Termoquímica - Exercícios de Termoquímica

EXERCÍCIOS DE TERMOQUÍMICA

Os processos físicos e químicos, ao se realizarem, envolvem a transferência de energia. Esta pode ser medida a volume constante ou à pressão constante e recebe, respectivamente, as denominações de variação de energia interna e de variação de entalpia.

1. À pressão constante de 1,00 Å 105 N/m2 e temperatura de 100°C, 1 cm3 de água líquida, correspondente a 0,96 g, transforma-se em 1 671 cm3 de vapor. Se o calor latente de vaporização da água é igual a 539 cal/g, o trabalho realizado durante a vaporização e a variação de energia interna são, em cal, respectivamente:

a) 167 e 350 d) 40 e 557

b) 40 e 477 e) 167 e 2 161

c) 167 e 557

Dado: 1 J = N Å m; 1 cal = 4,18 J

2. Quando colocamos água num jarro de barro, ela atravessa suas paredes e, chegando à superfície externa, evapora-se lentamente. Com isso a água restante diminui de temperatura, mantendo-se fresca em temperatura menor que a do ambiente. Para explicar esse fato, podemos dizer que: “A água que evapora”

a) deixa mais concentrada a solução restante”.

b) se liquefaz umedecendo as paredes do jarro de barro”.

c) deixa a solução restante com menor temperatura de solidificação”.

d) posteriormente se liquefaz e, ao liberar calor, eleva a temperatura do meio ambiente”.

e) rouba calor do jarro de barro e da água restante”.

• As energias gastas pelos seres humanos nas suas atividades diárias provêm das reações de combustão que ocorrem no organismo. Uma dieta balanceada deve levar em conta diversos fatores, um deles, a reposição dos gastos energéticos.

3. Um ciclista, pedalando durante 1 hora, gasta 450 kcal acima de suas necessidades metabólicas normais. A massa de sacarose (massa molar = 342 g/mol) que esse ciclista deve ingerir para obter a energia necessária para pedalar durante 1 hora é:

a) 11,4 g d) 342 g

b) 34,2 g e) 1 026 g

c) 114 g

(Calor de combustão da sacarose = 1 350 kcal/mol)

• A reação de neutralização, envolvendo um ácido e uma base, é exotérmica. Quando 1 mol de H1+ reage com 1 mol de OH1_, a quantidade de calor liberada é 13,8 kcal.

4. Na adição de 100 mL de solução 0,2 mol/L de HCL(aq) e 100 mL de solução 0,1 mol/L de NaOH(aq), processa-se a neutralização e a quantidade de calor liberada, em cal, é igual a:

a) 138 d) 2 760

b) 276 e) 13 800

c) 1 380

• A temperatura interna num alto-forno é muito alta. Ela é mantida graças às paredes de tijolos refratários que o revestem internamente e à quantidade de calor fornecida por reações exotérmicas. Uma das reações que se processa num alto-forno consiste na redução do óxido férrico, constituinte principal da hematita, usando como redutor o monóxido de carbono.

5. Se a principal reação que ocorre no alto-forno for realizada nas condições ambientes Fe2O3(s) + 3 CO(g) ¾¾® 2 Fe(s) + 3 CO2(g) e se forem conhecidas as entalpias de formação de

Fe2O3(s):_821,4 kJ/mol

CO(g):_110,4 kJ/mol

CO2(g):_393,3 kJ/mol pode-se dizer que a variação de entalpia da reação acima representada, em kJ, é:

a) +27,3 b) _27,3 c) +538,5 d) _538,5 e) +821,4

• O acetileno (C2H2) é um dos mais importantes compostos orgânicos, pois a partir dele podem-se obter diversas substâncias, como benzeno (C6H6), álcool etílico (C2H6O) e etano (C2H6).

6. A obtenção do etano a partir do acetileno ocorre por meio da hidrogenação desse composto:

C2H2(g) + 2 H2(g) ¾¾® C2H6(g)

Conhecidas as entalpias de combustão de

C2H2(g):_310,6 kcal/mol

H2(g):_68,3 kcal/mol

C2H6(g):_372,8 kcal/mol pode-se dizer que a variação de entalpia da reação acima representada, em kcal, é:

a) +62,2 b) _62,2 c) +74,4 d) _74,4 e) +372,8

• A definição de entalpia de formação leva em consideração a variação de entalpia na reação de formação da substância a partir de seus constituintes elementares, podendo ser positiva ou negativa. Entretanto, a definição de energia de ligação leva em consideração a variação de entalpia na ruptura da ligação e não na formação, produzindo átomos gasosos. Nesse caso, ela é sempre positiva, pois a ruptura de ligações é sempre um processo endotérmico.

7. Conhecidas as energias de ligação

H 4 Br: 366,1 kJ/mol

CL 4 CL: 242,0 kJ/mol

H 4 CL: 431,8 kJ/mol

Br 4 Br: 192,7 kJ/mol a variaçãode entalpia, em kJ, da reação

2 HBr(g) + CL2(g) ¾¾® 2 HCL(g) + Br2(g) é:

a) _82,1 b) +82,1 c) _131,4 d) +131,4 e) _434,7

• Num processo a variação de entropia é uma medida da desordem, entendida como melhor distribuição de matéria e de energia, enquanto a variação de energia livre de Gibbs diz se ele é ou não espontâneo.

8. A transformação isotérmica

2 N2O(g) ¾¾® 2 N2(g) + O2(g)

a 25° C apresenta variação de entalpia igual a _39,0 kcal e variação de entropia igual a +35,2 cal/K.

Pode-se afirmar que o sistema é ....... e que a variação de energia livre é igual a .......... . Para completar corretamente os espaços vazios devemos acrescentar:

a) espontâneo;_10,5 kcal d) não espontâneo;+28,5 kcal

b) não espontâneo;+10,5 kcal e) espontâneo;_49,5 kcal

c) espontâneo;_28,5 kcal