L3 QUI117 2017 2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUI117 – FÍSICO-QUÍMICA (2017/2) 
LISTA DE EXERCÍCIOS III 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 51. Calcule ∆G para um processo isotérmico no qual 0,022 mol de um gás ideal, a 22ºC, vai de 
172,7bar para 749,9Torr. R.: ∆G = - 278J. 
 
QUESTÃO 52. Calcule ∆A e ∆G envolvidos na expansão isotérmica, a 25°C, de 1,0 mol de um gás ideal de 
1,0dm
3
 até 100,0dm
3
. R.: ∆A = - 2,74kcal; ∆G = - 2,74kcal. 
 
QUESTÃO 53. Calcule ∆A quando 2,5 mols de um gás ideal, com p
C
= 2,5R, varia de 28,5L e 400K para 
42,0L e 400K. R.: ∆A = - 3220J. 
 
QUESTÃO 54. Se a energia de Helmholtz permanece constante, estimar a pressão final de 1,0 mol de um 
gás ideal na transformação: (1,0atm, 300K) → (p2, 600K). Dado: 
S
gás = R. R.: p2 = 4,0atm. 
 
QUESTÃO 55. Calcule o ∆G° da reação de combustão do metano, a 298K. Dados: ∆G°form.(298K)O2(g) = 0; 
∆G°form.(298K)CH4(g) = - 50,72kJ/mol; ∆G°form.(298K)CO2(g) = - 394,36kJ/mol; ∆G°form.(298K)H2O(l) = - 237,13kJ/mol. 
R.: ∆G° = - 818kJ/mol. 
 
QUESTÃO 56. Determine ∆G°, a 25°C, da seguinte reação: C6H6(l) + 3H2(g) → C6H12(l). Dados: 
 
Composto C6H6(l) H2(g) C6H12(l) o
)form.( 298K
ΔH
(kJ.mol
-1
) 48,95 0 -157,70 
o
)K298(
S
 (J.K
-1
.mol
-1
) 173,26 130,68 203,89 
R.: ∆G° = - 97,7kJ/mol. 
 
QUESTÃO 57. Seja a seguinte expansão adiabática reversível de 1,0 mol de um gás cuja equação de estado 
é p(V – b) = RT: (25
0
C, 1,0x10
6
Pa) → (5
0
C, 0,5x10
6
Pa). Calcule ∆G. Dados para o gás: 
S
 = R; p
C
 = 4R e b = 
23,4x10
-6
m
3
mol
-1
. R.: ∆G = - 510,54J. 
 
QUESTÃO 58. Considerando comportamento ideal, determine ∆A para a seguinte expansão adiabática 
reversível de 2,0 mols de CO(g): (25ºC, 1,0x10
5
Pa) → (5ºC, 0,5x10
5
Pa). Dados para o CO(g): 
S
 = 
197,56J/molK; p
C
= 29,10J.K
-1
.mol
-1
. R.: ∆A = - 7,071kJ. 
 
QUESTÃO 59. Expresse 
p
T
U






∂
∂ e estime o valor de ∆U associado ao aquecimento isobárico, sob 1,0atm, de 
1,0 mol de benzeno inicialmente a 25ºC até 75ºC. Dados para o benzeno: M = 78,12g/mol; d = 0,877g/cm
3
; 
pC = 136,1J/mol.K; α = 12,4x10-4K-1. R.: ∆U = 6,8kJ/mol. 
 
QUESTÃO 60. Expressando
p
A
G






∂
∂ diga qual é a variação da energia de Helmholtz de um mol de um gás 
ideal que sofre um processo isobárico cuja variação da energia de Gibbs é de 10kJ/mol. Dado para o gás: RS
= . R.: ∆A = 20kJ/mol. 
 
QUESTÃO 61. Determine o valor de 
VC , a 25°C e 1atm, para o CHCl3(l). Dados do CHCl3(l) a 25°C e 1atm: d 
= 1,49gcm
-3
; α = 1,33x10
-3
K
-1
; κ = 9,8x10
-5
atm
-1
; M = 119,4gmol
-1
 e p
C
= 116Jmol
-1
K
-1
. R.: 
VC= 72,3J/molK. 
 
