LISTA DE EXERCÍCIOS - TERMOQUÍMICA I

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Lista 10: Termoquímica
Giovanna Ciutti – Química I
1.) Identifique a reação que define a variação da entalpia-padrão de formação:
a.) 2 C(grafite) + 2 O2(g) → 2 CO2(g)
b.) C(diamante) + O2(g) → CO2(g)
c.) C(grafite) + O2(g) → CO2(g)
d.) CaO(s) + 3 CO2(g) → CaCO3(g)
e.) N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g)
2.) Do conjunto de substâncias abaixo, quais devem ter entalpia-padrão de formação (∆H0f) igual a zero:
a.) água líquida.
b.) nitrogênio gasoso.
c.) oxigênio gasoso.
d.) grafita.
e.) diamante.
3.) (PUC-MG) Sendo o ΔH de formação do óxido de cobre II igual a –37,6 kcal/mol e o ΔH de formação do óxido de cobre I igual a –40,4 kcal/mol, o ΔH da reação:
Cu2O(s) + 1/2 O2(g) → 2 CuO(s)
será:
a.) –34,8 kcal.
b.) –115,6 kcal
c.) –5,6 kcal.
d.) +115,6 kcal.
e.) +34,8 kcal.
4.) (UNI-RIO) Os romanos utilizavam CaO como argamassa nas construções rochosas. O CaO era misturado com água, produzindo Ca(OH)2, que reagia lentamente com o CO2‚ atmosférico, dando calcário:
Ca(OH)2(s) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(g)
A partir dos dados da tabela anterior, a variação de entalpia da reação, em kJ/mol, será igual a:
a.) 138,2
b.) - 69,1
c.) - 2828,3
d.) + 69,1
e.) - 220,8
5.) Veja a entalpia-padrão de formação, em KJ.mol-1 e a 25°C, de algumas substâncias:
CH4(g) -74,8
CHCl3(l) - 134,5
HCl(g) - 92,3
Se realizarmos a reação de cloração do metano, qual será o valor da variação da entalpia do processo?
CH4(g) + 3Cl2(g) → CHCl3(l) + 3HCl(g)
a.) -115,9 KJ.mol-1
b.) 186,3 KJ.mol-1
c.) -376,2 KJ.mol-1
d.) -336,6 KJ.mol-1
e.) 148,5 KJ.mol-1
6.) (UERJ) O alumínio é utilizado como redutor de óxidos, no processo denominado de aluminotermia, conforme mostra a equação química:
8 Al(s) + 3 Mn3O4(s) → 4 Al2O3(s) + 9Mn(s)
Observe a tabela:
Segundo a equação acima, para a obtenção do Mn(s), a variação de entalpia, na temperatura de 298 K, em KJ, é de:
a.) -282,5
b.) -2515,3
c.) -3053,1
d.) -10827,1
7.) (PUC-MG) O fenol (C6H5OH) é um composto utilizado industrialmente na produção de plásticos e corantes. Sabe-se que sua combustão total é representada pela equação:
C6H5OH(l) + 7O2(g) → 6CO2(g) + 3H2O(g)
ΔH= -3054KJ/mol
e que as entalpias de formação do CO2(g) e H2O(g) valem, respectivamente: –395kJ/mol e –286kJ/mol a 25ºC e 1 atm. A entalpia de formação do fenol, a 25ºC e a 1 atm, em kJ/mol, é igual a:
a.) – 174,0
b.) – 2373,0
c.) + 174,0
d.) + 2373,0
8.) Calcule o valor da entalpia de combustão de um mol do benzeno (C6H6) sabendo que ele apresenta entalpia de formação no estado líquido igual a +49 kJ/mol, que o CO2 gasoso apresenta –394 kJ/mol e que o valor da água líquida é de –286 kJ/mol.
C6H6 + 15/2O2 → 6 CO2 + 3 H2O
a.) +3 271.
b.) –1 123.
c.) +1 123.
d.) –3 173.
e.) –3 271.
Gabarito e resolução dos exercícios
1.) Alternativa C.
Para ser a variação da entalpia-padrão de formação, é preciso que os reagentes sejam substâncias simples, no estado padrão e na sua forma alotrópica mais estável (o C(grafite) é a forma alotrópica do carbono mais comum), além de haver a formação de 1 mol de substância.
2.) Alternativas B, C e D, porque essas são as substâncias que, a 1 atm de pressão e 25 ºC, encontram-se na sua forma alotrópica mais estável.
3.) Alternativa A.
