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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? MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro 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
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