Termoquímica EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 3.1

Prévia do material em texto

www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
01- (FUVEST-1994) Considere a reação de fotossíntese (ocorrendo em presença 
de luz e clorofila) e a reação de combustão da glicose representadas a seguir: 
6CO‚(g) + 6H‚O(l) ë C†H‚O†(s) + 6O‚(g) 
C†H•‚O†(s) + 6O‚(g) ë 6CO‚(g) + 6H‚O(l) 
Sabendo-se que a energia envolvida na combustão de um mol de glicose é de 
2,8x10§J, ao sintetizar meio mol de glicose, a planta: 
a) libera 1,4 x 10§ J. 
b) libera 2,8 x 10§ J. 
c) absorve 1,4 x 10§ J. 
d) absorve 2,8 x 10§ J. 
e) absorve 5,6 x 10§ J. 
 
02- (UNICAMP-2005) Uma das grandes novidades em comunicação é a fibra 
óptica. Nesta, a luz é transmitida por grandes distâncias sem sofrer distorção 
ou grande atenuação. Para fabricar fibra óptica de quartzo, é necessário usar 
sílica de alta pureza, que é preparada industrialmente usando uma seqüência 
de reações cujas equações (não balanceadas) estão representadas a seguir: 
I. SiO‚(s) + C(s) ë Si(s) + CO‚(g) 
II. Si(s) + Cl‚(g) ë SiCl„(g) 
III. SiCl„(g) + O‚(g) ë SiO‚(s) + Cl‚(g) 
a) Na obtenção de um tarugo de 300 g de sílica pura, qual a quantidade de 
energia (em kJ) envolvida? Considere a condição padrão. 
Dados de entalpia padrão de formação em kJ mol-¢: 
SiO‚(s) = - 910; CO‚(g) = - 394; SiCl„(g) = - 657. 
 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
b) Com a sílica produzida (densidade = 2,2 g cm-¤), foi feito um tarugo que, 
esticado, formou uma fibra de 0,06 mm de diâmetro. Calcule o comprimento da 
fibra esticada, em metros. 
 
03- (UFRRJ-2005) Em aluminotermia, o alumínio, além de reduzir o óxido de 
ferro III a ferro metálico, se oxida a óxido de alumínio. Para esse processo, 
dados: 
ÐH¡ Fe‚Oƒ = - 197,3 kcal/mol 
ÐH¡ Al‚Oƒ = - 400,5 kcal/mol 
a) dê a reação devidamente balanceada. 
b) informe a quantidade de calor envolvida na reação quando dois mols de 
óxido de ferro III reagem com alumínio? 
c) diga se a reação, em função do tipo de calor envolvido, é endotérmica ou 
exotérmica e, em seguida, justifique essa resposta. 
 
04- (UFPE-2005) A gasolina, que contém octano como um componente, pode 
produzir monóxido de carbono, se o fornecimento de ar for restrito. A partir das 
entalpias padrão de reação para a combustão do octano (1) e do monóxido de 
carbono (2), obtenha a entalpia padrão de reação, para a combustão 
incompleta de 1 mol de octano líquido, no ar, que produza monóxido de 
carbono e água líquida. 
(1) 2CˆHˆ(l) + 25O‚(g) ë 16CO‚(g) + 18H‚O(l) ÐH¡ = -10.942 kJ 
(2) 2CO(g) + O‚(g) ë 2CO‚(g) ÐH¡ = -566,0 kJ 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
a) - 10.376 kJ 
b) - 8.442 kJ 
c) - 2.370 kJ 
d) - 6.414 kJ 
e) - 3.207 kJ 
 
05- (UFMG-2005) A queima de metano na presença de oxigênio pode produzir 
duas substâncias distintas que contêm carbono: 
- monóxido de carbono, produzido pela combustão incompleta do metano; e 
- dióxido de carbono. 
As equações químicas dessas reações são: 
Reação I 
CH„ (g) + 3/2 O‚ (g) ë 2H‚O (g) + CO (g) 
Reação II 
CH„ (g) + 2O‚ (g) ë 2H‚O (g) + CO‚ (g) 
Considerando-se essas reações, é CORRETO afirmar que 
a) ambas são exotérmicas e a quantidade de calor liberado em I é menor que 
em II. 
b) ambas são endotérmicas e a quantidade de calor absorvido em I é menor 
que em II. 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
c) ambas são endotérmicas e a quantidade de calor absorvido em II é menor 
que em I . 
d) ambas são exotérmicas e a quantidade de calor liberado em II é menor que 
em I . 
 
06- (UFMG-2005) À temperatura de 25 °C, as reações de combustão do etanol 
e do hexano podem ser representadas por estas equações: 
C‚H…OH(Ø ) + 3O‚(g) ë 2CO‚(g) + 3H‚O(Ø) ÐH = - 1,4 × 10¤ kJ/mol 
C†H„(Ø ) + 19/2 O‚(g) ë 6CO‚(g) + 7H‚O(Ø) ÐH = - 4,2 × 10¤ kJ/mol 
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a massa de 
etanol, C‚H…OH, necessária para gerar a mesma quantidade de calor liberada 
na queima de 1 mol de hexano, C†H„, é de, aproximadamente, 
a) 138 g. 
b) 46 g. 
c) 86 g. 
d) 258 g. 
 
