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Exercícios: Introdução a termoquímica – Química geral BTC0114 -semestre 2022.1 Professora: Paula Jaramillo Araujo 1. Defina os termos: sistema e vizinhança. O que significa dizer que um sistema e sua vizinhança estão em equilíbrio térmico? 2. O que determina a transferência de energia em forma de calor? 3. Os processos abaixo são exotérmicos ou endotérmicos. (a) Combustão do metano (b) Fusão do gelo (c) Elevação de temperatura da agua de 25°C para 100°C (d) Aquecimento de CaCO3(s) para formar CaO(s) e CO2(g) 4. A capacidade calorifica específica do cobre metálico é 0,385 J/g.K. Quanta energia é necessária para aquecer 168 g de cobre de -12,2 °C a 25,6 °C 5. A temperatura inicial de uma amostra de 344g de Ferro é 18,2°C. Se a amostra absorve 2,25 kJ de energia na forma de calor, qual é sua temperatura final? 6. Quando um gas é resfriado, ele é comprimido de 2,50L a 1,25L sob pressão constante de 1,01 x 105 Pa. Calcule o trabalho (em J) necessário para comprimir o gás. 7. A combustão completa do etanol (C2H5OH), ocorre da seguinte maneira: C2H5OH(l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) H=-555Kj Qual é a variação de entalpia para a combustão de 15,0 g de etanol. Lembrar que a massa molar do etanol: 46,0g/mol 8. Quando 0,243g de magnésio reage com HCl suficiente para produzir 100 ml de solução em um calorímetro à pressão constante, ocorre a seguinte reação: Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) Considerando que a temperatura da solução aumenta de 23,0 para 34,1 °C como resultado de essa reação, calcule H em Kj/mol de Mg. Assuma que a solução tem um calor específico de 4,18J/g°C. 9. Calcule o H da reação: NO(g) + O(g) NO2(g) São dadas as seguintes informações: NO(g) + O3(g) NO2(g) + O2(g) H = -198,9kJ O3(g) 3/2O2(g) H = -142,3 kJ O2(g) 2O(g) H = 495 kJ 10. Calcular a variação da entalpia para a reação: 2H2O2(l) 2H2O(l) + O2(g) Usando as entalpias de formação: H°f (H2O2) = -187,2 kJ/mol H°f (H2O) = -285,8 kJ/mol 11. Determinar na quantidade de energia que se precisa para elevar a temperatura de 4,2 mol de amônia desde -60°C até -45°C Dados: Cp NH3 = 1,047cal/gK onde Cp = capacidade calorifica da amônia (NH3) Lembrar que: H = nCpT 1 cal = 4,184 J 12. Calcular o calor de reação para obter o sulfeto de carbono (CS2), a partir de fosgeno, COCl2, segundo a seguinte reação: COCl2(aq) + 2H2S(g) 2HCl(aq) + H2O(g) + CS2(s) Usar os seguintes calores de formação: H°f (COCl2) = -223,0 kJ/mol H°f (H2S) = -20,2 kJ/mol H°f (CS2) = 87,9 kJ/mol H°f (H2O) = -241,9 kJ/mol H°f (HCl) = -92,3 kJ/mol Lembrar que: Hreação = ∑ (H°f)produtos − ∑ (H°f)reagentes𝑛 𝑛 13. Calcular o calor de formação do éter dietilico, C4H10O usando os seguintes dados: 1. C4H10O(l) + 6O2(g) 4CO2(g) + 5H2O(l) H = -2761,4 kJ 2. C(s) + O2(g) CO2(g) H = -393,5 kJ 3. H2(g) + 1/2O2(g) H2O(l) H = -285,8 kJ Lembrar que a reação de formação da molécula C4H10O é: 4C(s) + 5H2(g) + 1/2O2(g) C4H10O(l) H = ? 14. Quanto trabalho é requerido para comprimir um gas de 5L a 2,5L, executando uma pressão constante de 1,5 atm 15. Dados os valores de entalpia das seguintes reações: Calcular a entalpia da reação: Resposta: -695,6 kJ/mol 16. Usar os seguintes dados de entalpia: Calcular a entalpia da reação: Resposta: -123,8 kJ/mol 17. Quando 4,219 kJ de energia são usadas em forma de calor para aumentar a temperatura de 36,0 g de agua de 10,0°C a 38,5°C. O experimento foi feito a pressão constante. Calcular a capacidade calorifica de 36,0 g de agua. Resposta: 150,4 J/K 18. A capacidade calorifica de 18,0 g de agua em forma de gelo é 37,7 JK-1. Calcular a temperatura final de 18g de gelo inicialmente a -20,0 °C que aumenta de temperatura quando 200 J são absorbidos em forma de calor. O processo foi feito a pressão constante. Resposta: -14,69°C 19. A capacidade calorífica molar do mercúrio é 28,1J/mol.K. qual é a capacidade calorifica especifca de esse metal em J/g. K 20. Sugestão de exercícios do livro Quimica geral e reações químicas: Jhon C. Kotz volume 1. Capítulo 5. Exercícios página 261: 6 – 11 – 13 – 49 – 51 – 53 – 55 – 65 – 67 – 61a