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157 www.cursoanualdequimica.com.br – e-mail: cursodequimica@gmail.com 7. (Ufpi) Compressores são máquinas que, na pressão atmosférica local, captam o ar, comprimindo-o até atingir a pressão de trabalho desejada. Ao nível do mar, a pressão atmosférica normal é 1,0 bar. Em equipamentos pneumáticos, a 25°C, a pressão mais utilizada é a de 6,0 bar. Nessas condições, e considerando o oxigênio (O‚) como um gás ideal, calcule a massa aproximada de O‚, em gramas, contida em um compressor de volume igual a 5,0 litros. (A constante R vale 0,082 bar.L.mol-¢.K-¢) a) 8,0 b) 16 c) 39 d) 47 e) 55 8. (Ufg) Atualmente, a maior produtora de ouro de Goiás é a cidade de Crixás. Comercialmente, a pureza de um objeto de ouro é indicada em quilates, sendo que 1 quilate corresponde a 1/24 da massa da liga em ouro. Embora seja um dos metais menos reativos, o ouro reage com ácidos segundo a equação não-balanceada: Au(s) + HNOƒ(aq) + HCl(aq) ë HAuCl„(aq) + H‚O(l) + NO‚(g) Sobre o ouro e sua reação com ácidos, é correto afirmar que ( ) uma aliança de 4 g e 18 quilates contém 2,03×10-£ mol de ouro. ( ) a soma dos coeficientes estequiométricos é 13. ( ) a formação dos produtos é favorecida, em sistema aberto. ( ) a entropia diminui com a reação. 9. (Ufpe) A solubilidade da sacarose (C�‚H‚‚O��) em água aumenta com a temperatura, enquanto a do sulfato de lítio (Li‚SO„) diminui com o aumento da temperatura. Isto ocorre porque: a) a sacarose é um composto covalente e o sulfato de lítio é um composto iônico. b) a dissolução da sacarose é endotérmica e a do sulfato de lítio é exotérmica. c) a água funciona como ácido de Bronsted e reage exotérmicamente com o sulfato de lítio. d) a sacarose não dissolve facilmente em água por ser um composto covalente e o sulfato de lítio dissolve facilmente em água por ser um composto iônico. e) a dissolução do sulfato de lítio aumenta a entropia. 10. (Faap) Verifica-se em laboratório que a preparação de uma solução aquosa de H‚SO„ por adição deste à água, causa um aumento na temperatura da solução quando comparada com a temperatura original do solvente. Trata-se, portanto, de um processo: a) endotérmico b) exotérmico c) isotérmico d) sem variação de energia livre e) sem variação de entalpia 11. (Uece 2015) A glicose é produzida no intestino pela degradação dos carboidratos, e transportada pelo sangue até as células onde reage com o oxigênio produzindo dióxido de carbono e água. Para entender a formação da glicose, são fornecidas as seguintes equações: 1. (s) 2(g) 2(g)C O CO H 94,1 kcalΔ 2. 2(g) 2(g) 2 (g) 1 H O H O H 68,3 kcal 2 Δ 3. 6 12 6(s) 2(g) 2(g) 2C H O 6O 6CO 6H O H 673,0 kcalΔ Considerando as reações que conduzem à formação da glicose e apenas as informações acima, pode-se afirmar corretamente que o processo é a) espontâneo. b) não espontâneo. c) endoenergético. d) exoenergético. 12. (Puc-rio) Considere: (i) a variação de entalpia (ÐH) na combustão de 1 mol de etanol é o calor de reação que ocorre em pressão constante (qp), (ii) essa reação, nessas condições, se dá com expansão de volume (variação de energia na forma de trabalho), (iii) a densidade do etanol é 0,79 g mL-¢. C‚H…OH(Ø) + 3O‚(g) ë 2CO‚(g) + 3H‚O(g) ÐH = - 326,7 kcal A esse respeito, está correto afirmar que: a) o valor de ÐH para a combustão de 5 mol de etanol é igual a - 3267 kJ. b) a reação é exotérmica e o trabalho de expansão produzido na combustão do etanol não é fundamental para que este seja utilizado como combustível em motores a pistão. c) o volume dos gases produzidos pela reação completa de 1 mol de etanol é igual a 44,8 L em condições normais de temperatura e pressão (CNTP). d) a reação inversa ao indicado no problema é endotérmica, e o volume de 1 mol etanol líquido produzido no processo é igual a 22,4 L. e) se o etanol líquido for aquecido até seu ponto de ebulição (78,3 °C a 1 atm), a mudança de fase, C‚H…OH(Ø) ë C‚H…OH(g), ocorre em temperatura constante. 