação etc. O recipiente plástico das compressas contém um produto químico seco e uma ampola de vidro com água. Ao bater na compressa, a ampola se quebra e a água dissolve a substância, conforme processo representado nas equações: Compressa A 2O
CaCl2(s) ⎯H⎯
⎯
→ CaCl2(aq) ΔH = –82,7 kJ/mol a) b) c) d) e) 09 -­‐ (UDESC SC) 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 o
Dados: Entalpia de formação (ΔH f) a 25ºC, kJ/mol. a) b) c) d) e) Considere os dados termoquímicos relacionados na tabela. A entalpia de combustão completa do formol, em kJ/mol, é igual a a)– 571. b)+ 217. c)– 789. d)– 217. e)+ 571. 11 -­‐ (UEG GO) A formação e a quebra das ligações químicas é de grande importância para prever a estabilidade dos produtos que serão formados no curso de uma reação química. Portanto, a partir do conhecimento das energias de ligação presentes nos reagentes e produtos, pode-­‐se estimar a variação de energia total envolvida na reação química. Um exemplo é a reação de hidrogenação do eteno, cuja equação química e cujas energias de ligação são apresentadas a seguir. H
H
C
H
Em relação ao uso das compressas A e B, separadamente, sobre o corpo, pode-­‐se afirmar: C
+ H
H
Metal
H
H
H
H
C
C
H
H
H
C
C = +146.0 kcal.mol-1
C
H = +100.0 kcal.mol-1
C
C = +82.9 kcal.mol-1
H
H = +104.2 kcal.mol-1
Considerando-­‐se as informações apresentadas, pode-­‐se concluir –1
que a variação da energia envolvida na reação em kcal.mol é, aproximadamente: I. II. III. 24,8 kJ/mol –24,8 kJ/mol 541,2 kJ/mol –541,2 kJ/mol 1328,2 kJ/mol 10 -­‐ (Fac. Santa Marcelina SP) Nos laboratórios de anatomia das universidades de medicina, as peças humanas podem ser conservadas em tanques contendo solução de formol. 2O
NH4NO3(s) ⎯H⎯
⎯
→ NH4NO3(aq) ΔH = +26,3 kJ/mol O corpo vai receber calor da compressa A. O corpo vai transferir calor para a compressa B. A compressa A provoca sensação de resfriamento no corpo. IV. A compressa B provoca sensação de aquecimento no corpo. Estão corretas apenas as afirmativas: o
A entalpia de reação (ΔH r) a 25ºC é: Compressa B I e IV II e III I e III I e II II e IV a)60 2
b)33 c)433 d)167 12 -­‐ (ACAFE SC) Considere que a reação química abaixo possui um ΔH = -­‐154 kJ/mol. Calcule a energia média em módulo da ligação C = C presente na molécula do etileno e assinale a alternativa correta. Dados: Para resolução dessa questão considere as seguintes energias de ligação (valores médios): Cl – Cl: 243 kJ/mol, C – C: 347 kJ/mol, C – Cl: 331 kJ/mol. a) b) c) d) 766 kJ/mol 265 kJ/mol 694 kJ/mol 612 kJ/mol 13 -­‐ (FGV SP) O Teflon é um polímero sintético amplamente empregado. Ele é formado a partir de um monômero que se obtém por pirólise do trifluormetano. O trifluormetano, CHF3, é produzido pela fluoração do gás metano, de acordo com a reação CH4(g) + 3F2(g) → CHF3(g) + 3 HF(g). Dados: a) b) c) d) e) 15 -­‐ (MACK SP) O gás propano é um dos integrantes do GLP (gás liquefeito de petróleo) e, desta forma, é um gás altamente inflamável. Abaixo está representada a equação química NÃO BALANCEADA de combustão completa do gás propano. C3H8(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(v) Na tabela, são fornecidos os valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão. Energia de Ligação
Ligação
(kJ ⋅ mol −1 )
C−H
413
O=O
C=O
C−C
O−H
− 1437
− 75
HF(g )
− 271
A entalpia-­‐padrão da reação de fluoração do gás metano, em –1
kJ.mol , é igual a a) b) c) d) e) –1 633. –2 175. –2 325. +1 633. +2 175. 14 -­‐ (ESCS DF) A reação do 4-­‐bromo-­‐but-­‐1-­‐eno com o bromo molecular produz a substância 1,2,4-­‐tribromo-­‐butano: H
Br
C
C
C
H
H
H
H
C
H
H + Br
Br
Br
Br
H
Br
C
C
C
C
H
H
H
H
H
H
A tabela a seguir apresenta valores médios de algumas energias –1
de ligação em kJ.mol . Ligação Energia
C−H
413
C − Br
C−C
281
347
C=C
Br − Br
614
193
A variação de entalpia envolvida na produção de um mol de 1,2,4-­‐tribromo-­‐butano, em kJ, calculada com os dados da tabela é igual a: 498
744
348
462
