Lista Gás ideal, Termodinâmica I

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA 
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro 
Campus Duque de Caxias 
 
Lista de Físico-Química II 
Professor: André Von-Held Soares 
 
Dados: 
CNTP: 0,0 ºC e 1,0 atm 
R = 0,082 atm.L/(mol.K) = 8,314 J/(mol.K) 
1 atm = 760 mmHg; 1,0 L = 1,0 dm³ = 1000,0 cm³ 
Constante de Avogadro: NA=6,02 x 1023 moléculas/mol 
Caso faltem dados de massa molar, consulte uma tabela periódica. 
 
Gases 
 
1) Suponha que 10,0 litros de hidrogênio (H2) nas CNTP são comprimidos a um volume de 1,88 
litros a temperatura constante. Quantas moléculas há? Qual é a pressão final do sistema? 
2) Considere que 168 mL de dióxido de carbono a 760 mmHg e 290 ºC sejam resfriados a 0 ºC, à 
pressão constante. Qual o volume final que o gás ocupa? 
3) Qual é o volume molar de nitrogênio (N2) a 225 ºC e 1,00 atm?Quantas moléculas de gás 
nitrogênio ocupam 1,0 mL nessas condições? 
4) Suponha que 40,0 mL de nitrogênio a 98 ºC e 0,384 atm sejam comprimidos até que a pressão 
final seja 1,76 atm a 45 ºC. Qual é o volume final? 
5) Quantos litros 1,0 g de O2 ocupa: a) nas CNTP? b) a 145 ºC e 2,0 atm? 
6) Determine a pressão de cada uma das seguintes substâncias: a) 4,50 x 1022 moléculas de O2 em 
recipiente de 4,50 litros a 25 ºC; b) 3,92 x 1022 moléculas de CH4 e 7,21 x 1022 moléculas de CO2 
em um recipiente de 6,75 litros a 425 K. 
7) Suponha que 40,0 mL de hidrogênio e 60,0 mL de nitrogênio nas CNTP são transferidos ao 
mesmo recipiente de 125 mL. Qual é a pressão final da mistura a 0 ºC? 
8) Qual é a massa específica (densidade) do etano (C2H6) a 0,480 atm e 25 ºC? 
9) A massa específica do oxigênio nas CNTP é 1,43 g/L. Qual é o seu valor a 400 ºC e 2,5 atm? 
10) Calcule a massa molecular de determinado gás, sabendo que 0,224 g dele ocupam 238 cm³ a 728 
mmHg e 99 ºC. 
11) 1,64 L de H2, medidos a 38 ºC e 2,4 atm foram queimados com oxigênio em excesso, formando 
água. Quantos litros de oxigênio, medidos a 38 ºC e 1,2 atm, foram consumidos? 
12) Quando nitrato de potássio, KNO3, sofre decomposição térmica, há a formação de nitrito de 
potássio, KNO2, e oxigênio, O2. Escreva a equação balanceada da reação e calcule quantos litros 
de O2 são formados nas CNTP, se 5,0 g de nitrato são decompostos? 
 
Termodinâmica 
 
13) Calcule w e ∆U para a expansão de 10,0 g de N2 de 10,0 L até 20,0 L ocorrendo a 300 ºC contra 
uma pressão constante de 0,8 atm, quando são fornecidos ao sistema 125 J de calor. 
14) Um sistema se expande de 2,50 L até 4,50 L contra uma pressão de 4,80 atm. Calcule: a) o 
trabalho feito pelo sistema sobre as vizinhanças; b) o trabalho realizado pelas vizinhanças sobre o 
sistema. 
15) Determinado gás expande isotermicamente (∆U = 0) de 2,40 L até 6,70 L contra uma pressão 
constante de 8,00 atm. Qual é o calor absorvido pelo gás? 
16) 1,0 mol de um gás ideal inicialmente nas CNTP se expande isotermicamente (∆U = 0), contra 
uma pressão de 0,1 atm. Qual é o valor absorvido pelo gás para uma pressão final de a) 0,5 atm? 
b) 0,1 atm? 
17) Um sistema se expande a uma pressão constante de 1,00 atm de 2,00 L até 9,00 L, enquanto 
absorve 14,0 kJ de calor. Quais são os valores de ∆U e ∆H? 
18) A massa específica do gelo a 0 ºC é 0,0917 g/mL e da água líquida na mesma temperatura é 
0,9998 g/mL. Se ∆Hfus da fusão do gelo é 6,009 kJ/mol, quanto é ∆Ufus? 
 
 
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Campus Duque de Caxias 
 
19) Escreva a equação química balanceada e calcule o calor padrão de combustão do etino (C2H2), a 
25 ºC, sabendo que são formados CO2 gasoso e H2O líquida. Dados: ∆Hfº(C2H2(g))=+226,8 
kJ/mol; ∆Hfº(CO2(g))=-393,5 kJ/mol; ∆Hfº(H2O(l))=-285,8 kJ/mol. 
20) Determine ∆Hrº para a reação abaixo, sabendo que ∆Hfº(H2S(g))=-20,6 kJ/mol; ∆Hfº(SO2(g))=-
296,8 kJ/mol; ∆Hfº(H2O(l))=-285,8 kJ/mol: 
H2S(g) + 3/2 O2(g) → SO2(g) + H2O(l) 
21) Calcule ∆Hrº para a reação: 
Na2O(s) + 2 HCl(g) → 2 NaCl(s) + H2O(g) 
sabendo que ∆Hfº(H2O(g)) = -241,8 kJ/mol; ∆Hfº(NaCl(s)) = -412,1 kJ/mol; ∆Hfº(HCl(g)) = -92,3 kJ/mol; 
∆Hfº(Na2O(s)) = -415,9 kJ/mol. 
22) Qual é o calor necessário para elevar a temperatura de 146 g de cobre de 46,1 ºC a 98,2 ºC? 
Dados: CP,Cu= 24,4 J/(mol.K). 
23) Uma peça de 25,0 g de ferro à temperatura de 14,9 ºC é colocada em contato com uma peça de 
35,0 g de ouro à temperatura de 64,1 ºC. Admitindo que o sistema não perde calor para o 
ambiente, qual será a temperatura final? Dados: CP,Au=25,4 J/(mol.K) ;CP,Fe= 25,1 J/(mol.K). 
 
Gabarito: 
1) 2,7 x 1023 moléculas; 5,32 atm 
2) 81,5 mL 
3) 40,84 L/mol; 1,47 x 1019 moléculas/mL 
4) 7,48 mL 
5) a) 0,7 L; b) 0,536 L 
6) a) 0,406 atm; b) 0,956 atm 
7) 0,8 atm 
8) 0,591 g.L-1 
9) 1,45 g/L 
10) 30,0 u.m.a. 
11) 1,64 L 
12) 0,554 L 
13) w = 81 J; ∆U = 685 J 
14) 973,3 J; - 973,3 J 
15) 3,48 kJ 
16) 1,13 kJ; 2,04 kJ 
17) 13,3 kJ; 14,0 kJ 
18) 6,009 kJ/mol 
19) -1299,6 kJ/mol 
20) -562,0 kJ 
21) -465,5 kJ 
22) 2,92 kJ 
23) 29,0 ºC