Lista de Termodinämica

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1. Preveja, para cada processo abaixo, se a variação de 
entropia do sistema é positiva (P) ou negativa (N): 
P; P; N; N; P; f) P (Justifique) 
[ ] O composto SnCl4(s) é convertido em SnCl4(g); 
[ ] Cloreto de sódio sólido é dissolvido em água líquida; 
[ ] Em um banho de chuveiro, o vapor d’água condensa na 
superfície do espelho (sistema = água); 
[ ] O gandula enche uma bola de football com ar 
atmosférico (sistema = ar); 
[ ] Uma garrafa de coca-cola a temperatura ambiente é 
aberta (sistema = coca-cola); 
[ ] Um gás se expande contra o vácuo (sistema = gás). 
 
2. A reação de combustão do grafite pode também ser 
dita como de formação do CO2. A equação desse 
processo é dada a seguir. 
C(s) + O2(g) = CO2(g) 
Por que a variação de entropia da reação possui um valor 
tão baixo, uma vez que parte-se de um sólido e chega-se a 
um gás? 
Porque há também um reagente no estado gasoso. Assim, 
como a entropia do gás é muito maior do que a entropia do 
sólido, a passagem de C(s) para CO2(g) apresenta pouca 
influência, uma vez que já existe a passagem O2(g) para 
CO2(g). 
 
3. Por que um carro faz menos quilômetros por litro de 
gasolina no inverno do que no verão? 
_As máquinas térmicas reais não operam ciclos 
exatamente reversíveis e quanto maior for a diferença de 
temperatura entre a fonte quente e a fonte fria, maior é a 
quantidade de energia que não se aproveita. Assim, nos 
dias mais frios, um motor de automóvel tem a sua 
eficiência diminuída. 
 
4. Dê exemplos explicativos de processos em que a 
entropia de um sistema diminui. 
 
 
5. Para derreter um sólido iônico, fornece-se energia pra 
vencer as forças entre os íons, de modo que o arranjo 
regular de íons sofra um colapso, perca ordenamento e 
torne-se um líquido. Se a distância entre um ânion em 
cátion em um sólido cristalino diminui (mas as cargas dos 
íons permanecem iguais), o ponto de fusão deve aumentar 
ou diminuir? Explique. 
 
6. Se uma reação química tiver uma variação positiva na 
entropia, ΔS, então (Justifique) 
a) Aumenta a desordem do sistema. 
b) a reação é exotérmica. 
c) o calor vai do sistema para a vizinhança. 
d) a energia livre de Gibbs é negativa. 
e) a reação é espontânea. 
 
7. A termodinâmica pode ser usada para determinar todos 
os seguintes, EXCETO (Justifique) 
a) o sentido em que uma reação é espontânea. 
b) a extensão a que uma reação ocorre. 
c) a velocidade da reação. 
d) a temperatura em que uma reação é espontânea. 
e) a variação da entalpia de uma reação. 
 
8. Qual dos seguintes envolve uma diminuição da 
entropia? (Justifique) 
a) a sublimação do dióxido de carbono 
b) a dissolução do NaCl na água 
c) a decomposição de N2O4 (g) a NO2 (g) 
d) a evaporação do etanol 
e) congelamento da água líquida a gelo 
 
10. Qual reação deve ter uma variação negativa na 
entropia? (Justifique) 
a) 2 NH3 → N2 (g) + 3 H2 (g) 
b) CaO(s) + CO2 (g) → CaCO3 (g) 
c) NaCl(s) → Na+ (aq) + Cl- (aq) 
d) N2O4 (g) → 2 NO2 (g) 
e) 2C(s) + O2 (g) → 2CO(g) 
 