158 www.cursoanualdequimica.com.br – e-mail: cursodequimica@gmail.com 13. (Uece) Para avaliar o "grau de desordem" de um sistema, os cientistas idealizaram uma grandeza denominada ENTROPIA, usualmente designada por S, tal que: 1. Aumento de DesordemëAumento de Entropia ÐS > 0, ÐS = S(final) - S(inicial) 2. Aumento de OrdemëDiminuição de Entropia ÐS < 0, S(final) < S(inicial) A transformação em que ocorre diminuição de ENTROPIA é: 14. (Uece) O conhecimento da energia livre é aplicado na indústria para a redução de gastos e otimização de alguns processos de produção. Considerando a reação: COCØ‚(g) ë CO(g) + CØ‚(g) e os valores ÐH = -108,28 kJ e ÐS = -131,63 J/K a 25 °C, assinale a alternativa que indica a temperatura na qual a reação é espontânea. a) 549 °C b) 627 °C c) 727 °C d) 823 °C 15. (Uel) Das alternativas adiante, qual representa a mudança de estado físico que ocorre em consequência do aumento da entropia do sistema? a) CO‚(g) ë CO‚(s) b) CO‚(l) ë CO‚(g) c) CHƒOH(l) ë CHƒOH(s) d) CHƒOH(g) ë CHƒOH(l) e) H‚O(g) ë H‚O(l) 16. (Uerj) Um experimento consiste na combustão completa de 1 mol de cada um dos combustíveis relacionados na tabela acima, utilizando 4 câmaras de combustão idênticas à ilustrada, uma para cada um dos combustíveis. Observe que um pistão mantém a pressão constante em 1 atm na câmara de combustão. Inicialmente, à temperatura de 25°C, cada combustível, no estado gasoso, é colocado numa câmara juntamente com a quantidade estequiométrica de oxigênio adequada à reação. Terminada a combustão, a câmara é resfriada até 25°C e verifica-se a presença, apenas, de anidrido carbônico e de um volume desprezível de água no estado líquido. As alturas inicial e final do pistão são diferentes em cada câmara. Considerando o comportamento ideal dos gases, a câmara onde o pistão realizou o maior trabalho continha o seguinte combustível: a) etino b) etano c) eteno d) metano 17. (Uff) A primeira Lei da Termodinâmica, denominada Lei da Conservação da Energia estabelece: "A energia do Universo é constante". Num sistema que realiza um trabalho de 125J, absorvendo 75J de calor, a variação de energia é igual a: a) -125 J b) - 75 J c) - 50 J d) 75 J e) 200 J 18. (Ufg) As equações químicas a seguir representam a mesma reação em condições experimentais diferentes. 159 www.cursoanualdequimica.com.br – e-mail: cursodequimica@gmail.com Essas equações representam reações que a) ocorrem com v� = v‚. b) ocorrem com variação de entropia. c) produzem a mesma quantidade de energia. d) são endotérmicas. e) sofrem redução de volume. 19. (Ufpe) Considere as afirmações abaixo: 1. A areia molhada possui entropia maior que a areia seca. 2. A condensação do vapor-d'água é um processo exotérmico. 3. A fusão do gelo é um processo endotérmico. 4. A evaporação da água é um processo endotérmico Qual(is) da(s) afirmação(ões) acima melhor explica(m) o fato de que, numa praia do Recife, PE, a areia molhada é mais fria que a areia seca. a) 1 e 3 apenas b) 2 e 3 apenas c) 4 apenas d) 3 apenas e) 2 apenas 20. (Ufpi) Além de aumentar a estabilidade térmica da alumina (Al‚Oƒ), o cério (Ce), quando presente na composição de catalisadores automotivos, tem uma grande importância de proteção ambiental. Nesse caso, o elemento Ce tem a capacidade de estocar oxigênio (O‚), reduzindo a emissão de gases tóxicos. Com base na informação acima, marque a alternativa correta. a) A estabilidade térmica da alumina é devido ao baixo ponto de fusão do Ce. b) A emissão dos gases tóxicos provoca um decréscimo de entropia do ambiente. c) A reação de combustão formadorados gases tóxicos é endotérmica. d) A estabilidade térmica aumenta quando a energia livre diminui. e) O trabalho realizado pelo catalisador será igual à variação de energia interna. 21. (Ufrn) Um estudante deveria propor, como tarefa escolar, um processo de reciclagem de gás carbônico (CO‚), um dos responsáveis pelo efeito estufa. Admitiu, então, a possibilidade de ocorrer a transformação dessa substância em metano, em condições normais de temperatura e pressão, de acordo com a equação a seguir: CO‚ (g) + 4H‚ (g) ë CH„ (g) + 2H‚O (Ø) Para avaliar os sinais das variações de entropia (ÐS) e entalpia (ÐH) da reação, o estudante usou as informações contidas, respectivamente, na equação acima e no quadro seguinte: Após esses procedimentos, concluiu corretamente que: a) ÐS < 0 e ÐH < 0 b) ÐS < 0 e ÐH > 0 c) ÐS > 0 e ÐH > 0 d) ÐS > 0 e ÐH < 0 22. (Ufpe) A determinação da espontaneidade de transformações químicas é importante para a viabilização econômica de processos químicos, bem como para a compreensão de fenômenos naturais, em particular, processos biológicos. A reação de quantidades estequiométricas de hidróxido de bário sólido com nitrato de amônio sólido, descrita pela equação química a seguir, é capaz de resfriar, até cerca de -20°C, o recipiente que contém as espécies químicas. Ba(OH)‚(s) + 2NH„NOƒ(s) ë ë Ba(NOƒ)‚(s) + 2H‚O(Ø) + 2NHƒ(aq) Esta reação é espontânea porque ocorre: a) um aumento da energia de Gibbs (energia livre). b) um aumento da entropia. c) uma diminuição da entropia. d) uma diminuição da entalpia. 