lista 2 corrigida

Prévia do material em texto

LISTA DE EXERCÍCIOS 2
Físico- Química
1- A quantos joules correspondem 500 cal?
R: 1 cal 4,18 J
 500 cal X
X = 4,18 x 500/ 1 = 2090 J ou 2,090 KJ
2- A quantas calorias corresponde uma energia ou trabalho de 200J?
R: 1 cal 4,18 J
 X 200 J
X = 1 x 200/4,18 = 47,8 cal ou 0,0478 Kcal
3- Que quantidade de calor é liberada por uma reação química que é capaz de 
aquecer 2Kg de água de 20 a 28 oC? Dados: Calor específico da água = 1cal/g. oC.
Dados: m = 2 kg = 2000 g; ΔT= Tfinal- Tinicial= 28-20 = 8 oC; Q = ?
R: Q = m. c. ΔT= 2000. 1. 8 = 16000 cal ou 16 kcal
4- Calcule a quantidade de calor necessária para que 0,2Kg de água apresente 
uma variação de temperatura de 20 K . Dado: Calor específico da água = 4,18 
J/Kg.K.
Dados: m = 0,2 kg; ΔT= Tfinal- Tinicial = 20K; Q = ?
R: Q = m. c. ΔT = 0,2. 4,18. 20 = 16,72 J ou 0,01672 KJ 
5- Um corpo de massa de 50 gramas recebe 300 calorias e sua temperatura sobe 
de 10oC até 30oC. Determine o calor específico da substância que o constitui.
Dados: m = 50 g; Q = 300 cal; ΔT= Tfinal- Tinicial= 30-10 = 20 oC; c =?
R: Q = m. c. ΔT
 c = Q/ m. ΔT = 300/50.20 = 0,3 cal/g.oC
6- Um corpo de massa de 2 Kg recebe 50 J de calor e sua temperatura sobe de 
280K até 310 K. Determine o calor específico da substância que o constitui.
Dados: m= 2 Kg; Q = 50 J; ΔT= Tfinal- Tinicial = 310-280= 30 K; c =?
R: Q = m. c. ΔT
 c = Q/ m. ΔT = 50/2. 30 = 0,83 J/Kg.K
7- Qual será a temperatura final de 1 kg de água que absorve todo o calor 
liberado por uma reação química de 25 Kcal a uma temperatura inicial de 25 oC? 
Dados: Calor específico da água = 1cal/g. oC.
Dados: m = 1 Kg = 1000 g; Q = 25 Kcal = 25000 cal; c = 1cal/g. oC; Tinicial = 25 oC ; 
Tfinal = ?
R: Q= m. c. ΔT
ΔT = Q/m.c
Tfinal- Tinicial = 25000/1000.1 = 25
Tfinal – 25 = 25
Tfinal = 25 + 25 = 50 oC
8- Uma das reações que ocorrem na obtenção de ferro a partir da hematita é
Fe2O3 (s) + 3 CO(g) 3 CO2 (g) + 2 Fe(s)
 O calor liberado por essa reação é de 29 KJ por mol de hematita consumida. 
Supondo que a reação se inicie a temperatura ambiente (25oC) e que todo esse 
calor seja absorvido pelo ferro formado (o qual não chega a fundi), qual será a 
temperatura alcançada pelo ferro nessas condições? Dados: Calor específico do 
Fe = 25J/mol. oC.
R: Dados: Q= 29 KJ= 29000 J; No. de mol de Fe = 2mol; c = 25J/mol. oC, Tinicial 
= 25oC; Tfinal= ?
R: Q = mol. c. ΔT, logo ΔT = Q/mol.c
 Tfinal- Tinicial = 29000/2. 25 = 580
 Tfinal - 25 = 580
 Tfinal = 580 + 25= 605,5 oC
9- Considere a reação:
H2 (g) + 1/2 O2(g) H2O (i) + 68,3Kcal
a-Qual o valor da variação de entalpia?
R: ΔH = - 68,3 Kcal
b- a reação é endotérmica ou exotérmica?
R: Como calor é um dos produtos da reação, logo esta é exotérmica.
c- Represente a reação em um gráfico de entalpia X caminho da reação
Resolução:
 
 
d- Represente a reação inversa em um gráfico de entalpia X caminho da reação
Resolução:
 
