Questão 2 - Colégio Cor Jesu

LISTA DE EXERCÍCIOS DO 3º ANO
NaOH à pressão constante, um aluno obteve
Questão 1
os seguintes resultados:
Em alguns fogos de artifício, alumínio
metálico em pó é queimado, libertando luz e
 Temperatura inicial da solução ácida:
calor. Esse fenômeno pode ser representado
25ºC.
como:
 Temperatura inicial da solução
alcalina: 25 ºC.
2 Al(S) + 3/2 O2 (G ) → Al2O3 (S)
 Temperatura após a mistura: 32 ºC.
 Massa aproximada da solução: 100
a) Qual o volume de O2 (G), nas
ºC.
condições normais de temperatura e
pressão, necessário para reagir com
Pergunta-se:
1,0 g do metal?
b) Qual a quantidade de calor à pressão
a) Qual a quantidade de calor liberado?
constante desprendida na reação de
b) Na reação de 1 mol de HCl com 1
1,0 g de alumínio?
mol de NaOH, qual a quantidade de
calor (em calorias) liberada?
Dados: Volume molar do gás ideal nas
c) A reação em questão pode ser
condições normais de temperatura e pressão
classificada como exotérmica ou
= 22,4 litros, M(Al) = 27 g/mol.
endotérmica?
Gabarito:
a) 0,62 L de gás oxigênio.
b) 30,6 kJ de energia liberada
Questão 2
(PUC – SP) Num calorímetro de gelo,
fizeram-se reagir 5,400 g de alumínio (Al) e
16,000 g de óxido férrico, Fe2O3. O
calorímetro continha, inicialmente, 8,000 Kg
de gelo e 8,000 Kg de água. A reação foi
iniciada mediante controle remoto. Ao final,
encontraram-se, no calorímetro, 7,746 Kg de
gelo e 8,254 Kg de água. Os produtos finais
da reação foram ferro e óxido de alumínio.
Sabendo-se que o valor do calor latente de
fusão do gelo é igual a 80 cal/g, pede-se:
a) A quantidade de calor liberada pela
reação nas condições acima.
b) A variação de entalpia por mol de
Fe2O3(S) que reage.
Dadas as massas molares: M(O) = 16 g/mol;
M(Al) = 27 g/mol e M(Fe) = 56 g/mol.
Gabarito:
a) Q = 20320 cal
b) 203200 cal liberados
Questão 3
Com o objetivo de determinar o calor de
reação entre 50 mL de uma solução 1 mol/L
de HCl e 50 mL de uma solução 1 mol/L de
Dados: calor específico da água: 1 cal/g.ºC.
M(H) = 1,0 g/mol, M(O) = 16,0 g/mol,
M(Na) = 23,0 g/mol e M(Cl) = 35,5 g/mol
Gabarito:
a) Q = 700 cal
b) 14400 cal
c) A reação é exotérmica porque o calor
foi liberado.
Questão 4
Dadas as seguintes equações, a 25 oC:
C(grafite) + 2 H2(g) + ½ O2(g) → CH3OH(l) +
238,6 kJ
CO2(g) → C(grafite) + O2(g) – 393,5 kJ
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) + 285,8 kJ
a) Calcule a entalpia de combustão
completa do metanol, a 25 oC.
b) Tal processo é endotérmico ou
exotérmico?
Gabarito:
a) ∆H = – 681,5 kJ
b) É exotérmica
Questão 5
Determine a entalpia de formação do ácido
clorídrico gasoso, segundo a reação
representada pela equação:
H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g)
(Unicamp) Quantidades diferentes de
entalpia são envolvidas na combustão do
etanol, C2H5OH, e etileno, C2H4, como
mostram as equações I e II:
I.
Dados:
II.
I.
II.
III.
H2(g) → 2 H(g) ∆H = 436 kJ/mol
Cl2(g) → 2 Cl(g) ∆H = 243 kJ/mol
HCl(g) → H(g) + Cl(g) ∆H = 431
kJ/mol
Indique todos os cálculos.
