Química Geral Lista de Exercícios 2

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Lista de Exercícios 2 – Química Geral Teórica 
 
 
1- Converta: a) 0,357 atm para torr b) 6,6 x 10-2 torr para atm c) 147,2 KPa para torr 
2- O carbonato de cálcio CaCO3(s) decompõem-se pelo aquecimento em CaO(s) e CO2(g) e 
coletado em um frasco de 250 mL. Depois da decomposição completa o gás tem pressão de 1,3 
atm à 31 
0
C. Qual a quantidade de matéria de CO2(g) é produzida? 
3- A pressão de um gás numa lata de aerossol é 1,5 atm à 25oC. Suponde que ele obedece a 
lei dos gases ideais, qual seria a pressão se a lata fosse aquecida a 450 
o
C? 
4- Um balão cheio tem volume de 6,0 L no nível do mar (1 atm) e é incitado a subir até que a 
pressão seja de 0,45 atm. Durante a subida a temperatura cai de 22 
o
C para -21 
o
C. Calcule o 
volume do balão a essa altitude final. 
5- Qual a densidade do vapor de tetracloreto de carbono a 714 torr e 125 oC. 
6- A massa molar média de Titã, a maior lua de saturno, é 28,6 g/mol. A temperatura da 
superfície é 95 K e a pressão é 1,6 atm. Supondo o comportamento ideal, calcule a densidade da 
atmosfera de Titã. 
7- O air bags de segurança de automóveis contém gás nitrogênio gerado pela decomposição 
rápida de azida sódica NaN3. Se um airbag tem um volume de 36L e contém gás nitrogênio a 
uma pressão de 1,15 atm à temperatura de 26,0 
o
C, quantos gramas de NaN3 devem ser 
decompostos 
 2NaN3(s) 2Na(s) + 3N2(g) 
 
8- Uma mistura gasosa de 6,0 g de O2 e 9,0 g de CH4 é colocada em um recipiente de 15 L a 
0
o
C. Qual a pressão parcial de cada gás e a pressão total no recipiente? 
 
9- Explique o que é tensão superficial. 
 
10- Preveja qual substância terá maior viscosidade na sua forma liquida a 0oC 
 
a) H3C-CH2-OH ou CH3-O-CH3 
 
11- As substâncias A, B, C, X,Y e Z foram testadas para classificação. Os resultados dos testes 
são indicados na tabela abaixo. Classifique-as como metálica, iônica, reticular ou sólido 
molecular 
 
 
 
12- O potássio cristaliza-se em um a estrutura cúbica de corpo centrado. O raio atômico do 
potássio é de 235 pm. Determine: 
 
a) O número de átomos por cela unitária 
b) O número de coordenação do retículo 
c) O comprimento da Aresta da cela unitária 
 
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13- Calcule a densidade de cada um dos metais a partir das seguintes informações: 
(use a tabela periódica para encontrar as massas molares) 
 
a) Platina (estrutura cúbica de face centrada e raio atômico = 139 pm) 
b) Césio (estrutura cúbica de corpo centrado e raio atômico = 272 pm) 
c) Níquel (estrutura cúbica de face centrada e raio atômico = 125 pm) 
d) Rubídio (estrutura cúbica de corpo centrado e raio atômico = 250 pm) 
 
 
14- Calcule o raio atômico dos seguintes elementos a partir da informação dada : 
(use a tabela periódica para encontrar as massas molares) 
 
a) Irídio (estrutura cúbica de face centrada e densidade = 22,6 g cm
-3
) 
b) Molibdênio (estrutura cúbica de corpo centrado e densidade = 10,2 g cm
-3
) 
c) Ouro (estrutura cúbica de face centrada e densidade = 19,3 g cm
-3
) 
d) Vanádio (estrutura cúbica de corpo centrado e densidade = 6,11g cm
-3
) 
 
 
15- Um elemento cristaliza-se em uma rede cúbica de corpo centrado. A aresta da célula 
unitária é 2,86 Angstrom. e a densidade do cristal é 7,92 g. Calcule a massa atômica do 
elemento? 
 
16- Uma amostra de gás em um cilindro consome 524 kJ de calor. Ao mesmo tempo, um 
pistão comprime o gás e realiza 340 kJ de trabalho. Qual é a variação de energia Interna do 
gás durante o processo? 
 
17- A energia interna de um sistema aumentou 982 J quando ele absorveu 492 J de calor. 
a) O trabalho foi realizado contra ou a favor do sistema? 
b) Quanto trabalho foi realizado? 
 
18- Um gás em um cilindro foi colocado em um aquecedor e ganhou 5500 kJ de calor. Se o 
volume do cilindro aumentou de 345 ml para 1846 ml contra uma pressão atmosférica de 750 
torr durante o processo, qual é a variação de energia interna do gás no cilindro? 
 
