Avaliação Quimica Geral Resolvida-2021 2

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CORNÉLIO PROCÓPIO Diretoria de Graduação e Educação Profissional Departamento de Ciências da Natureza PROF (A): Giselle de Assis Jacometti DATA:____________S:____ PROVA:_____ ALUNO (A):_________________________________RA: _______ NOTA:______ AVALIAÇÃO Valor da Avaliação 10,0 14 R R=0,715 Instruções: 1-Questões de assinalar somente serão aceitas com a devida resolução, como fórmulas, cálculos, etc... 2- Envio de respostas: Coloque apenas o número da questão, faça sua resolução manuscrita e detalhada e envie em um único arquivo pdf. 3- Coloque a simbologia de ligação iônica, covalente e covalente dativa da fórmula eletrônica como orientada nas aulas. 4- Nas questões de termodinâmica questões que tiverem sinal trocado serão consideradas erradas. NÃO SE ESQUEÇA DE COLOCAR A UNIDADE NA RESPOSTA FINAL. 1- Para a substância H2O dê sua fórmula eletrônica, estrutural (organizada de acordo com sua geometria), o nome da geometria, polaridade das ligações e da molécula. (Dados: números atômicos: H=1, O=8) (2R) 2- Para a mesma substância da questão 1, demonstre sua hibridização usando os orbitais para explicar o tipo de hibridização e como acontece. (2R) 3- Para a substância formada por H (Z=1) e Ba (Z=56) dê sua fórmula eletrônica e molecular. (1R) 4- Um calorímetro foi calibrado com um aquecedor elétrico, que forneceu 30,5 kJ de energia e aumentou a temperatura desse calorímetro e da água do banho de 25,5 oC para 27,7 oC. Qual a capacidade calorífica do calorímetro? (1R) 5-Um sistema se expande a uma pressão constante de 1 atm de 2 até 7 L enquanto absorve 24 kJ de calor. Quais são os valores de H e U para o processo? (1R) 6- São fornecidas as seguintes informações termodinâmicas: (3 R) (I) Fe2O3 (s) + 3 C(grafite)→ 2 Fe(s) + 3 CO(g) ∆H= 492,6 kJ (II) C(grafite) + O2(g)→ CO2(g) ∆H= -393,5 kJ (III) CO(g) + ½ O2(g)→ CO2(g) ∆H= -283,0 kJ Calcular: a) A variação de entalpia da reação padrão de formação do Fe2O3; b) Calcule a entropia da reação (III), sabendo que as entropias padrão molares de CO(g), O2(g) e CO2(g) são: 197,9 J/K.mol, 205,0 J/K.mol e 213,6 J/K.mol, respectivamente. c) Calcule a variação de Energia livre para a reação (III) a 25oC. Esta é uma reação espontânea? 7- O gás propano é um dos integrantes do GLP (gás liquefeito de petróleo) e, dessa forma, é um gás altamente inflamável. Abaixo está representada a equação química de combustão completa do gás propano. (1R) Na tabela, são fornecidos os valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão. Assim, qual a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de gás propano? 8- Considere os estudos cinéticos de uma reação química e julgue os itens abaixo: (2,5R) (1) Toda reação é produzida por colisões, mas nem toda colisão gera uma reação. (2) Uma colisão altamente energética pode produzir uma reação. (3) Toda colisão com orientação adequada produz uma reação. (4) A energia mínima para uma colisão efetiva é denominada energia da reação. (5) A diferença energética entre produtos e reagentes é denominada energia de ativação da reação. 9- Seja a reação: X → Y + Z. A variação na concentração de X em função do tempo é: A velocidade média da reação no intervalo de 3 a 5 minutos é: (0,5R) Formulário C=q/∆T w = - Pext.∆V ∆U= q + w ∆G = ∆H - T∆S ∆Hreação = Σ Hprodutos - Σ Hreagentes ∆Sreação = Σ Sprodutos - Σ Sreagentes Diagrama de Linus Pauling 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS CORNÉLIO PROCÓPIO Diretoria de Graduação e Educação Profissional Departamento de Ciências da Natureza PROF (A): Giselle de Assis Jacometti DATA:____________S:____ PROVA:_____ ALUNO (A):_________________________________RA: _______ NOTA:______ AVALIAÇÃO Valor da Avaliação 10,0 14 R R=0,715 Instruções: 1-Questões de assinalar somente serão aceitas com a devida resolução, como fórmulas, cálculos, etc... 2- Envio de respostas: Coloque apenas o número da questão, faça sua resolução manuscrita e detalhada e envie em um único arquivo pdf. 3- Coloque a simbologia de ligação iônica, covalente e covalente dativa da fórmula eletrônica como orientada nas aulas. 