Gabarito: ∆H = – 183 kJ
Questão 6
(UnB) O calor liberado na queima de um
mol de uma substância combustível, em
condições estabelecidas, é chamado de calor
molar de combustão e a quantidade de calor
liberada por unidade de massa da substância
combustível é chamada de poder calorífico.
Analise os dados da tabela abaixo.
Substância
Hidrogênio
Butano
Calor molar de
combustão
(kJ/mol)
285,5
2878,6
Poder
calorífico
(kJ/Kg)
142750
49631
Julgue os itens.
(1) Na combustão de 1 kg de butano, é
obtida um quantidade de calor menor
do que na combustão de 1kg de gás
hidrogênio (H2).
(2) O gás hidrogênio (H2) não é
considerado um bom combustível em
função do seu poder calorífico.
(3) Na combustão dessas substancias, a
energia liberada na formação das
ligações dos produtos é menor que a
energia absorvida na ruptura das
ligações dos reagentes.
(4) A soma das energias de ligação do
butano é maior do que a do
hidrogênio.
Gabarito: C, E, E, C
Questão 7
1 C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g)
+ 3 H2O(l) ∆H = – 1368 kJ/mol de
etanol
C2H4(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 2
H2O(l) ∆H = – 1410 kJ/mol de
etileno
Sob condições adequadas, é possível obter
etanol a partir da reação representada pela
equação III.
III.
C2H4(g) + H2O(l) → C2H5OH(l)
a) Qual a variação de entalpia
envolvida por mol de C2H4
consumido na reação III?
b) Sabendo-se que a entalpia de
formação da H2O(l) é – 286 kJ/mol e
que a do C2H4(g) é 52 kJ/mol, calcule
a entalpia de formação por mol de
C2H5OH(l).
Gabarito: a) ∆H = – 42 kJ/mol
b) ∆H = – 276 kJ/mol
Questão 8
Julgue os itens a seguir.
(1) Considere a reação CaCO3 (S) →
CaO(S) + CO2(g) e a tabela abaixo
Substância
CaCO3 (S)
CaO(S)
CO2(g)
Entalpia de formação
(kJ/mol, a 25 ºC e 1 atm )
– 1207,0
– 635,5
– 393,5
A partir desses dados, é correto afirmar que
o gráfico a seguir representa adequadamente
o aspecto energético da reação apresentada.
(2) A molécula CO3-2 tem geometria
piramidal.
(3) O raio atômico do cálcio é menor
que o do magnésio.
Gabarito: E, E, E.
Questão 9
A tabela abaixo, em que C6H12O6 representa
a glicose, mostra valores de entalpia de
formação de diversas substâncias. Com base
nesses dados, calcule, em kJ, a entalpia de
combustão de 90,0774 g de glicose, a 25 ºC.
Multiplique o valor obtido por – 100. Para a
marcação na folha de resposta, despreze a
parte fracionária do resultado final obtido,
após efetuar todos os cálculos solicitados.
Substância
C6H12O6
CO2
H2O
O2
Entalpia de formação
(kJ/mol) a 25 ºC
– 4073,23
– 393,51
– 285,83
0,00
por dez e despreze a parte fracionária do seu
resultado, caso exista.
Gabarito: 166
Questão 11
Um motorista de táxi afirmou gastar em seu
carro 10 litros de gasolina por dia.
Admitindo-se combustão total e que a
gasolina utilizada possui fórmula C8H18,
quantas calorias são liberadas diariamente
por essa quantidade de combustível?
Dados: a massa de um litro de gasolina é
igual a 7,3 x 102g; o calor de combustão da
gasolina é igual a 10,5 kcal/g.
a) 5,7 x 104 kcal.
b) 6,7 x 103 kcal.
c) 1,5 x 106 kcal.
d) 3,0 x 103 kcal.
e) 7,6 x 104 kcal.
Gabarito: Letra A
Dados: M(H) = 1,0079g/mol; M(C) =
12,011g/mol e M(O) = 15,999g/mol.