Assim, a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de gás propano será igual a a) – 1670 kJ. b) – 6490 kJ. c) + 1670 kJ. d) – 4160 kJ. e) + 4160 kJ. ΔH 0f (kJ ⋅ mol −1 )
CHF3 (g )
CH 4 (g )
+ 295; + 179; + 36; – 102; – 245. 16 -­‐ (MACK SP) O craqueamento (craking) é a denominação técnica de processos químicos na indústria por meio dos quais moléculas mais complexas são quebradas em moléculas mais simples. O princípio básico desse tipo de processo é o rompimento das ligações carbono-­‐carbono pela adição de calor e/ou catalisador. Um exemplo da aplicação do craqueamento é a transformação do dodecano em dois compostos de menor massa molar, hexano e propeno (propileno), conforme exemplificado, simplificadamente, pela equação química a seguir: C12H26(l) → C6H14(l) + 2 C3H6(g) São dadas as equações termoquímicas de combustão completa, no estado-­‐padrão para três hidrocarbonetos: 37
C12H26(l) + O2(g) → 12 CO2(g) + 13 H2O(l) ΔHºC = –7513,0 kJ/mol 2
19
C6H14(g) + O2(g) → 6 CO2(g) + 7 H2O(l) ΔHºC = –4163,0 kJ/mol 2
9
C3H6(g) + O2(g) → 3 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔHºC = –2220,0 kJ/mol 2
Utilizando a Lei de Hess, pode-­‐se afirmar que o valor da variação de entalpia-­‐padrão para o craqueamento do dodecano em hexano e propeno, será a) –13896,0 kJ/mol. b) –1130,0 kJ/mol. c) +1090,0 kJ/mol. d) +1130,0 kJ/mol. e) +13896,0 kJ/mol. 17 -­‐ (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 3
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 18 -­‐ (IFGO) O cloreto de chumbo (II) é uma substância que ocorre naturalmente no mineral cotunnite, encontrado próximo a vulcões. É um composto insolúvel e pode ser utilizado na síntese do cloreto de chumbo IV, cujas equações termoquímicas são representadas a seguir. I. Pb(s) + Cl2(g) → PbCl2 (s) ΔH = –359,4 kcal II. Pb(s) + 2 Cl2(g) → PbCl4 (s) ΔH = –329,3 kcal 0
É correto afirmar que a variação da entalpia ΔH , para a reação Pb(s) + 2 Cl2(g) → PbCl4 (s), é: a) –30,1 kJ b) +30,1 kJ c) –60,2 kJ d) +688,7 kJ e) –688,7 kJ 19 -­‐ (UNIFOR CE) Dadas as equações termoquímicas: 2 H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l); ΔH = –571,5 kJ N2O5 (g) + H2O (l) → 2 HNO3 (l); ΔH = –76,6 kJ ½ N2(g) + 3/2 O2 (g) + ½ H2 (g) → HNO3 (l); ΔH = –174 kJ Assinale a alternativa com o valor da variação de entalpia, ΔH, para a reação: 2 N2 (g) + 5 O2 (g) → 2 N2O5 (g) a) – 36,7 kJ b) – 28,7 kJ c) + 36,7 kJ d) + 28,7 kJ e) + 38,3 kJ 20 -­‐ (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: 1
H2 (g) + O2 (g) → H2O (g) ΔHº = –242,0 kJ 2
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. 21 -­‐ (ESCS DF) Os carboidratos são a principal fonte de energia para o organismo humano. A reação global de conversão dos açúcares em energia pode ser representada pela equação abaixo. C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l) + energia A seguir, são mostradas as estruturas de cadeia aberta de dois importantes monossacarídeos. H
H
O
C
H
C
OH
C
O
HO
C
H
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
CH 2OH
CH 2OH
d-frutose d-glicose
As formas abertas dos monossacarídeos podem sofrer ciclização. A depender do lado em que ocorre o ataque nucleofílico da hidroxila sobre o carbono da carbonila, a ciclização resulta em dois isômeros diferentes, conforme exemplificado abaixo para a d-­‐glicose. H
CH2OH
O
OH
O
C
OH
OH
CH2OH
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
α-d-glicose
O
OH
OH
OH
OH
β-d-glicose
d-glicose
0
Entalpias padrão de formação (ΔH f) a 25 ºC composto ΔH 0 f (kJ/mol)
C 6 H12 O 6 (s)
− 1.271
CO 2 (g)
− 393,5
H 2 O(l)
− 285,8
Com base nas entalpias padrão de formação apresentadas na tabela acima, assinale a opção que corresponde ao valor da entalpia padrão de combustão da glicose a 25 ºC. a) b) c) d) –2.209 kJ/mol –2.604 kJ/mol –2.805 kJ/mol –1.508 kJ/mol GABARITO: 1) Gab: D 4) Gab: E 7) Gab: D 10) Gab: A 13) Gab: B 16) Gab: C 19) Gab: D 4
2) Gab: C 5) Gab: D 8) Gab: D 11) Gab: B 14) Gab: D 17) Gab: E 4
20) Gab: 4,35 × 10 kJ 3) Gab: A 6) Gab: A 9) Gab: B 12) Gab: D 15) Gab: A 18) Gab: B 21) Gab: C