Química - Livro 1-346-348

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QUÍMICA Capítulo 3 Termoquímica346
de enxofre na atmosfera é a combustão do enxofre,
que ocorre segundo a sequência de reações a seguir:
S(s) + O2(g)→ SO2(g) ∆H° = –297 kJ/mol
2 SO2(g) + O2(g)→ 2 SO3(g) ∆H° = –196 kJ/mol
Com base nessas informações, é CORRETO armar que
A o calor liberado na combustão completa do enxo-
fre é 395 kJ/mol
 a combustão do SO2 é um processo endotérmico
C são absorvidos 98 kJ/mol a cada mol de SO2 que
reage com O2
 o valor de ∆H° da reação total é –493 kJ/mol
35 IME 2018 A reforma com vapor d’água, a temperaturas
altas, é um método industrial para produção de hidro-
gênio a partir de metano. Calcule a entalpia de reação
desse processo.
Dados:
I. Entalpias de combustão:
C(grate)...∆H° = –394 kJ/mol
H2(g)...∆H° = –286 kJ/mol (forma água líquida)
CH4(g)...∆H° = –890 kJ/mol (forma água líquida)
II. CO(g) + H2(g)→ C(grafite) + H2O(g) ∆H° = –131 kJ/mol
36 UFTM 2012 O fenol é um composto que pode ser uti-
lizado na fabricação de produtos de limpeza, para
desinfecção de ambientes hospitalares.
OH
fenol
Considere as entalpias-padrão de formação, relacio-
nadas na tabela.
Substância NO(g) NO2(g) H2O(l) HNO3(aq)
∆Hof (kJ · mol
–1) +90,4 +33,9 285,8 173,2
A energia liberada, em kJ, na combustão completa de
1 mol de fenol é
A 515.
 845.
C 1 875.
 2 733.
E 3 057.
Texto para a questão 37.
Reações conhecidas pelo nome de Termita são co-
mumente utilizadas em granadas incendiárias para
destruição de artefatos, como peças de morteiro, por
atingir temperaturas altíssimas devido à intensa quanti-
dade de calor liberada e por produzir ferro metálico na
alma das peças, inutilizando-as. Uma reação de Termita
muito comum envolve a mistura entre alumínio metáli-
co e óxido de ferro III, na proporção adequada, e gera
como produtos o ferro metálico e o óxido de alumínio,
além de calor, conforme mostra a equação da reação:
2 Al(s) + Fe2O3(s)→ 2 Fe(s) + Al2O3(s) + calor
Reação de termita
Dados:
Massas atômicas: Al = 27 u; Fe = 56 u e O = 16 u
Entalpia padrão de formação:
∆H°f Al2O3 = –1 675, 7 kJ · mol
1
∆H°f Fe2O3 = –824, 2 kJ · mol
–1
∆H°f Al = 0 kJ · mol
–1
∆H°f Fe = 0 kJ · mol
–1
37 EsPCEx 2014 Considerando a equação de reação de
Termita apresentada e os valores de entalpia (calor)
padrão das substâncias componentes da mistura, a
variação de entalpia da reação de Termita é
A ∆H°f = +2 111,2 kJ
 ∆H°f = –1 030,7 kJ
C ∆H°f = –851,5 kJ
 ∆H°f = –333,2 kJ
E ∆H°f = –1 421,6 kJ
38 UFPR Fullerenos são compostos de carbono que po-
dem possuir forma esférica, elipsoide ou cilíndrica.
Fullerenos esféricos são também chamados buckyballs,
pois lembram a bola de futebol. A síntese de fullerenos
pode ser realizada a partir da combustão incompleta
de hidrocarbonetos em condições controladas.
a) Escreva a equação química balanceada da rea-
ção de combustão de benzeno a C60.
b) Fornecidos os valores de entalpia de formação
na tabela a seguir, calcule a entalpia da reação
padrão do item a.
Espécie ∆H°f (kJ · mol
–1
)
H2O(l) 286
C6H6(l) 49
C60(s) 2 327
39 UEM 2018 A reação de decomposição térmica do car-
bonato de cálcio pode ser representada por:
CaCO3(s)→ CaO(s) + CO2(g) ∆H = 177 kJ/mol
Dado que a entalpia de formação do CaO(s) é de –635
kJ/mol e que a entalpia de formação do CO2(g) é de
–394 kJ/mol, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).
Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16
01 A entalpia de formação do CaCO3(s) é de
–1 206 kJ/mol.
02 A reação de formação de CaCO3(s), a partir de
CaO(s) e de CO2(g) é um processo endotérmico.
04 A decomposição térmica de 1 kg de CaCO3(s) ab-
sorve 1 770 kJ.
08 A decomposição térmica de 1 kg de CaCO3(s) pro-
duz 440 g de CaO(s).
16 A entalpia de formação de qualquer composto quí-
mico tem sempre valor negativo.