Gabarito: 140
Questão 10
Cerca de 90% do ácido nítrico, principal
matéria–prima dos adubos à base de nitratos,
são obtidos pela reação de oxidação da
amônia pelo O2, em presença de catalisador
– platina com 5% a 10% de paládio ou de
ródio (ou de ambos) – a uma temperatura de
950oC. A reação é representada pela
equação:
6 NH3(g) + 9 O2(g)  2 HNO3(g) + 4 NO(g) + 8 H2O(g)
Questão 12
A combustão completa do butano pode ser
representada por: 1 C4H10(g) + 13/2 O2(g) → 4
CO2(g) + 5 H2O(g). Considerando-se o butano,
C4H10, como componente majoritário do gás
de cozinha, GLP, e utilizando-se os
seguintes dados para entalpias padrão de
formação:
4 C + 5 H2(g) → 1 C4H10(g)
1 C + 1 O2(g) → 1 CO2(g)
1 H2(g) ½ O2(g) → 1 H2O(g)
∆H0 = – 125 kJ
∆H0 = – 394 kJ
∆H0 = – 242 kJ
Obtêm-se, para o calor de combustão do
butano, em kJ/mol:
Essa reação ocorre nas seguintes etapas:
I– 6NH3(g) + 15/2O2(g)  6NO(g) + 9H2O(g)
1359 kJ
II – 3 NO(g) + 3/2 O2(g)  3 NO2(g)
H = -
H = - 170 kJ
III– 3NO2(g) + H2O(g)  2HNO3(g) + NO(g)
135 kJ
H = -
Com base nas informações relativas às três
etapas envolvidas na produção de ácido
nítrico, calcule, em quilojoules, a variação
de entalpia correspondente à síntese de um
mol desse ácido. Divida o valor calculado
a) – 2911
b) – 2661
c) – 1693
d) – 1479
e) – 761
Gabarito: Letra B
Questão 13
(UnB – 1º/99)Em geral, as reações químicas
que provocam a liberação de grande
quantidade de calor tem uso potencial como
combustível. Esse é o caso da combustão do
hidrogênio, que possui também a vantagem
de não ser poluente.
Em um determinado tipo de doce
diet, existe 0,10 g de lipídios para casa 100 g
de doce. Considere que esses lipídios sejam
todos representados pela tripalmitina (M =
800 g/mol) e que essa será queimada no
organismo segundo a equação abaixo.
Calcule, em quilocalorias, a energia que
será produzida pelo consumo de 1 kg desse
doce, desprezando a parte fracionária de seu
resultado, caso exista.
Gabarito: 006
Sabendo que variação de entalpia é o calor
liberado ou absorvido em uma reação
química sob
pressão constante, é
considerado o diagrama acima, no qual os
coeficientes
das
equações
químicas
apresentadas referem – se à quantidade de
matéria, julgue os itens a seguir.
(1) Apesar de a reação de combustão do
hidrogênio liberar grande quantidade
de
energia,
a
indústria
automobilística não o utiliza como
combustível porque os produtos
provenientes de sua combustão são
muito tóxicos ao ser humano.
(2) A reação apresentada por 2H(g) +
½O2(g)  2H(g) + O(g) absorve 59.200
cal.
(3) A energia medida necessária para
romper 1 mol de ligações O – H é
igual a 110,6 Kcal.
(4) Utilizando a lei de Hess, conclui – se
que a formação de 1 mol de O2
gasoso libera 118,4 Kcal.
(5) O processo de quebra da ligação
absorve energia.
Gabarito: E, C, C, C, C
Questão 14
Questão 15
Suponha que o trabalho realizado por
um motor de combustão interna a gasolina,
em um ciclo, seja igual a 0,5 Kcal e que a
gasolina seja constituída pelo hidrocarboneto
C9H20, que possui calor de combustão de
1.500 Kcal/mol. Considere, ainda, que a
densidade da gasolina seja de 0,8 g/mL e
que o rendimento desse motor seja de 30%.