4- Nas questões de termodinâmica questões que tiverem sinal trocado serão consideradas erradas. NÃO SE ESQUEÇA DE COLOCAR A UNIDADE NA RESPOSTA FINAL. 1- Para a substância H2O dê sua fórmula eletrônica, estrutural (organizada de acordo com sua geometria), o nome da geometria, polaridade das ligações e da molécula. (Dados: números atômicos: H=1, O=8) (2R) 2- Para a mesma substância da questão 1, demonstre sua hibridização usando os orbitais para explicar o tipo de hibridização e como acontece. (2R) 3- Para a substância formada por H (Z=1) e Ba (Z=56) dê sua fórmula eletrônica e molecular. (1R) 4- Um calorímetro foi calibrado com um aquecedor elétrico, que forneceu 30,5 kJ de energia e aumentou a temperatura desse calorímetro e da água do banho de 25,5 oC para 27,7 oC. Qual a capacidade calorífica do calorímetro? (1R) C=q/∆T C=30,5 kJ/2,2 oC C=13,86 kJ/ oC ou 13,86 kJ/K 5-Um sistema se expande a uma pressão constante de 1 atm de 2 até 7 L enquanto absorve 24 kJ de calor. Quais são os valores de H e U para o processo? (1R) w= - Pext. ∆V w= - (1 atm. 5 L) w= - 5 L.atm x 101,325 = - 506,625 J ou - 0,506 kJ Sabendo H=q e portanto 24 kJ ∆U= q + w ∆U= 24 kJ - 0,506 kJ ∆U= 23,494 kJ 6- São fornecidas as seguintes informações termodinâmicas: (3 R) (I) Fe2O3 (s) + 3 C(grafite)→ 2 Fe(s) + 3 CO(g) ∆H= 492,6 kJ (II) C(grafite) + O2(g)→ CO2(g) ∆H= -393,5 kJ (III) CO(g) + ½ O2(g)→ CO2(g) ∆H= -283,0 kJ Calcular: a) A variação de entalpia da reação padrão de formação do Fe2O3; b) Calcule a entropia da reação (III), sabendo que as entropias padrão molares de CO(g), O2(g) e CO2(g) são: 197,9 J/K.mol, 205,0 J/K.mol e 213,6 J/K.mol, respectivamente. c) Calcule a variação de Energia livre para a reação (III) a 25oC. Esta é uma reação espontânea? a) I) 2 Fe(s) + 3 CO(g) → Fe2O3 (s) + 3 C(grafite) ∆H= - 492,6 kJ II) 3 C(grafite) + 3 O2(g)→ 3 CO2(g) ∆H= - 393,5 kJ x 3 = -1.180,5 III) 3 CO2(g)→ 3 CO(g) + 3/2 O2(g) ∆H= + 283,0 kJ x 3 = 849 2 Fe(s)+ 3/2 O2(g) → Fe2O3 (s) ∆H= - 824,1 kJ a) CO(g) + ½ O2(g)→ CO2(g) ∆Sreação = Σ Sprodutos - Σ Sreagentes ∆Sreação = 213,6 – 300,4 ∆Sreação = - 86,8 J/K.mol c) ∆G = ∆H - T∆S ∆G = (- 283.000J) – (298,15K)(- 86,8 J/K.mol) ∆G = (-283.000J)+25.879,42 ∆G = - 257.120,58 J ou - 257,12 kJ 7- O gás propano é um dos integrantes do GLP (gás liquefeito de petróleo) e, dessa forma, é um gás altamente inflamável. Abaixo está representada a equação química de combustão completa do gás propano. (1R) Na tabela, são fornecidos os valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão. Assim, qual a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de gás propano? Nos reagentes, teremos a seguinte energia: C3H8 = são 8 ligações C-H = 8 . 413 kJ = 3304 kJ e 2 ligações C-C = 2. 348 kJ = 696 kJ 5 O2 = são 5 ligações O=O = 5 . 498 kJ = 2490 kJ Total nos reagentes = 6490 kJ Nos produtos, teremos a seguinte energia: 3 CO2 = são 2 ligações C=O = 3 . 2 . 744 kJ = 4464 kJ 4 H2O = são 2 ligações O-H = 4 . 2 . 462 kJ = 3696 kJ Total nos produtos = 8160 kJ ΔH = ΣHreagentes - ΣHprodutos ΔH = 6490 kJ - 8160 kJ ΔH = -1670 kJ/mol 8- Considere os estudos cinéticos de uma reação química e julgue os itens abaixo: (2,5R) (1) Toda reação é produzida por colisões, mas nem toda colisão gera uma reação. (2) Uma colisão altamente energética pode produzir uma reação. (3) Toda colisão com orientação adequada produz uma reação. (4) A energia mínima para uma colisão efetiva é denominada energia da reação. (5) A diferença energética entre produtos e reagentes é denominada energia de ativação da reação. 1- Verdadeiro 2- Falso. Somente com colisões efetivas e energéticas. 3- Falso Verdadeiro se houver afinidade e energia suficiente. 4- Falsa. A energia mínima para uma colisão efetiva é denominada energia de ativação, e não energia de reação. Verdadeira 5- Falsa. A diferença energética entre produtos e reagentes é denominada entalpia da reação 9- Seja a reação: X → Y + Z. A variação na concentração de X em função do tempo é: A velocidade média da reação no intervalo de 3 a 5 minutos é: (0,5R) Formulário C=q/∆T w = - Pext.∆V ∆U= q + w ∆G = ∆H - T∆S ∆Hreação = Σ Hprodutos - Σ Hreagentes ∆Sreação = Σ Sprodutos - Σ Sreagentes Diagrama de Linus Pauling 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f14 5s2 5p6 5d10 5f14 6s2 6p6 6d10 7s2