Soma:
F
R
E
N
T
E
 3
347
40 UEL A tabela, a seguir, mostra as entalpias padrão de
formação ∆H°f a 25 °C.
Substância Fórmula ∆H°f (kJ · mol
–1
)
Metanol CH3OH(l) 238,6
Etanol C2H5OH(l) 277,7
Gás carbônico CO2(g) −393,5
Água H2O(v) −241,8
O metanol já foi usado como combustível na fórmula
Indy, com o inconveniente de produzir chama incolor
e ser muito tóxico. Atualmente, utiliza-se etanol, pro-
veniente da fermentação do caldo na cana-de-açúcar,
o mesmo utilizado em automóveis no Brasil.
a) Compare a quantidade de energia liberada (kJ)
pela combustão de 1,00 g de metanol com a pro-
duzida por 1,00 g de etanol. Justifique sua resposta.
b) Se um automóvel da fórmula Indy gastar 5 litros
de etanol (d = 0,80 g/mL) por volta em um deter-
minado circuito, calcule a energia liberada (kJ)
pelo seu motor em cada volta.
41 Unesp O ácido nítrico é muito utilizado na indústria
química como insumo na produção de diversos pro-
dutos, dentre os quais os fertilizantes. É obtido a
partir da oxidação catalítica da amônia, através das
reações:
I. 4 NH3(g) + 5 O2(g)  →°
Pt
1000 C
4 NO(g) + 6 H2O(g)
II. 2 NO(g) + O2(g) 2 NO2(g)
III. 3 NO2(g) + H2O(l) 2 HNO3(aq) + NO(g)
Calcule as entalpias de reação e responda se é ne-
cessário aquecer ou resfriar o sistema reacional nas
etapas II e III, para aumentar a produção do ácido ní-
trico. Considere as reações dos óxidos de nitrogênio
em condições padrões (p = 1 atm e t = 25 °C), e as en-
talpias de formação (∆Hf) em kJ · mol
–1 apresentadas
na tabela.
Substância NO(g) NO2(g) H2O(l) HNO3(aq)
∆Hof (kJ · mol
–1) +90,4 +33,9 −285,8 −173,2
42 Unesp 2018 Analise os três diagramas de entalpia.
entalpia/kJ
C
2
H
2
(g)
2 C(s) + H
2
(g)
0
+227
entalpia/kJ
CO
2
(g)
C(s) + O
2
(g)
0
–393
entalpia/kJ
H
2
O (l)
0
–286
H
2
(g) + O
2
(g)
1
2
O ∆H da combustão completa de 1 mol de acetileno,
C2H2(g), produzindo CO2(g) e H2O(l) é
A +1  140 kJ
 +820 kJ
C –1 299 kJ
 –510 kJ
E –635 kJ
43 EsPCEx Considere, no quadro seguinte, as seguintes
entalpias de combustão nas condições-padrão (25 °C
e 1 atm) expressas em kJ · mol 1.
Fórmula molecular e fase de agregação ∆H° combustão
C(grafita, s) –393,3
H2(g) –285,8
C4H10(g) –2 878,6
A alternativa que corresponde ao valor da entalpia da
reação a seguir, nas condições-padrão, é:
4 C(grata, s) + 5 H2(g)→ C4H10(g)
A +68,6 kJ · mol–1
 –123,6 kJ · mol–1
C +248,8 kJ · mol–1
 +174,4 kJ · mol–1
E –352,5 kJ · mol–1
44 UFC A reação de fotossíntese é 6 CO2(g) + 6 H2O(l)→
→ C6H12O6(s) + 6 O2(g). Estima-se que, em uma flores-
ta tropical, cerca de 34 000 kJ⋅m–2 de energia solar
são armazenados pelas plantas para realização da fo-
tossíntese durante o período de um ano. A partir dos
valores de entalpia padrão de formação fornecidos
seguinte, calcule:
Substância Entalpia padrão de formação (kJ⋅mol
–1
)
CO2(g) –394
H2O(l) –286
C6H12O6(s) –1 275
O2 (g) 0
a) a massa de CO2 que será retirada da atmosfera
por m2 de floresta tropical durante o período de
um ano.
b) a massa de O2 que será adicionada à atmosfera
por m2 de floresta tropical durante o período de
um ano.
QUÍMICA Capítulo 3 Termoquímica348
45 Unesp 2012 Considerando a utilização do etanol como
combustível para veículos automotores, escreva a
equação química balanceada da sua combustão
no estado gasoso com O2(g), produzindo CO2(g) e
H2O(g). Dadas para o etanol CH3CH2OH(g) a mas-
sa molar (g·mol
–1
) igual a 46 e a densidade igual a
0,80 g/cm3, calcule a massa, em gramas, de etanol
consumida por um veículo com eficiência de consumo
de 10 km/L, após percorrer 115 km, e o calor liberado
em kJ, sabendo-se que o calor de combustão do eta-
nol CH3CH2OH(g) é igual a −1   277 kJ/mol.