O óxido de cobre II é CuO= -37,6 kcal/mol
O óxido de cobre I é Cu2O= -40,4 Kcal/mol
1 Cu2O(s) + 1/2 O2(g)* → 2 CuO (s)
1mol . (-40,4) + 0 ------------------- 2 mol . (-37,6)
HR=(-40,4) -------------------------------HP=( -75,2)
Observação: No 1/2 O2(g), o valor da entalpia é zero porque a toda substância simples no estado padrão atribui-se valor zero.
Sabendo que a variação da entalpia é ∆H = HP - HR
∆H=( -75,2)-(-40,4)
∆H=( -75,2)+40,4
∆H=-34,8 kcal
4.) Alternativa B.
Ca(OH)2(s) + CO2(g) → CaCO3(s) + H2O(g)
∆H = HP - HR
∆H = ( HCaCO + HH2O ) - (HCa(OH)2+ HCO2)
∆H = ( - 1206,9 – 241,8 ) - (-986,1 – 393,5)
∆H = -1448,7 -(-1379,6)
ΔH= -1448,7+1379,6
ΔH= -69,1 kJ/mol
5.) Alternativa D
1o Passo: O cálculo da entalpia dos produtos (Hp) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados:
Hp = 1.HCHCl3(l) + 3. HHCl(g)
Hp = 1.(- 134,5) + 3(- 92,3)
Hp = - 134,5 + (-276,9)
HP = -411,4 KJ.mol-1
2o Passo: O cálculo da entalpia dos reagentes (Hr) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados:
OBS.: Como o Cl2(g) é uma substância simples, sua entalpia de formação é igual a 0.
Hr = 1.HCH4(g) + 3. HCl2(g)
Hr = 1.(-74,8) + 3(0)
Hr = -74,8 KJ.mol-1
3o Passo: Cálculo da variação da entalpia do processo.
ΔH = Hp – Hr
ΔH= -411,4 - (-74,8)
ΔH= -336,6 KJ.mol-1
6.) Alternativa B.
1o Passo: O cálculo da entalpia dos produtos (Hp) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados.
Hp = 4.HAl2O3(s) + 9. HMn(s)
Hp = 4.(-1667,8) + 9.(0)
Hp = -6671,2 + 0
Hp = - 6671,2 KJ.mol-1
2o Passo: O cálculo da entalpia dos reagentes (Hr) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados.
OBS.: Como o Al(s)é uma substância simples, sua entalpia de formação é igual a 0.
Hr = 8.HAl(s) + 3. HMn3O4(s)
Hr = 8.(0) + 3(-1385,3)
Hr = -4155,9 KJ.mol-1
3o Passo: Cálculo da variação da entalpia do processo.
ΔH = Hp – Hr
ΔH= - 6671,2 - (-4155)
ΔH= - 6671,2 - (-4155,9)
ΔH= -2515,3 KJ.mol-1
7.) Alternativa A.
1o Passo: Variação da entalpia: ΔH= -3054KJ/mol.
2o Passo: O cálculo da entalpia dos produtos (Hp) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados:
Hp = 6.HCO2(g) + 3.O2(g)
Hp = 6.(-395) + 3.(-286)
Hp = -2370 + (-858)
Hp = -2370 - 858
HP = - 3228 KJ.mol-1
3º Passo: O cálculo da entalpia dos reagentes (Hr) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados:
OBS.: Como o O2(g) é uma substância simples, sua entalpia de formação é igual a 0.
Hr = 1.C6H5OH(l) + 3. HO2(g)
Hr = HC6H5OH(l) + 3(0)
Hr = HC6H5OH(l) KJ.mol-1
4º Passo: Cálculo da variação da entalpia do processo.
ΔH = Hp – Hr
-3054= - 3228 - (HC6H5OH(l))
HC6H5OH(l)= -3228 + 3054
HC6H5OH(l) -174 KJ.mol-1
8.) Alternativa E.
1o Passo: O cálculo da entalpia dos produtos (Hp) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados.
Hp = 6.HCO2 + 3. HH2O
Hp = 6.(–394) + 3.(–286)
Hp = -2364 - 858
Hp = - 3222 KJ.mol-1
2o Passo: O cálculo da entalpia dos reagentes (Hr) é feito pela multiplicação do coeficiente de cada participante pela sua entalpia e, depois, pela soma dos resultados:
OBS.: Como o Oo2(g) é uma substância simples, sua entalpia de formação é igual a 0.
Hr = 1.HC6H6 + 15/2. HO2
Hr = 1.(+49) + 15/2(0)
Hr = +49 KJ.mol-1
3o Passo: Cálculo da variação da entalpia do processo.
ΔH = Hp – Hr
ΔH= - 3222 - (+49)
ΔH= - 3222 - 49
ΔH= - 3271 KJ.mol-1