19- Calcule o trabalho em cada um dos seguintes processos, começando com uma amostra 
de gás em um sistema com pistão com T = 305 K, P = 1,79 atm e V = 4,29 L. 
 
a) Expansão irreversível contra a pressão externa constante de 1 atm, até o volume final 6,52 L 
 
b) Expansão reversível isotérmica até o volume final 6,52 L. 
 
20- A combustão completa do ácido acético, HC2H3O2(l), para formar H2O(L) e CO2(g) 
à pressão constante Libera 871,1 kJ de calor por mol de HC2H3O2. 
 
a) Escreva uma equação termoquímica balanceada para essa reação; 
 
b) Desenhe um diagrama de entalpia para a reação. 
 
21- Considere a seguinte reação: 
 
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) ∆H = -1.204kJ 
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a) A reação é endotérmica ou exotérmica? 
 
b) Calcule quantidade de calor transferida quando 2,4g de Mg(s) reagem a pressão constante; 
 
c) Quantos gramas de óxido de magnésio são produzidos durante uma variação de entalpia de 
96,0 kJ? 
 
d) Quantos quilojoules de calor são absorvidos quando 7,50g de MgO(s) se decompõem 
em Mg(s) e O2(g) a pressão constante? 
 
22- Quando as soluções contendo íons prata e íons cloreto são misturadas, precipita cloreto de 
prata: 
 
 Ag
+
(aq) + Cl
-
(aq)  AgCl(s) ΔH = 65,5 KJ 
 
a) Calcule o ∆H para a formação de 0,540 mol de AgCl por essa reação reação; 
 
b) Calcule o ∆H para a formação de 1,66g de AgCl; 
 
c) Calcule o ∆H quando 0,188 mmol de AgCl se dissolve em água. 
 
 
23- Dadas as seguintes equações: 
 
P4(s) + 3O2(g) → P4O6(s) ∆H = -1.640,1kJ 
P4(s) + 5O2(g) → P4O10(s) ∆H = -2.940,1kJ 
 
Calcule a variação de entalpia para a reação: 
 
P4O6(s) + 2O2(g) → P4O10(s) ∆H = ? kJ 
 
 
24- Calcule a entalpia de reação da síntese do gás cloreto de hidrogênio 
H2(g) + Cl2(g)  2HCl(g) a partir das seguintes informações: 
 
 NH3(g) + HCl(g)  NH4Cl(s) ∆H = -176,0 kJ 
 N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) ∆H = -92,22 kJ 
 N2(g) + 4H2(g) + Cl2(g)  2NH4Cl(s) ∆H = -628,86 kJ 
 
25- Indique para cada um dos processos abaixo se a entropia do sistema aumenta ou diminui. 
 
a) Congelamento da água 
b) Evaporação do clorofórmio 
c) Sublimação do dióxido de carbono (gelo seco) 
d) Compressão do gás nitrogênio à temperatura constante 
e) A água é misturada ao álcool à temperatura constante. 
f) Um automóvel enferrujando 
g) Água aquecida de 25oC para 26oC 
h) N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g) 
 
 
 
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26- Para cada um dos seguintes pares indique qual apresenta a maior entropia 
 
a) 1 mol de NaCl(s) ou 1 mol de HCl(g) 
b) 1 mol de HCl(g) à 25 
o
C ou 1 mol de HCl(g) à 50 
o
C 
c) 1 mol de H2O(l) ou 1 mol de H2O(g) ambos a 0
o
C 
 
27- O ponto de ebulição normal do benzeno, C6H6, é 80,1 
o
C e seu calor molar de vaporização 
nesta temperatura e 1 atm é 30,8 KJ mol
-1
 . Qual a entropia molar de vaporização do benzeno? 
Qual é a variação de entropia quando 1,0 g de benzeno ferve à 1 atm? 
 
R: 87,2 kJ mol
-1
 e 1,12 J K
-1
 
 
28- ΔS para certa reação é de -100 J K-1mol-1. Se a reação ocorre espontaneamente, qual deve 
ser o sinal algébrico de ΔH? 
 
29- Determine a variação de entropia para: 
 
a) congelamento de 1,0 mol de H2O à 0
o
C (dado ΔHfusão água = 6,01 kJ mol
-1
 à 0
o
C) 
R: -22,0 J K
-1
 
 
b) Vaporização de 50,0 g de etanol (C2H5OH) a 351,5 K (dado ΔHvap etanol = 43,5 kJ mol
-1
 à 0
o
C) 
R: +134 J K
-1
 
 
30- Enuncie a segunda lei da termodinâmica.31- Calcule a energia livre de Gibbs padrão de formação para o HCl gasoso a 25oC 
considerando apenas os seguintes dados: 
 
S
o
 H2(g)= 130,6 J K
-1
 mol
-1
 S
o 
HCl(g) = 186,8 J K
-1
 mol
-1 
S
o
 Cl2(g)= 222,9 J K
-1
 mol
-1
 ΔHof HCl = -92,3 kJ mol
-1
 
R: -95,3 kJ mol
-1
 
 
 
