LISTA DE EXERCÍCIOS termodinamica química geral

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LISTA DE EXERCÍCIOS DE QUÍMICA GERAL: Termodinâmica (entregar no dia da prova) 
 
1. Uma certa reação se realiza à pressão constante. Durante o processo, o sistema absorve das 
vizinhanças 125 kJ de calor, e como o sistema se expande no decorrer da reação, ele realiza um 
trabalho de 12 kJ sobre as vizinhanças. Calcule o valor de q, w, ∆U, ∆H do sistema. 
 
2. Uma amostra de gás em um sistema com pistão se expande, realizando 536 kJ de trabalho sobre a 
vizinhança ao mesmo tempo que 214 kJ de calor são adicionados ao gás. (a) Qual é a variação de 
energia interna do gás durante o processo? (b) A pressão do gás será maior ou menor no término do 
processo? 
 
3. Por que ∆U e ∆H são aproximadamente iguais nos processos de fusão e congelamento, mas são 
diferentes nos processos de vaporização e condensação? 
 
4. Uma amostra de 185 g de cobre a 72,1 ˚C é resfriada pela perda de 45,0 J de calor. Qual a 
temperatura final do cobre? Dados: MM Cu = 63,55 g/mol; C = 24,4 J˚C-1mol-1. 
 
5. Calcule o valor de ∆H˚ a 25 ˚C para cada uma das seguintes reações: 
a) SO2 (g) + ½ O2 (g)  SO3 (g) 
b) SO3 (g)  SO2 (g) + ½ O2 (g) 
c) 2 SO3 (g) + S (s)  3 SO2 (g) 
Dados: ∆H˚f, kJ mol-1: 
SO2(g) = -296,8; SO3 (g) = -395,7; 
 
6. Dadas as energias de ligação, em kcal.mol-1: 
 
Qual é a variação da entalpia da reação representada pela equação: 
 
7. O valor de ∆H de uma reação química pode ser previsto através de diferentes caminhos. Determine 
o ∆H do processo: 
CH4+ F2→CH3F + HF 
Utilizando as seguintes reações e considere todas as substâncias no estado padrão. 
 
8. Durante a produção industrial do ácido sulfúrico são necessárias as seguintes etapas 
intermediárias: combustão do enxofre e oxidação do dióxido de enxofre. 
 
Determine o valor da entalpia padrão de formação do trióxido de enxofre de acordo com a reação a 
seguir: 
9. Considerando os dados abaixo: 
N2 (g) + O2 (g)  2 NO (g) ∆H = + 180,7 kJ 
2 NO (g) + O2 (g)  2 NO2 (g) ∆H = - 113,1 kJ 
2 N2O (g)  2 N2 (g) + O2 (g) ∆H = - 163,2 kJ 
Use a lei de Hess para calcular o ∆H para a reação: 
N2O (g) + NO2 (g)  3 NO (g) 
 
10. Para cada um dos seguintes pares, a 1 atm, indique qual substância tem maior entropia: (a) 1 mol 
de NaCl(s) ou 1 mol de HCl(g), ambos a 25 °C, (b) 1 mol de HCl(g) a 25 °C ou 1 mol de HCl(g) a 50 °C, 
(c) 1 mol de H2O(l) ou 1 mol de H2O(g), ambos a 0 °C. 
 
11. O calor de vaporização do etanol, C2H5OH, é 39,4 kJ mol–1, e seu ponto de ebulição normal é 
78,3 °C. Calcule a variação de entropia quando 20,0 g de etanol vapor a 1 atm condensam para líquido 
a esta temperatura. 
 
12. O calor de fusão do brometo de potássio é 20,9 kJ mol–1. Se a entropia de fusão do KBr é 
20,5 J K–1mol-1, qual é o ponto de fusão deste composto? 
 
13. O ponto de ebulição normal do metanol (CH3OH) é 64,7 °C, e sua entalpia molar de vaporização é 
∆Hvap= 71,8 kJ/mol. (a) Quando CH3OH(l) ferve em seu ponto de ebulição normal, sua entropia 
aumenta ou diminui? (b) Calcule o valor de ∆S quando 1,0 mol de CH3OH(l) for vaporizado a 64,7 °C. 
 
14. Faça uma previsão do sinal algébrico de ∆S para cada uma das seguintes reações: 
 
 
15. Calcule a energia livre de Gibbs-padrão de combustão do acetileno, C2H2, formando CO(g) e H2O(g) a 
25°C. 
 
16. Suponha que para um dado processo o valor de ∆H é 50 kJ, e que o valor de ∆S é: 120 JK–1 mol–1. O 
processo é espontâneo a 25°C? 
 
17. Calcule a variação de energia livre de Gibbs molar do processo H2O(l)  H2O(g) em 1 atm e 
(a) 95 °C, (b) 105 °C. A entalpia de vaporização é 40,7 kJ.mol-1 e a entropia de vaporização é 
+109, 1 J K-1 mol-1. Indique, em cada caso, se a vaporização é espontânea ou não. 
 
18. Para uma dada reação, ∆H= 95 kJ e ∆S= 83 J K-1. Acima de qual temperatura a reação será 
espontânea? 
 
19. Calcule o valor da constante de equilíbrio Kp a 25°C para a reação 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g). 
 
20. Calcule a entropia padrão de reação, a entalpia e a energia livre de Gibbs de cada uma das 
seguintes reações. Use dados tabelados. 
a) a produção de “gás de síntese”, um combustível industrial de baixa qualidade: 
CH4(g) + H2O(g)  CO(g) + 3 H2(g) 
b) a decomposição térmica do nitrato de amônia: 
NH4NO3  N2O + 2 H2O(g)