QUESTÃO 62. Determine ∆G e ∆S de uma mistura gasosa ideal de hidrogênio e nitrogênio, com massa de 
3,06g, em um recipiente de 5,0L na temperatura de 25ºC e pressão de 1,0atm. Dados: MH2 = 2,0g/mol; MN2 
= 28,0g/mol. R.: ∆G = - 0,35kJ; ∆S = 1,2J/K. 
 
QUESTÃO 63. Seja uma mistura ideal, a 25°C, envolvendo n mol de H2(g), (8-n) mol de O2(g) e 4,0 mol de 
N2(g). Calcule o valor de n para o qual a energia de Gibbs da mistura possua um mínimo. Calcule o valor 
mínimo da energia de Gibbs da mistura. R.: n = 4; ∆Gmist. = - 2,73kJ. 
 
QUESTÃO 64. A seguinte reação é preparada com as quantidades iniciais de cada substância relacionadas 
a seguir: 6H2(g) (18,0mols) + P4(g) (2,0mols) → 4PH3(g) (1,0mol). Determine o grau de avanço da reação se 
todo o P4(g) reage para formar o produto. R.: ξ = 2,0mols. 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
QUI117 – FÍSICO-QUÍMICA (2017/2) 
LISTA DE EXERCÍCIOS III 
 
 
 
 
 
 
QUESTÃO 65. A pressão de equilíbrio do H2(g) sobre U(s) e UH3(s) entre 450K e 715K é descrita pela 
expressão: ln p = 69,32 – 14164 T
-1
 – 5,65 lnT, onde p é dado em atm e T em K. Encontre a constante de 
equilíbrio para a reação de formação do UH3(s), a 500K. Explique o que ocorre com o equilíbrio se a 
temperatura for aumentada. R.: Kp = 1,48x10
-4
; desloca para esquerda. 
 
QUESTÃO 66. Quando são colocados 15,0x10-3mol de um reagente A(g) e 18,0x10
-3
mol de um reagente B(g) 
em um recipiente aquecido a 600K, o seguinte equilíbrio é estabelecido: A(g) + B(g) ↔ 2C(g) + 3D(g). O sistema 
em equilíbrio contém 10,0x10
-3
mol de C(g) e está a 1085torr de pressão. Determine Kp e ∆Gº para a reação, a 
600K. R.: Kp = 0,071; ∆G° = 13,2kJ/mol. 
 
QUESTÃO 67. Para quantidades estequiométricas molares, ∆Gº para a reação, 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g), a 
25ºC, é - 457,14kJ/mol. Em um sistema em que pH2(g) = 0,775bar, pO2(g) = 2,88bar e pH2O(g) = 0,556bar, 
determine o ∆G da reação. Determine Kp da reação, a 298K. R.: ∆G = - 461,1kJ/mol; Kp = 1,36x10
80
. 
 
QUESTÃO 68. Para a reação de isomerização do ciclohexano em metilciclopentano, a constante de 
equilíbrio depende da temperatura conforme a expressão: T
20594,814lnK
p −= . Calcule ∆Hº e ∆Sº da reação 
de isomerização, a 25°C. R.: ∆Hº = 17,1kJ; ∆Sº = 40,02J/K. 
 
QUESTÃO 69. O NH4HS(s) se dissocia segundo a reação: NH4HS(s) ↔ NH3(g) + H2S(g). A 25ºC, a pressão de 
equilíbrio é de 500torr. Calcule Kp, a 298K, da reação. R.: Kp(298K) = 0,11. 
 