32- Calcule a variação de entropia das vizinhanças quando: 
a) 1 mJ de calor é liberado do sistema para as vizinhanças à 2,0 x 10
-7
 K 
R: +5,0 x 10
3
 J K
-1
 
 
b) 1 J, a energia de uma única batida do coração, é liberada do sistema para as vizinhanças à 
37
o
C. 
R: +3,0 x 10
-3
 J K
-1
 
 
c) 100 J de calor são absorvidos pelo sistema (das vizinhanças) à 50
o
C 
R: -0,309 J K
-1
 
 
33- Considere a seguinte reação para produção de formaldeído a 25oC: 
 
H2(g) + CO(g)  H2CO(g) H
o
 = +1,96 kJ So = -109,58 J K-1 
 
Calcule a variação de entropia das vizinhanças (R: -6,57 J K
-1
), a variação da energia livre de 
Gibbs (R: +34,53 kJ) para o processo e preveja se a reação será ou não espontânea (R: não 
espontânea). 
 
34- Para o caso acima, qual deve ser a variação da entropia total? 
R: -0,116 kJ K
-1
 
 
35- Explique por que as reações exotérmicas tendem a ser espontâneas. 
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36- Explique como uma reação endotérmica pode ser espontânea. 
 
37- Calcule as variações de entalpia, de entropia e da energia livre de Gibbs padrões para as 
reações abaixo a partir dos dados fornecidos (Tabela 1) e em seguida confirme se os resultados 
são condizentes com aqueles esperados pela expresão 
Gor = H
o
r 
- 
TSor 
Prediga também se as reações serão ou não espontâneas. 
 
a) oxidação da magnetita a hematita: 
 
2 Fe3O4(s) + ½ O2(g)  3Fe2O3(s) 
 
R: Hor = -235,8 kJ S
o
r = -133,17 J K
-1
 G
o
r= -195,8 kJ 
 
b) A dissolução de fluoreto de cálcio em água 
 
CaF2(s)  CaF2(aq) 
 
R: Hor = +11,5 kJ S
o
r = -149,7 J K
-1
 G
o
r= +56,2 kJ 
 
Tabela 1: Dados Termodinâmicos a 25
o
C 
Substância Hof (kJ mol
-1
) Sm
o
 J K
-1
mol
-1
) Gof (kJ mol
-1
) 
Fe3O4(s) -1118,4 + 146,4 -1015,4 
Fe2O3(s) -824,2 87,40 -742,2 
O2(g) 0 +205,14 0 
CaF2(s) -1219,6 + 68,87 -1167,3 
CaF2(aq.) -1208,09 -80,8 -1111,15 
 
 
38- Escreva a equação química de formação para as substâncias indicadas abaixo e então 
calcule as variações da energia livre de Gibbs de formação com base nos dados indicados na 
Tabela 2 e empregando 
 
Gof = H
o
f 
- 
TSof 
 
Para cada caso, determine se a reação será ou não espontânea 
 
a) NH3(g) (R: -16,48 kJ) 
b) H2O(g) (R: -228,58 kJ) 
c) CO(g) (R: -137,2 kJ) 
d) NO2(g) (R: +51,32 kJ) 
 
 
Tabela 2: Dados Termodinâmicos a 25
o
C 
Substância Hof (kJ mol
-1
) Sm
o
 J K
-1
mol
-1
) 
N2(g) 0 +191,61 
H2(g) 0 +130,68 
O2(g) 0 +205,14 
C(s) grafite 0 +5,74 
NH3(g) -46,11 +192,45 
H2O(g) -285,83 +188,83 
CO(g) -110,53 +197,67 
NO2(g) +33,18 +240,06 
 
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39- Assumindo que Hor e S
o
r são constantes com a temperatura, use os dados da Tabela 3 
para calcular Gor a 80
o
C para as reações químicas equacionadas abaixo. Para cada reação 
determine o intervalo de temperatura no qual cada uma é espontânea. 
 
a) B2O3(s) + 6HF(g) 2BF3(g) + 3H2O(l) 
R: -98,42 kJ (espontânea abaixo de 612,9 K) 
 
b) CaC2(s) + 2HCl(aq)  CaCl2(aq) + C2H2(g) 
R: -283,7 kJ (espontânea em todas as temperaturas) 
 
c) C(s)grafite  C(s)diamante 
R: +3,082 kJ (não espontânea em todas as temperaturas) 
 
 
Tabela 3: Dados Termodinâmicos a 25
o
C 
Substância Hof (kJ mol
-1
) Sm
o
 J K
-1
mol
-1
) 
B2O3(s) -1272,8 +53,97 
HF(g) -271,1 +173,78 
BF3(g) -1137,0 +254,12 
H2O(l) -285,83 +69,91 
CaC2(s) -59,8 +69,96 
HCl(aq) -167,16 +56,5 
CaCl2(aq) -877,1 +59,8 
C2H2(g) -1300 +200,94 
C(s) grafite 0 +5,74 
C(s) diamante +1,895 +2,377