46 EsPCEx 2018 Algumas viaturas militares administra-
tivas possuem motores à combustão que utilizam
como combustível a gasolina. A queima (combustão)
de combustíveis como a gasolina, nos motores à
combustão, fornece a energia essencial para o funcio-
namento dessas viaturas militares. Considerando uma
gasolina na condição padrão (25 °C e 1 atm), composta
apenas por n-octano (C8H18) e que a sua combustão seja
completa (formação exclusiva de CO2 e H2O gasosos
como produtos), são feitas as seguintes afirmativas:
Dados:
Entalpias de formação (DH
o
f )
H2O(g) CO2(g)C8H18(l)
–242 kJ/mol –394 kJ/mol –250 kJ/mol
Massas Atômicas
C H O
12 u 1 u 16 u
I. a combustão da gasolina (C8H18) é uma reação
exotérmica;
II. na combustão completa de 1 mol de gasolina, são
liberados 16 mols de gás carbônico (CO2);
III. a entalpia de combustão (calor de combustão) des-
sa gasolina é –5 080 kJ/mol (DHc = –5 080 kJ/mol);
IV. o calor liberado na combustão de 57 g de gasoli-
na é de 1 270 kJ.
Das armativas apresentadas estão corretas apenas a
A I, II e III.
b I, III e IV.
C I e II.
d II e IV.
e I e III.
47 EsPCEx 2017 O propano-2-ol (álcool isopropílico), cuja
fórmula é C3H8O, é vendido comercialmente como
álcool de massagem ou de limpeza de telas e de
monitores. Considerando uma reação de combustão
completa com rendimento de 100% e os dados de
entalpias padrão de formação (DH
o
f ) das espécies par-
ticipantes desse processo e da densidade do álcool,
a quantidade de energia liberada na combustão com-
pleta de 10,0 L desse álcool será de
Dados:
Entalpia de
formação (DH
o
f )
(H2O) (v) =
–242 kJ/mol
(CO2) (g) =
–394 kJ/mol
(C3H8O) =
–163 kJ/mol
Massa
Atômica (u)
C = 12 H = 1 O = 16
Densidade do
álcool (g/mL)
d = 0,78
A 974 78 kJ
b 747 752 kJ.
C 578 56 kJ.
d 469 247 kJ.
e 258 10 kJ.
48 FGV 2013 Considere:
DH° combustão C2H5OH = –1 68 kJ⋅mol
–1
DH° formação H2O = –286 kJ⋅mol
–1
Pode-se armar corretamente que a entalpia da rea-
ção de produção de hidrogênio a partir do etanol, em
kJ, é igual a
A +62.
b +1   654.
C –62.
d –1   082.
e –2   798.
49 FICSAE-SP 2017 A fermentação é um processo anaeró-
bico de síntese de ATP, fornecendo energia para o
metabolismo celular. Dois dos processos de fermenta-
ção mais comuns a partir da glicose são a fermentação
alcoólica e a fermentação láctica.
C6H12O6→2 CO2 + 2 C2H5OH (fermentação alcoólica)
C6H12O6→ 2 C3H6O3 (fermentação láctica)
Dados: Entalpia de formação (DH
°
f ):
DH
°
f  do CO2 = –394 kJ · mol
–1
;
DH
°
f  do C3H6O3 = –678 kJ · mol
–1
;
DH
°
f  do C2H5OH = –278 kJ · mol
–1
;
DH
°
f  do C6H12O6 = –1268 kJ · mol
–1
.
Sobre a energia envolvida nesses processos de fer-
mentação, é possível armar que
A a fermentação láctica absorve energia enquanto
que a fermentação alcoólica libera energia.
b os dois processos são endotérmicos, absorvendo
a mesma quantidade de energia para uma mesma
massa de glicose fermentada.
C a fermentação alcoólica libera uma quantidade de
energia maior do que a fermentação láctica para
uma mesma massa de glicose envolvida.
d a fermentação láctica libera uma quantidade de
energia maior do que a fermentação alcoólica para
uma mesma massa de glicose envolvida.
50 Unifesp Considere a reação orgânica representada na
equação e os valores de entalpia-padrão de formação
(DH
°
f ) das substâncias participantes da reação.
CH3OH(l) + CH3COOH(l)→ X(l) + H2O(l)
Substância DH
°
f (kJ · mol
–1
)
CH3OH (l) −29
CH3COOH (l) 484
X (l) 442
H2O (l) 286
A substância X é um líquido inamável usado como
solvente na fabricação de colas.
a) Escreva a fórmula estrutural da substância X e in-
dique a função orgânica à qual ela pertence.
) Calcule a entalpia da reação descrita. Como essa
reação é classificada quanto ao calor de reação?