QUESTÃO 70. A 727°C, Kp = 3,42 para a reação: 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g). Se 0,00265mol de SO2(g), 
0,00310mol de O2(g) e 0,00144mol de SO3(g) são colocados em um reator de 185mL vazio, mantido a 727°C, 
determine: a) o número de mols de todas as espécies no equilíbrio e b) a pressão no equilíbrio. R.: a) nSO2(g) 
= 0,00139mol, nO2(g) = 0,00247mol, nSO3(g) = 0,00270mol; b) p = 2,91atm. 
 
QUESTÃO 71. Para a reação: H2S(g) + I2(s) → 2HI(g) + S(s, rômbico), Kp = 1,33x10
-5
, a 60ºC. Qual será a fração 
molar de HI(g) no equilíbrio, a 60ºC, quando a pressão total for de 1,0bar? R.: xHI(g) = 0,0036. 
 
QUESTÃO 72. A 1000K e 1atm tem-se o equilíbrio: C2H6(g) ↔ C2H4(g) + H2(g). No equilíbrio, a mistura consiste 
de 0,26mol de H2(g), 0,26mol de C2H4(g) e 0,48mol de C2H6(g). Calcule o valor de Kp a 1000K. Se ∆H° para a 
reação é 137kJ/mol e independente da temperatura, qual o valor de Kp a 298K? Calcule ∆G° para a reação, a 
298K. R.: Kp(1000K) = 0,14; Kp(298K) = 2,0x10
-18
; ∆G° = 101kJ/mol. 
 
QUESTÃO 73. O iodo molecular (I2) se dissocia parcialmente em iodo atômico (I), a temperaturas 
relativamente moderadas. A 1000K, para um sistema com um volume de 1,0L que tem 0,006 mol de I2 
inicialmente presentes, a pressão de equilíbrio final é de 0,750atm. Calcule a constante de equilíbrio para a 
reação: I2(g) ↔ 2I(g). Considere comportamento ideal do sistema. R.: Kp = 1,13. 
 
QUESTÃO 74. Foram misturadas quantidades equimolares de H2(g) e CO(g) para obtenção do HCHO(g), a 
25ºC. Avalie a fração molar de equilíbrio do formaldeído, HCHO(g), a 25ºC como uma função da pressão total 
e calcule essa fração molar para uma pressão total de 10,0atm. Dados a 298K: ∆G°form.CO(g) = - 
32,807kcal/mol; ∆G°form.HCHO(g) = - 26,300kcal/mol; ∆G°form.H2(g)= 0. R.: xHCHO = 4,2 x10
-5
. 
 
QUESTÃO 75. O tetróxido de dinitrogênio se dissocia segundo a reação: N2O4(g) ↔ 2NO2(g). Calcule o grau 
de dissociação, λ, a 25°C e 1,0atm de pressão. Dados: ∆G
o
(form., 298K), N2O4(g) = 23,49kcal.mol
-1
; ∆G
o
(form., 298K), 
NO2(g) = 12,39kcal.mol
-1
. R.: λ = 0,166. 
 
QUESTÃO 76. Considere a reação: Ag2O(s) ⇔ 2Ag(s) + 0,5O2(g) para a qual tem-se: ∆Gº(J.mol
-1
) = 32384 + 
7,52T.lnT - 116,48T. Qual o valor da pressão de equilíbrio quando a temperatura é 460,3K? Determine a 
variação de entalpia desta reação a 460,3K. Para que lado desloca o equilíbrio ao se aumentar a pressão? 
Justifique. R.: p = 1,0bar; ∆H = 28,9kJ/mol; desloca paraesquerda. 
 
QUESTÃO 77. O grau de dissociação do PCl5(g), de acordo com a reação: PCl5(g) → PCl3(g) + Cl2(g), é 0,92, a 
600K, sob uma pressão de 5,0atm. Qual será o grau de dissociação quando a pressão for igual a 1,0atm? Se 
o grau de dissociação a 520K e 1,0atm for de 0,80, qual será o valor de ∆Hº, ∆Gº
 
e ∆Sº,
 
a 520K? R.: λ = 
0,982; ∆H° = 88,9kJ/mol; ∆G° = - 2,49kJ/mol; ∆S° = 175,9J/mol.K.