Sabendo que M(C9H20) = 128 g/mol, calcule
o número de ciclos que o motor pode
realizar com 480 mL de gasolina. Divida o
valor calculado por 100 e despreze a parte
fracionária de seu resultado, caso exista.
Gabarito: 027
Questão 16
Por “energia de ligação” entende-se a
variação de entalpia, H, necessária para
quebrar um mol de uma dada ligação. Esse
processo é sempre endotérmico, H>0.
Assim, no processo representado pela
equação:
CH4(g)  1C(g) + 4 H(g)
kJ/mol,
H = + 1663
São quebrados 4 mols de ligação C – H,
sendo a energia de ligação, portanto 416
kJ/mol.
Sabendo-se que no processo:
C2H6(g)  2C(g) + 6H(g)
kJ/mol,
H = + 2826
São quebradas ligações C – C e C – H, qual
o valor da energia de ligação C – C?
Gabarito: 330 kJ/mol
Questão 17
A combustão do metanol, CH4O(l), e a do
etanol, C2H6O(l), podem ser representadas
pelas equações:
1 CH4O(l) + 3/2 O2(g)  1 CO2(g) + 2 H2O(g)
H = – 671 kJ/mol
1 C2H6O(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(g)
H = – 1.327 kJ/mol
Sabe–se que as densidades desses
dois líquidos são praticamente iguais. Na
combustão de um mesmo volume de cada
um, qual libertará mais calor? Indique como
resposta o que libera mais calor, divida por
10 o resultado e despreze a parte fracionária,
caso exista.
Dados: massas molares do metanol = 32
g/mol e do etanol = 46 g/mol.
por 10 e despreze a parte fracionária de seu
resultado, caso exista.
Gabarito: 024
Questão 19
Uma aplicação prática importante da
Termoquímica é a determinação da energia
liberada nas reações de combustão. Uma
fração da energia que o mundo utiliza vem
da combustão do gás natural que é formado
de metano, principalmente, mais etano e,
ainda, em menor proporção, propano e
butano. A reação principal do gás natural é,
portanto a combustão do metano:
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
A tabela a seguir fornece valores
aproximados da entalpia padrão de
combustão:
Substância
Fase
C(grafite)
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
H2
Sólido
Gás
Gás
Gás
Gás
Gás
Entalpia padrão de
combustão (kJ/mol)
– 394
– 889
– 1560
– 2220
– 2878
– 289
Gabarito: O etanol libera maior quantidade
de energia que o metanol, respectivamente:
923 kJ/32g e 671 kJ/32g.
Questão 18
O hidrogênio é uma matéria – prima gasosa
importante nas indústrias químicas e de
petróleo. Um dos processos utilizados
industrialmente para a sua obtenção é a
eletrólise de água alcalinizada, que fornece
hidrogênio de elevada pureza, podendo ser
representado pela decomposição da água
líquida, conforme a equação abaixo, cuja
variação de entalpia corresponde a +571,6
KJ, a 25oC e 1 atm.
Calcule a variação da entalpia padrão, em
kJ/mol da reação:
2H2O(L)  2H2(g) + O2(g)
Calcule a entalpia (em kcal/mol) da reação
de combustão do metano.
Sabendo que o calor de vaporização para a
água, H2O(L)  H2O(g), é +44 KJ/mol, a
25oC e 1 atm, calcule, em KJ/mol, o valor
da variação de entalpia para a produção de
gás hidrogênio a partir da decomposição de
água no estado gasoso, à mesma temperatura
e à mesma pressão. Divida o valor calculado
C(grafite) + 2 H2(g) → CH4(g)
Gabarito: H = + 77 kJ/mol
Questão 20
Dadas as variações de entalpia de formação
para as substâncias:
Substâncias
H of (kcal/mol)
CH4(g)
CO2(g)
H2O(l)
– 17,9
– 94,0
– 68,3
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
Gabarito: H = – 212,7