Exercícios Usp - Termoquímica 1

Grupo Exatas www.grupoexatas.com.br www.grupoexatas.com.br grupoexatas.wordpress.com Termoquímica Exercícios Objetivos 1. (2000) Com base nos dados da tabela, Ligação Energia de ligação (kJ/mol) H-H 436 Cl-Cl 243 H-Cl 432 pode-se estimar que o ΔH da reação represen- tada por H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g), dado em kJ por mol de HCl(g), é igual a: (a) -92,5 (d) +185 (b) -185 (e) +92,5 (c) -247 2. (2002) Considere as reações de oxidação dos elementos Al, Mg e Si representadas pelas equações abaixo e o calor liberado por mol de O2 consumido. 4/3Al + O2 → 2/3Al2O3ΔH = –1120kJ/moldeO2 2Mg + O2 → 2MgOΔH = –1200kJ/moldeO2 Si + O2 → SiO2ΔH = –910kJ/moldeO2 Em reações iniciadas por aquecimento, den- tre esses elementos, aquele que reduz dois dos óxidos apresentados e aquele que reduz apenas um deles, em reações exotérmicas, são, respec- tivamente, (a) Mg e Si (d) Si e Mg (b) Mg e Al (e) Si e Al (c) Al e Si 3. (2002) Buscando processos que permitam o de- senvolvimento sustentável, cientistas imagina- ram um procedimento no qual a energia solar seria utilizada para formar substâncias que, ao reagirem, liberariam energia: Professor a: Kelly Galhardo FU VEST Contato: spexatas@gmail.com Considere as seguintes reações (I)2H2 + 2CO → CH4 + CO2 (II)CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO e as energias médias de ligação: H – H 4,42●102kJ/mol C ≡ O(CO) 11,82●102kJ/mol C = O(CO2) 8,01●102kJ/mol C – H 4,12●102kJ/mol A associação correta que ilustra tal processo é Reação que Conteúdo de D Conteúdo de E ocorre em B (a) I CH4 + CO2 CO (b) II CH4 + CO2 H2 + CO (c) I H2 + CO CH4 + CO2 (d) II H2 + CO CH4 + CO2 (e) I CH4 CO 4. (2005) Os hidrocarbonetos isômeros antraceno e fenantreno diferem em suas entalpias (ener- gias). Esta diferença de entalpia pode ser cal- culada, medindo-se o calor de combustão to- tal desses compostos em idênticas condições de pressão e temperatura. Para o antraceno, há liberação de 7060 kJ/mol e para o fenantreno, há liberação de 7040 kJ/mol. Sendo assim, para 10 mols de cada composto, a diferença de entalpia é igual a (a) 20 kJ, sendo o antraceno o mais energético. (b) 20 kJ, sendo o fenantreno o mais energético. (c) 200 kJ, sendo o antraceno o mais energético. (d) 200 kJ, sendo o fenantreno o mais energético. (e) 2000 kJ, sendo o antraceno o mais energético. 5. (2006) As reações, em fase gasosa, represen- tadas pelas equações I, II e III, liberam, respec- tivamente, as quantidades de calor Q1J, Q2J e Q3J, sendo Q3 > Q2 > Q1. (I)2NH3 + 5/2O2 → 2NO + 3H2O ΔH3 = -Q1J (II)2NH3 + 7/2O2 → 2NO2 + 3H2O ΔH2 = -Q2J (III)2NH3 + 4/2O2 → N2O5 + 3H2O ΔH3 = -Q3J Grupo Exatas www.grupoexatas.com.br www.grupoexatas.com.br grupoexatas.wordpress.com Termoquímica Assi m sendo, a reação representada por (IV)N2O5 → 2NO2 + 1/2O2 ΔH4 será (a) exotérmica, com ΔH4 = (Q3 – Q1)J (b) endotérmica, com ΔH4 = (Q2 – Q1)J (c) exotérmica, com ΔH4 = (Q2 – Q3)J (d) endotérmica, com ΔH4 = (Q3 – Q2)J (e) exotérmica, com ΔH4 = (Q1 – Q2)J 6. (2006) Com a chegada dos carros com motor Flex, que funcionam tanto com álcool quanto com gasolina, é importante comparar o preço do litro de cada um desses combustíveis. Suppondo- se que a gasolina seja octano puro e o álcool, etanol anidro, as transformações que produzem energia podem ser representadas por C8H18(l) + 25/2O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g) ΔH = +5100kJ C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) ΔH = +1200kJ Considere que, para o mesmo percurso, idêntica quantidade de energia seja gasta no motor Flex, quer se use gasolina, quer se use álcool. Nesse contexto, será indiferente, em termos econômicos, usar álcool ou gasolina se o quo- ciente entre o preço do litro de álcool e do litro de gasolina for igual a (a) 1/2 (d) 4/5 (b) 2/3 (e) 5/6 (c) 3/4 Dados: Octano: Massa molar = 114 g/mol, Densidade = 0,70 g/mL Etanol: Massa molar = 46 g/mol, Densidade = 0,80 g/mL 7. (2007) A dissolução de um sal em água pode ocorrer com libertação de calor, absorção de ca- lor ou sem efeito térmico. Conhecidos os calores envolvidos nas trans- formações, mostrados no diagrama que segue, é possível calcular o calor da dissolução de cloreto de sódio sólido em água, produzindo Na+(aq) e Cl-(aq) : NA+ + Cl- NaCl (s) dissolução +766 kJ/mol -760 kJ/mol Com os dados fornecidos, pode-se afirmar que a dissolução de 1 mol desse sal (a) é acentuadamente exotérmica, envolvendo cerca de 103 kJ. (b) é acentuadamente endotérmica, envol- vendo cerca de 103 kJ. (c) ocorre sem troca de calor. (d) é pouco exotérmica, envolvendo menos de 10 kJ. (e) é pouco endotérmica, envolvendo menos de 10 kJ. 8. (2008) Pode-se calcular a entalpia molar de vi- poração do etanol a partir das entalpias das reações de combustão representadas por C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)ΔH1 C2H5OH(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)ΔH2 Para isso, basta que se conheça, também, a en- talpia molar de (a) vaporização da água. (b) sublimação do dióxido de carbono. (c) formação da água líquida. (d) formação do etanol líquido. (e) formação do dióxido de carbono gasoso. 9. (2010) O "besouro bombardeiro" espanta seus predadores, expelindo uma solução quente. Quando ameaçado, em seu organismo ocorre a mistura de pequenas quantidades de hidroquinona, peróxido de hidrogênio e enzimas, que promo- vem uma reação exotérmica, representada por: C6H4(OH)2(aq) + H2O2(aq) —enzimas-- C6H4O2(aq) + 2H2O(l) O calor envolvido nessa transformação pode ser Professor a: Kelly Galhardo FU VEST Contato: spexatas@gmail.com Grupo Exatas www.grupoexatas.com.br www.grupoexatas.com.br grupoexatas.wordpress.com Termoquímica calculado, considerando-se os processos: C6H4(OH)2(aq) → C6H4O2(aq) + H2(g) ΔH° = +177kJ/mol H2O(l) + 1/2O2(g) → H2O2(aq) ΔH° = +95kJ/mol H2O(l) → 1/2O2(g) + H2(g) ΔH° = +286kJ/mol Assim sendo, o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro é (a) -558 kJ/mol (d) +558 kJ/mol (b) -204 kJ/mol (e) +585 kJ/mol (c) +177 kJ/mol 10. (2012) Em cadeias carbônicas, dois átomos de carbono podem formar ligação simples (C – C), dupla (C = C) ou tripla (C ≡ C). Considere que, para uma ligação simples, a distância média de ligação entre os dois átomos de car- bono é de 0,154 nm, e a energia média de ligação é de 348 kJ/mol. Assim, a distância média de ligação (d) e a energia média de ligação (E), associadas à ligação dupla (C = C), devem ser, respectivamen- te, (a) d < 0,154 nm e E > 348 kJ/mol. (b) d < 0,154 nm e E < 348 kJ/mol. (c) d = 0,154 nm e E = 348 kJ/mol. (d) d > 0,154 nm e E > 348 kJ/mol. (e) d > 0,154 nm e E > 348 kJ/mol. 11. (2012) O monóxido de nitrogênio (NO) pode ser produzido diretamente a partir de dois ga- ses que são os principais constituintes do ar at- mosférico, por meio da reação representada por N2(g) + O2(g) → 2NO(g) ΔH = +180kJ O NO pode ser oxidado, formando o dióxido de nitrogênio (NO2), um poluente atmosférico produzido nos motores a explosão: 2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g) ΔH = –114kJ Tal poluente pode ser decomposto nos gases N2 e O2: 2NO2(g) → N2(g) + 2O2(g) Essa última transformação (a) libera quantidade de energia maior do que 114 kJ. (b) libera quantidade de energia menor do que 114 kJ. (c) absorve quantidade de energia maior do que 114 kJ. (d) absorve quantidade de energia menor do que 114 kJ. (e) ocorre sem que haja liberação ou absorção de energia. 