ΔH = Hproduto- H Reagente
H2 (g) ; O2 (g)
H2O (l)
ΔH = -68,3 Kcal 
Caminho reacional
En
ta
lp
ia
H2 (g) ; O2 (g)
H2O (l)
Caminho reacional
En
ta
lp
ia
ΔH = +68,3 Kcal 
Estado Inicial 
Estado Final
Estado Inicial 
Estado Final
10- O metanol, um combustível liquido, tem sido utilizado como substituto da 
gasolina, e pode ser produzido a partir do metano, conforme a reação 
representada a seguir.
I) 2 CH4(g) + O2(g) 2 CH3OH (l) 
Sabendo-se que: 
II) (CH4 (g) + H2O(g) CO (g) + 3 H2 (g) ΔH1=+ 206 KJ) x2
III) (2 H2 (g) + CO(g) CH3OH (l) ΔH02= - 128 KJ) x 2 
IV) 2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) ΔH03= - 483 KJ
a) Calcule a variação de entalpia (ΔH0) da reação I, a partir dos dados fornecidos.
R: ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3
2CH4 (g) + 2H2O(g) 2 CO (g) + 6 H2 (g) ΔH1=+ 412 KJ
4 H2 (g) + 2CO(g) 2CH3OH (l) ΔH02= - 256 KJ
2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) ΔH03= - 483 KJ
2 CH4(g) + O2(g) 2 CH3OH (l) 
ΔH = ΔH1 + ΔH2 + ΔH3= =+ 412 + (- 256) + (- 483)= + 412 - 256 – 483 =+412-
739= ΔH = -327 KJ
b) Determine o calor liberado na reação III, quando 280 gramas de monóxido de 
carbono são consumidos.
R: Na reação III temos que : 1mol CO= 12 C + 16 O = 28 g/mol
 1mol CO -128 KJ 
 
28g CO -128 KJ
280g CO X KJ
X = 280 x (-128)/ 28 = -1280 kJ
11- Uma maneira de diminuir a poluição causada pelos automóveis é fazer com 
que os gases poluentes reajam: 2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g) + N2(g)
Determine o ΔH desta reação, sabendo que:
(CO(g) + ½ O2(g) CO2(g) ΔH1= -283 KJ) x 2
(N2(g) + O2(g) 2NO (g) ΔH2= + 180,6 KJ) Inverte reação e troca o sinal de ΔH2
R: ΔH = ΔH1 + ΔH2 
2CO(g) + O2(g) 2CO2(g) ΔH1= -566 KJ
2NO (g) N2(g) + O2(g) ΔH2= - 180,6 KJ
2CO(g)+ 2NO(g) 2CO2(g) + N2(g)
ΔH = ΔH1 + ΔH2 = -566 + (-180,6) = -566 -180,6 = -746,6 KJ
12- Sabendo que as reações de combustão parcial e total do metano são, 
respectivamente:
CH4 (g) + 3/2 O(g) CO (g) + 2 H2O (l) ΔH1= -607,2 KJmol
CH4 (g) + 2 O(g) CO2 (g) + 2 H2O (l) ΔH2 = ? 
E que os valores aproximados dos calores de formação padrão são: ΔH0f H2O (l) = -
285,8 KJ/mol; ΔH0f CO (g) = -110,5 KJ/mol; ΔH0f CO2 (l) = -393,5 KJ/mol, calcule o valor 
de ΔH da reação de combustão total em KJ/mol.
Resolução:
 ΔH = Hprodutos – H reagentes
Foram dados os valores de entalpia de formação de todos os componentes 
das reações 1 e 2, com exceção do CH4. Assim tendo a ΔH da primeira 
reação, podemos calcular a entalpia de formação de CH4 e consequentemente, 
encontrar o ΔH para a segunda reação. 
ΔH1 = Hprodutos – H reagentes 
ΔH1 = (ΔH0f CO (g) + 2x ΔH0f H2O (l)) - (3/2 x ΔH0f O2(g) + ΔH0f CH4 (lg))
-607,2 = (-110,5 + 2. (- 285,8 )) - (3/2 x 0 + ΔH0f CH4 (lg))
-607,2 = (-110,5 - 571,6 ) - (0 + ΔH0f CH4 (lg))
-607,2 = (-110,5 - 571,6 ) - ΔH0f CH4 (lg)
-607,2 = -682,1 - ΔH0f CH4 (lg)
ΔH0f CH4 (lg) = -682,1 + 607,2 = -74,9 KJ/mol 
ΔH2 = Hprodutos – H reagentes 
ΔH2 = (ΔH0f CO2 (g) + 2x ΔH0f H2O (l)) - (ΔH0f CH4 (lg)+ 2.ΔH0f O2(g) )
ΔH2 = (-393,5 + 2. (- 285,8 )) - (- 74,9 + 2 x 0 )
ΔH2 = (-393,5 - 571,6) + 74,9)= - 965,1 + 74,9= - 890,2 kJmol