Lista de exercícios Termoquímica

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IFES / CAMPUS VILA VELHA 
LICENCIATURA EM QUÍMICA 
4a LISTA DE EXERCÍCIOS – Termoquímica 
QUÍMICA GERAL II 
Professor: Caliari, P.C. 
Aluno(a): 
 
 
 
1) O metanol é um combustível que, recentemente, assumiu grande importância em nosso 
país. Ele é empregado, também, na fabricação de formaldeído e de ésteres metílicos. Pode 
ser preparado sinteticamente através da hidrogenação controlada de monóxido de carbono, 
em uma reação que se processa sob pressão e em presença de catalisador. O calor de 
combustão do metanol, nas condições padrão, é de –727KJ por mol de metanol. As 
entalpias de formação, nas condições padrão, de CO(g), CO2(g) e H2O(l) são, 
respectivamente, -110, -393 e –286KJ/mol. Determine o calor da reação, em KJ/mol, de 
preparação do metanol a que o texto se refere, indicando o procedimento utilizado para o 
cálculo. 
 
 
2) Dados cada um dos sistemas a seguir: i) 5,00mol de água líquida; ii) 5,00mol de vapor 
d'água; iii) 5,00mol de hidrogênio molecular; iv) 10,00mol oxigênio atômico. a) Calcule o 
valor de entalpia de formação padrão para cada sistema. b) Qual é o sistema de energia 
mais alta? E o de energia mais baixa? c) Calcule a variação de entalpia quando são postos 
para reagir 10,00mol de hidrogênio atômico e 5,00mol de oxigênio atômico para produzir 
água líquida. Dados a 298K: ∆Ho(H2O,l)= –285,83kJ.mol
–1; ∆Ho(H2O,g)= –241,82kJ.mol
–1; 
∆Ho(H2,g) = 0kJ.mol
–1 ; ∆Ho(O2,g) = 0kJ.mol
–1 ; ∆Ho(H,g) = +217,97kJ.mol–1 ; 
∆Ho(O,g)= + 249,17kJ.mol–1 
 
 
3) Dados cada um dos sistemas a seguir: i) 5,00mol de água líquida; ii) 5,00mol de vapor 
d'água; iii) 5,00mol de hidrogênio molecular; iv) 10,00mol de oxigênio atômico. a) Calcule o 
valor de entropia absoluta para cada sistema. b) Qual é o sistema mais organizado? E o 
menos organizado? c) Calcule a variação de entropia quando se atomiza 5,00 mol de água 
líquida. d) Calcule os valores de variação de entropia na formação dos sistemas (i) a (iv). 
Dados a 298K: So(H2O,l)= 69,91J.K
–1.mol–1; So(H2O,g)= 188,83J.K
–1.mol–1; 
So(H2,g)=130,684J.K
–1.mol–1; So(O2,g)= 205,138J.K
–1.mol–1; So(H,g)=114,71J.K–1.mol–1; 
So(O,g)=161,06J.K–1.mol–1. 
 
 
4) A partir dos dados obtidos nos exercícios 3 e 4, calcule o valor de energia livre de Gibbs 
de formação para os sistemas (i) a (iv), a 298 K. Com base nos dados obtidos, discuta qual 
dos sistemas é o mais estável a essa temperatura. 
 
 
5) Calcule o valor do calor liberado pela combustão de um mol de etano, e por um mol de 
acetileno. Determine qual combustível libera mais calor por unidade de massa? Dados a 
298K: ∆Ho(elementos)= 0 ; ∆Ho(C2H6)= –84,68kJ.mol
–1 ; ∆Ho(C2H2)= +226,73kJ.mol
–1 ; 
∆Ho(CO2)= –393,51kJ.mol
–1 ; ∆Ho(H2O)= –241,82kJ.mol
–1 
 
 
6) O óxido de cálcio reage com a água segundo a equação: CaO(s) + H2O(g)  Ca(OH)2(s). 
a) Calcule a variação de entalpia desta reação. b) Calcule a variação da entropia desta 
reação. c) Calcule o valor de ∆G a 200°C. Em que sentido a reação é espontânea? d) 
Idem, para 1000°C. e) Calcule a temperatura em graus Celsius em que o valor de ∆G é 
nulo. Dados a 298K: ∆Ho(CaO)= –635,09kJ.mol–1 ; So(CaO)= –39,75J.K–1.mol–1; 
∆Ho(H2O)= –241,82kJ.mol
–1; So(H2O)= 188,83J.K
–1.mol–1; ∆Ho[Ca(OH)2]= –986,09kJ.mol
–1; 
So[Ca(OH)2]= 83,39J.K
–1.mol–1. 
 
 
7) Em uma reação química o volume dos produtos é 20cm3 maior que o volume dos 
reagentes. Calcule o trabalho de expansão (em Joules) produzido pelo sistema quando o 
processo se realiza a pressão constante. 
 
 
8) Muitos cozinheiros cuidadosos têm sempre bicarbonato NaHCO3 de sódio à mão, pois 
ele é um extintor de incêndios de óleos ou gorduras. Seus produtos de decomposição 
ajudam a apagar as chamas. A reação é: 2NaHCO3(s)  Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g). 
Calcule o calor padrão da reação. Conhecidos os calores padrão de formação dos produtos 
e reagente. Dados: ∆Ho[NaHCO3(s)]= -947,7kJ/mol; ∆H
o[CO2(g)]= -393,13kJ/mol; 
∆Ho[Na2CO3(s)] = 1131kJ/mol e ∆H
o[H2O(g)]= -242,0kJ/mol. 
 
 
9) Considere as seguintes equações químicas, à temperatura de 300K: 
 
1. 2H2O2(g) → 2H2O(g) + O2(g). ∆S°= 31,0kcal.K
–1.mol–1 e ∆H°= –50,5kcal.K–1.mol–1. 
 
2. N2(g) + 2O2(g) → 2NO2(g). ∆S°= –28,7kcal.K
–1.mol–1 e ∆H°= 16,2kcal.K–1.mol–1. 
 
Com base nos dados anteriormente fornecidos, justifique as seguintes afirmações: 
 
a) A reação química traduzida pela equação representada por 1 é uma reação espontânea. 
 
b) A reação química traduzida pela equação representada por 2 não é uma reação 
espontânea. 
 
 
Abraços 
Caliari