07- (UFF-2005) Percebe-se, aproximadamente no 14
0
 dia do ciclo menstrual, 
que a temperatura corporal da mulher aumenta ligeiramente, indicando que 
está ocorrendo a ovulação. É o chamado "período fértil". O aumento da 
temperatura é atribuído a um aumento da atividade metabólica, produzindo 
energia, que é liberada sob a forma de calor. 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
Sabendo-se que ÐH = Hp - Hr, as reações metabólicas que ocorrem no 
período fértil da mulher são classificadas como: 
a) exotérmicas: Hr < Hp 
b) endotérmicas: Hr = Hp 
c) endotérmicas: Hr µ Hp 
d) exotérmicas: Hr > Hp 
e) exotérmicas: Hr ´ Hp 
 
08- (UERJ-2005) Na série homóloga dos álcoois, os quatro primeiros são: 
metanol, etanol, propanol e butanol. Dentre as propriedades apresentadas por 
esses compostos, destacam-se a combustão e a grande solubilidade na água. 
Com o objetivo de comprovar a qualidade de um combustível, foi determinado 
seu teor de etanol em uma amostra. Foram totalmente queimados 287,5 g de 
álcool hidratado, o que resultou na liberação de 1.632 kcal, a 25 °C e 1 atm. 
A tabela a seguir fornece os valores das entalpias-padrão de formação nas 
condições da experiência: 
 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
a) Determine a porcentagem da massa de etanol contida na amostra de álcool 
hidratado. 
b) Para comparar as solubilidades do etanol e do butanol puros, foram 
preparadas duas amostras contendo as mesmas quantidades dessas 
substâncias, dissolvidas separadamente em 1 L de água pura, à temperatura 
ambiente. 
Aponte em que amostra a fração de álcool solubilizada é maior e justifique sua 
resposta. 
 
09- (UERJ-2005) As equações químicas a seguir representam reações de 
síntese, realizadas em diferentes condições, para a obtenção de uma 
substância hipotética XY. 
I - X‚ (g) + Y‚ (g) ë 2 XY (Ø) + Q• 
II - X‚ (g) + Y‚(g) ë 2 XY (s) + Q‚ 
III - X‚ (g) + Y‚(g) ë 2 XY (g) + Qƒ 
Considere Q , Q‚ e Qƒ as quantidades de calor liberadas, respectivamente, nas 
reações I, II e III. A relação entre essas quantidades está expressa na seguinte 
alternativa: 
a) Q > Q‚ > Qƒ 
b) Q‚ > Q > Qƒ 
c) Qƒ > Q > Q‚ 
d) Qƒ > Q‚ > Q 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
10- (FUVEST-2005) Os hidrocarbonetos isômeros antraceno e fenantreno 
diferem em suas entalpias (energias). Esta diferença de entalpia pode ser 
calculada, medindo-se o calor de combustão total desses compostos em 
idênticas condições de pressão e temperatura. Para o antraceno, há liberação 
de 7060 kJ mol-¢ e para o fenantreno, há liberação de 7040 kJ mol-¢. 
Sendo assim, para 10 mols de cada composto, a diferença de entalpia é igual a 
a) 20 kJ, sendo o antraceno o mais energético. 
b) 20 kJ, sendo o fenantreno o mais energético. 
c) 200 kJ, sendo o antraceno o mais energético. 
d) 200 kJ, sendo o fenantreno o mais energético. 
e) 2000 kJ, sendo o antraceno o mais energético. 
 
GABARITO: 
01- [C] 
02- a) A quantidade de energia liberada será de 1970 kJ, ou seja, ÐH =1970kJ. 
b) d = m/v 
v(sílica pura) = m/d = 300/2,2 = 136,36 cm¤ 
Fazendo, v(sílica pura) = v e diâmentro = D, teremos: 
v = [(™ × D£)/4] × comprimento 
comprimento = 136,36 × 4/™(6 × 10­¤)£ 
comprimento = 4,83 × 10§ cm = 4,83 × 10¥ m. 
O comprimento da fibra esticada seráde 4,83×10¥ m 
 
03- a) 2Al + Fe‚Oƒ ë Al‚Oƒ + 2Fe 
www.professormazzei.com – Assunto: TERMOQUÍMICA – Folha 3.1 – Prof.: João R. Mazzei 
 
 
b) 2 mols de óxido de ferro III liberam 406,4 kcal. 
c) Como o ÐH¡ da reação é negativo, a reação é exotérmica. 
04- [E] 
05- [A] 
06- [A] 
07- [D] 
08- a) 80% 
b) Na amostra contendo etanol e água. 
O etanol apresenta maior polaridade. 
09- [B] 
10- [C]