23. (Ufpr 2015) A análise dos dados termodinâmicos de reações permite a previsão da espontaneidade. Na tabela a seguir estão apresentados os dados termodinâmicos de duas reações químicas. 160 www.cursoanualdequimica.com.br – e-mail: cursodequimica@gmail.com A partir dos dados apresentados, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) A diminuição da temperatura desfavorece a espontaneidade da reação (i). ( ) O aumento da temperatura favorece a espontaneidade da reação (ii). ( ) Na temperatura de 400 K, a reação (i) será espontânea. ( ) Na temperatura de 4000 K, a reação (ii) será espontânea. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – V – F. b) V – F – V – F. c) F – V – F – V. d) F – V – V – F. e) V – F – F – V. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Contrastes de Várzea Alegre (Composição: Zé Clementino e Luiz Gonzaga) Elegeram pra prefeito Numa só semana Quatro nobres cidadãos Meu amigo em minha terra Já pegou fogo no gelo Apagaram com carbureto Foi o maior desmantelo A partir do texto, extrato da música “Contrastes da Várzea Alegre”, responda à(s) questão(ões). 24. (Uepb) Considerando que o carbeto de cálcio, em sua forma cristalina, possui uma entalpia padrão de formação de – 60,0 kJ/mol e uma entropia padrão de 300,0 J/(mol.K), qual deve ser a temperatura, em °C, em que o processo está em equilíbrio energético ( G 0 ), considerando a equação química representada abaixo? 2Ca(s) 2 C(s) CaC (s) a) – 473 °C b) 473 °C c) 200 °C d) – 200 °C e) 273 °C 25. (Ime) Considere as supostas variações de entropia ( S) nos processos abaixo: I. Cristalização do sal comum ( S 0) II. Sublimação da naftalina S 0 III. Mistura de água e álcool S 0 IV. fusão ferro (s) ferro ( ) ( S 0) V. compreensão ar ar comprimido S 0 As variações de entropia indicadas nos processos que estão corretas são: a) I, III e IV. b) III, IV e V. c) II, III e V. d) I, II e IV. e) II, IV e V. GABARITO 1. F V V V V 2. [D] 3. [E] 4. [B] 5. [A] 6. [E] 7. [C] 8. F F V F 9. [B] 10. [B] Resposta da questão 11: [D] A partir da Lei de Hess, conclui-se que a formação da glicose é um processo exotérmico ou exoenergético, ou seja, a variação de entalpia é negativa. 12. [E] 13. [B] 14. [A] 15. [B] 16. [B] 17. [C] 18. [B] 19. [C] 20. [D] 21. [A] 22. [B] 161 www.cursoanualdequimica.com.br – e-mail: cursodequimica@gmail.com Resposta da questão 23: [D] Análise das afirmativas: (Falsa) A diminuição da temperatura favorece a espontaneidade da reação (i), pois se verifica uma diminuição do valor da energia livre de Gibbs ( G)Δ . Temperatura 2800 K 200 K (diminuição da temperatura) Gr ,Δ kJ / mol 50,0 15,0 (diminuição de GΔ ) (Verdadeira) O aumento da temperatura favorece a espontaneidade da reação (ii), pois a variação da energia livre de Gibbs diminui. (Verdadeira) Na temperatura de 400 K, a reação (i) será espontânea. Teremos: 3 3 G H T S H 20 kJ / mol T 400 K S 25 J / mol 25 10 kJ G 20 400 ( 25 10 ) G 10 kJ / mol G 0 (processo espontâneo) Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ (Falsa) Na temperatura de 4000 K, a reação (ii) será espontânea. Teremos: 3 3 G H T S H 30 kJ / mol T 4000 K S 5 J / mol 5 10 kJ G 30 4000 ( 5 10 ) G 10 kJ / mol G 0 (processo não espontâneo) Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Resposta da questão 24: [A] Como a reação está em equilíbrio a energia livre de Gibbs ( G)Δ é igual a zero. Sabemos que G H T SΔ Δ Δ . Então: 1 1 1 C C G H T S 0 H T S H T S 60 1000 J mol T 300J mol K T 200 K T 200 273 473 C T 473 C (extrapola o zero absoluto). Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ 25. [E] 162 www.cursoanualdequimica.com.br – e-mail: cursodequimica@gmail.com