1 3 - Lista de exercícios Entalpia (ΔΗ) 1) Sob certas circunstâncias

Profa. Marcia Margarete Meier
Disciplina FIQ1001
3 - Lista de exercícios – Entalpia (∆H)
1) Sob certas circunstâncias, como em locais sem acesso a outras técnicas de soldagem,
pode-se utilizar a reação entre alumínio (Al) pulverizado e óxido de ferro (Fe2O3) para
soldar trilhos de aço, visto que uma grande quantidade de energia é liberada nesta
reação química. Usando as entalpias de formação (∆Hf), calcule a variação da entalpia
padrão para a reação (∆Hr) da termita:
2Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + 2Fe(s)
∆Hr=..................
Dado:
∆Hf Al2O3= -1.669,8 kJ/mol
∆Hf Fe2O3= -822,2 kJ/mol
Resposta: -847,6 kJ
1)
A nitroglicerina é um potente explosivo, liberando quadro gases diferentes quando
detonada:
C3H5(NO3)3(l) → N2(g) + O2(g) + CO2(g) + H2O(g)
(Não balanceada)
a)
Dada a entalpia de formação da nitroglicerina, ∆Hf = -364 kJ/mol, calcule a energia
(variação da entalpia da reação) liberada por esta reação. Consulte tabela de entalpia para
buscar os valores de ∆Hf dos demais reagentes.
Resposta: -2.842 kJ
Calcule a energia liberada quando 10,0 g de nitroglicerina são detonadas. Resposta: -62,7kJ
2) B2H6 é um hidreto de boro altamente reativo, considerado no passado um importante
combustível no programa espacial americano. Calcule ∆Hr para a síntese do B2H6 a partir
das reações químicas 1, 2, 3 e 4:
Reação de síntese:
B(s) + H2(g) → B2H6(g) (Não balanceada)
2B(s) + 3/2O2(g) → B2O3(s)
∆Hr = -1.273 kJ
(1)
B2H6 (g) +3O2(g) → B2O3(s) + 3H2O(g)
∆Hr = -2.035kJ
(2)
H2 (g) +1/2O2(g) → H2O(l)
∆Hr = - 286 kJ
(3)
H2O(l)
∆Hr = + 44kJ
(4)
→
H2O(g)
Resposta: 36 kJ
3) Considere a seguinte reação:
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
∆H = -1.204 kJ
a) A reação é endotérmica ou exotérmica?
b) Calcule a quantidade de calor transferida quando 2,4 g de Mg(s) reage a pressão
constante.
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c) quantos gramas de MgO são produzidos durante uma variação de entalpia de 96,0
kJ?
d) Quantos quilojoules de calor são absorvidos quando 7,50g de MgO(s) se
decompõem em Mg(s) e O2(g) a pressão constante?
Respostas: (a) Exotérmica (b) –59 kJ de calor transferido (c) 6,43 g de MgO produzidos
(d) +112 kJ de calor absorvido.
4) A partir das entalpias de reação:
H2(g) + F2(g) → 2HF (g) ∆H = -537kJ
C(s) + 2F2(g) → CF4(g) ∆H = -680 kJ
2C(s) + 2H2(g) → C2H4(g) ∆H = +52,3 kJ
Calcule o ∆H para a reação do etileno com F2, conforme abaixo. Esta reação será
endotérmica ou exotérmica?
C2H4(g) + 6F2(g) → 2CF4(g) + 4HF(g)
Resposta: ∆H= –2,49 x 103 kJ
5) Considere as reações termoquímicas abaixo:
Fe2O3(s) → 2Fe(s) + 3/2O2(g) ∆Hf = -826 kJ/mol
SO3(l) → S(s) + 3/2O2(g) ∆Hf = -438 kJ/mol
2Fe(s) + 3S(s) + 6O2(g) → Fe2(SO4)3(s) ∆Hf = -2583 kJ/mol
Qual será a entalpia da reação abaixo considerando duas estratégias de cálculo a) Usando a Lei
de Hess; b) usando a relação que ∆Hreação =∑∆Hf (produtos) - ∑∆Hf (reagentes).
Fe2O3(s) + 3SO3(l) → Fe2(SO4)3(s)
∆Hreação ..........................
Resposta: igual para as duas estratégias, -443 kJ
6) A oxidação da glicose, C6H12O6, é um processo metabólico básico em toda a vida. Ela
ocorre nas células, por meio de uma série complexa de reações catalisadas por enzimas. A
reação total é:
C6H12O6 (s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)
Ao consultar uma tabela de entalpias de formação-padrão encontraram-se os seguintes
valores: ∆Hf C6H12O6 (s) = -1277 kJ/mol; ∆Hf CO2 (g) = -393,51 kJ/mol e; ∆Hf H2O(l) = -285,83
kJ/mol. Determine: a) o calor envolvido na reação acima; b) é uma reação endo ou
exotérmica? C) qual será o valor envolvido quando 1kg de glicose reage?
Respostas; a) -2799 kJ; b) exotérmico; c) -15.590 kJ
7) O nadador Michael Phelps surgiu na Olimpíada de Beijing como um verdadeiro fenômeno,
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tanto pelo seu desempenho quanto pelo seu consumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere
uma quantidade diária de alimentos capaz de lhe oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto disto
é assimilado, ou não, é uma incógnita. Só no almoço, ele ingere um pacote de macarrão de 500
gramas, além de acompanhamentos. a) Suponha que o macarrão seja constituído
essencialmente de glicose (C6H12O6), e que, no metabolismo, toda essa glicose seja
transformada em dióxido de carbono e água. Considerando-se apenas o metabolismo do
macarrão diário, qual é a contribuição do nadador para o efeito estufa, em gramas de dióxido
de carbono?
b) Qual é a quantidade de energia, em kJ, associada à combustão completa e total do
macarrão (glicose) ingerido diariamente pelo nadador?
(Dados de entalpia de formação em kJ/mol: glicose= -1.274, água= -242, dióxido de carbono = 394).
Resposta: a) 733 g de CO2; b) 7061 kJ;
8) O “besouro bombardeiro” espanta seus predadores, expelindo uma solução quente.
Quando ameaçado, em seu organismo ocorre a mistura de soluções aquosas de
hidroquinona, peróxido de hidrogênio e enzimas, que promovem uma reação exotérmica,
representada por:
O
calor envolvido nessa transformação pode ser calculado, considerando-se os processos:
Assim sendo, qual é o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro?
Resposta: - 204 kJ.mol-1
9) Quando se utiliza um biossistema integrado numa propriedade agrícola, a biodigestão é
um dos processos essenciais desse conjunto. O biodigestor consiste de um tanque,
protegido do contato com o ar atmosférico, onde a matéria orgânica de efluentes,
principalmente fezes animais e humanas, é metabolizada por bactérias. Um dos
subprodutos obtidos nesse processo é o gás metano, que pode ser utilizado na obtenção
de energia em queimadores. A parte sólida e líquida que sobra é transformada em
fertilizante. Dessa forma, faz-se o devido tratamento dos efluentes e ainda se obtêm
subprodutos com valor agregado.
Sabe-se que a entalpia molar de combustão do metano é de – 803 kJ/mol; que a entalpia
molar de formação desse mesmo gás é de – 75 kJ/mol; que a entalpia molar de formação
do CO2 é de – 394 kJ/mol. A partir dessas informações, calcule a entalpia molar de
formação da água nessas mesmas condições.
Resposta: -242 kJ/mol de água
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