11. A queima de combustível no interior de motores pode 
ocorrer de forma incompleta e produzir monóxido de 
carbono, um gás extremamente tóxico, ao invés de CO2, 
que é produzido na queima completa. Para evitar a emissão 
desse gás, alguns automóveis são equipados com um 
catalisador que promove a queima do monóxido de 
carbono, convertendo-o em dióxido de carbono. Tornando-
se como modelo de combustível o n-hexano (C6H14) para o 
qual o calor padrão de combustão é de -4163 kJmol
-1
 e 
sabendo-se que: (Justifique) 
C6H14 + 
13
/2O2(g)  6CO(g)+7H2O(g), ΔH° = -2465 
kJ.mol
-1
 
Pode-se afirmar que: 
( ) A conversão de CO em CO2 é endotérmica. 
( ) O calor liberado na conversão de CO em CO2 é menor 
que 300 kJ.mol
-1
 . 
( ) É esperado que a conversão de CO em CO2, ocorra com 
um abaixamento de entropia. 
( ) A queima completa do n-hexano libera mais calor que a 
queima incompleta. 
( ) A combustão completa do n-hexano é exotérmica. 
 
12. CH4 (g) + H2O (v)  CO (g) + 3 H2 (g) 
O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação acima 
equacionada. Dadas as entalpias de formação em kJ/mol, 
CH4 = - 75, H2O = - 287 e CO = - 108, qual o valor da 
entalpia da reação a 25°C e 1 atm. 
 
13. Com base nos dados da tabela, 
 Ligação Energia de Ligação kJ/mol 
H – H 436 
Cl – Cl 243 
H – Cl 432 
Estime o ∆H da reação representada por H2(g) + 02(g)  
HCl(g), dado em kJ por moI de HCl(g) 
 
14. As energias das ligações H - H e H – Cl são 
praticamente iguais. Na reação representada abaixo, há 
transformação de H2 em HCl com liberação de energia: 
H2 + Cl2  2HCl + energia 
Compare, em vista desse fato, a energia da ligação Cl - Cl 
com as outras citadas. 
 
15. Dadas as equações termoquímicas, I e II, 
I) C(s) + O2(g) CO2(g) ΔH = –94kcal/mol 
 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
INSTITUTO DE QUÍMICA 
DEPARTAMENTO DE PROCESSOS QUÍMICOS 
Disciplina: Química X 
Lista de exercícios – Termodinâmica e Termoquímica 
 
 
II) C(s) + O2(g) CO(g) ΔH = –26kcal/mol, 
Qual a variação de entalpia da reação CO2(g) + C(s)  
2CO(g) 
 
16. Rações militares de emergência são fornecidas em 
embalagens de plástico aluminizado, contendo dois 
recipientes independentes e impermeáveis, conforme 
esquema mostrado a seguir: 
 
Para o aquecimento do alimento, introduz-se água no 
recipiente externo, através de orifício próprio. Em presença 
de Fe e NaCl, a reação Mg(s) + 2H2O  Mg(OH)2 (s) + 
H2 (g) + calor, ocorre rapidamente. a) Calcule a quantidade 
de energia desprendida nas condições padrão, quando 0,10 
mol de Mg(s) reagir completamente com a água 
adicionada. b) Hidróxido de magnésio também pode ser 
obtido pela reação entre óxido de magnésio sólido e água 
líquida. Escreva a equação balanceada que representa esta 
reação química e calcule a entalpia de formação do óxido 
de magnésio. Dados: entalpias padrão de formação, em 
kJ/mol:H2O = -285; Mg(OH)2 (s) = -930. 
 
17. Nas últimas décadas, o efeito estufa tem se 
intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito, 
muitas vezes, atribuído à intensa liberação de CO2 durante 
a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. 
O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 25 ºC do 
metano, do butano e do octano. 
 
À medida que aumenta a consciência sobre os impactos 
ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a 
importância de se criar políticas de incentivo ao uso de 
combustíveis mais eficientes. Nesse sentido, considerando-
se que o metano, o butano e o octano sejam representativos 
do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da 
gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados 
fornecidos, diga, do ponto de vista da quantidade de calor 
obtido por mol de CO2 gerado, a ordem crescente desses 
três combustíveis.