12. (2013) A partir de considerações teóricas, foi feita uma estimativa do poder calorífico (isto é, da quantidade de calor liberada na combustão completa de 1 kg de combustível) de grande número de hidrocarbonetos. Dessa maneira, foi obtido o seguinte gráfico de valores teóricos: Gráfico C/hi dr com 10 9 8 7 6 5 4 3 2 m/cmposito 10 12 4 6 data de carbono/massa de hidrogênio na combustão do hidrocarboneto CH4 (b) C2H4 (c) CH3OH Com base no gráfico, um hidrocarboneto que libera 10.700 kcal/kg em sua combustão com- pleta pode ser representado pela fórmula (a) CH4 (d) C5H8 (b) C2H4 (e) C6H6 (c) C4H10 Dados: Massas molares (g/mol): C = 12,0 e H = 1,00 13. (2016) O biogás pode substituir a gasolina na geração de energia. Sabe-se que 60%, em volume, do biogás são constituídos de me- tano, cuja combustão completa libera cerca de 900kJ/mol. Uma usina produtora gera 2.000 litros de biogás por dia. Para produzir a mesma quantidade de energia liberada pela queima de todo o metano contido nesse volume de biogás, será necessária a seguinte quantidade aproximada (em litros) de gasolina: Professor a: Kelly Galhardo FU VEST Contato: spexatas@gmail.com Grupo Exatas www.grupoexatas.com.br www.grupoexatas.com.br grupoexatas.wordpress.com Termoquímica (a) 0,7 (b) 1,0 (c) 1,7 (d) 3,3 (e) 4,5 Note e adote: - Volume molar nas condições de produção de biogás: 24L/mol. - Energia liberada na combustão completa da gasolina: 4,5 x 104kJ/L. 14. (2016) Uma dieta de emagrecimento atribui a cada alimento um certo número de pontos, que equivale ao valor calórico do alimento ao ser ingerido. Assim, por exemplo, as combinações abaixo somam, cada uma, 85 pontos: • 4 colheres de arroz + 2 colheres de azeite + 1 fatia de queijo branco. • 1 colher de arroz + 1 bife + 2 fatias de queijo branco. • 4 colheres de arroz + 1 colher de azeite + 2 fatias de queijo branco. • 4 colheres de arroz + 1 bife. Note e adote: Massa de alimento (g) | 1 colher | 1 colher | 1 bife de arroz de azeite 20 5 100 % de umidade + macronutriente 25 100 40 minoritário + % de macronutriente majoritário São macronutrientes as proteínas, os carboidratos e os lipídios. Com base nas informações fornecidas, e na composição nutricional dos alimentos, considere as seguintes afirmações: (I) A pontuação de um bife de 100g é 45. (II) O macronutriente presente em maior quantidade no arroz são os carboidratos. (III) Para uma mesma massa de lipídeo de origem vegetal e de carboidrato, a razão número de pontos do lipídeo número de pontos do carboidrato é 1,5. É correto o que se afirma em (a) I, apenas. (b) II, apenas. (c) I e II, apenas. (d) II e III, apenas. (e) I, II e III. Professora: Kelly Galhardo FUVEST contato: spexatas@gmail.com Grupo Exatas www.grupoexatas.com.br www.grupoexatas.com.br grupoexatas.wordpress.com Termoquímica Gabarito (1) A (4) C (7) E (10) A (13) B (2) B (5) D (8) A (11) B (3) B (6) B (9) B (12) B (14) E Professora: Kelly Galhardo FUVEST contato: spexatas@gmail.com