Lista de exercícios 4 Termodinâmica

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Ministério da Educação
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus Apucarana
 
Disciplina: Química ___________Docente: Lilian Tonin
Lista de Exercícios 4 – Termodinâmica
1) Dadas as equações termoquímicas, I e II:
I) C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H = –94 kcal/mol 
II) C(s) + O2(g) → CO(g) ∆H = –26 kcal/mol,
a variação de entalpia da reação CO2(g) + C(s) → 2CO(g) é?
2) A fermentação e a respiração são processos pelos quais uma célula pode obter energia. Nas equações
abaixo, estão apresentadas as duas reações citadas e as energias correspondentes.
C6H12O6(s) → 2C2H5OH(l) + 2CO2(g) ∆H = -230 kJ 
C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(g) ∆H = -2880 kJ 
Utilizando os dados apresentados nas equações, pode-se determinar que a queima completa de 1 mol de
etanol:
a) libera 2650 kJ. 
b) absorve 2510 kJ. 
c) libera 1325 kJ. 
d) absorve 2050 kJ. 
e) libera 115 kJ.
3) Considere a equação a seguir: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ∆H = –572kJ. É correto afirmar que a reação é:
a) exotérmica, liberando 286kJ por mol de oxigênio consumido. 
b) exotérmica, liberando 572kJ para dois mols de água produzida. 
c) endotérmica, consumindo 572kJ para dois mols de água produzida. 
d) endotérmica, liberando 572kJ para dois mols de oxigênio consumido. 
e) endotérmica, consumindo 286kJ por mol de água produzida.
 
4) Para cada uma das seguintes reações sugira, se a variação de entropia do sistema seria: (i) próxima
de zero; ii) positiva; ou (iii) negativa. Explique suas respostas.
a) N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
b) Zn(s) + Cu2+(aq) → Zn2+(aq) + Cu(s)
c) 3Mg(s) + 2 Fe3+(aq) → 3Mg2+(aq) + 2Fe(s)
d) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)
e) C(diamante) → C(grafite)
5) Um cubo de gelo de massa 18g é adicionado a um grande copo de água próximo de 0oC. Calcule a
variação de entropia: do gelo; da água (sem o gelo) e do universo (sistema + vizinhança). A variação
da entalpia de fusão para a água é +6,01 kJ/mol.
6) Calcule a variação de entropia-padrão a 298K para as reações abaixo:
a) Hg(l) + Cl2(g) → HgCl2(s)
b) C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6CO2(g) + 6 H2O(g) 
7) Responda se a reação de combustão do magnésio é espontânea a 298K. Dado:
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) ∆Sor = -217 J/K ∆Hor = -1.202 kJ
8) A formação do fluoreto de hidrogênio gasoso a partir de seus elementos em suas formas mais
estáveis é espontânea a 25oC? A variação de entropia e entalpia para esta reação são: ∆Sor = +14,1
J/K ∆Hor =-546,4 kJ
9) A formação do benzeno líquido a partir de seus elementos em suas formas mais estáveis é
espontânea a 25oC? A variação de entropia e entalpia para esta reação são:
∆Sor = -253,18 J/K ∆Hor = +49,0 kJ
10) Confirme que o benzeno líquido e o vapor do benzeno estão em equilíbrio no ponto normal de
ebulição do benzeno, 80,1 oC, e 1 atm de pressão. A entalpia de vaporização no ponto de ebulição é
30,8 kJ/mol e sua entropia de vaporização é +87,2 J/K.mol.
11) Considere a reação para a produção de formaldeído gasoso a partir de gás hidrogênio e monóxido de
carbono gasoso. Avalie se a reação é espontânea a 25oC. ∆Hor = +1,96 kJ e ∆Sor = -109,58 J/K a
partir de duas estratégias:
a) Calcule a variação de entropia total para avaliar a espontaneidade da reação;
b) Calcule a variação da energia livre de Gibbs para avaliar a espontaneidade da reação;
12) Se uma reação química tiver uma variação positiva na entropia, ∆S, então:
a) Aumenta a desordem do sistema. 
b) a reação é exotérmica. 
c) o calor vai do sistema para a vizinhança. 
d) a energia livre de Gibbs é negativa. 
e) a reação é espontânea.
13) A termodinâmica pode ser usada para determinar todos os seguintes, EXCETO:
a) o sentido em que uma reação é espontânea. 
b) a extensão a que uma reação ocorre. 
c) a velocidade da reação. 
d) a temperatura em que uma reação é espontânea. 
e) a variação da entalpia de uma reação.
14) Qual dos seguintes envolve uma diminuição da entropia? 
a) a sublimação do dióxido de carbono 
b) a dissolução do NaCl na água 
c) a decomposição de N2O4(g) a NO2(g)
d) a evaporação do etanol 
e) congelamento da água líquida a gelo
15) Uma afirmação da segunda lei da termodinâmica é que:
a) as reações espontâneas são sempre exotérmicas. 
b) a energia é conservada em uma reação química. 
c) a entropia do universo está aumentando continuamente. 
d) a entalpia da reação é a diferença entre as entalpias dos produtos e dos reagentes 
e) a energia livre de Gibbs é uma função da entalpia e da entropia.
16) Todos os seguintes processos conduzem a um aumento na entropia EXCETO:
a) aumentar a temperatura de um gás. 
b) congelar um líquido. 
c) evaporar um líquido. 
d) formar misturas a partir de substâncias puras. 
e) reações químicas que aumentam o número de mols de gás
17) Qual reação deve ter uma variação negativa na entropia? 
a) 2 NH3 → N2(g) + 3 H2(g) 
b) CaO(s) + CO2(g) → CaCO3(g) 
c) NaCl(s) → Na+(aq) + Cl-(aq) 
d) N2O4(g) → 2 NO2(g) 
e) 2C(s) + O2(g) → 2CO(g)
18) Calcule a variação molar padrão da entropia para a combustão do metano. 
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
19) Calcule a variação de entropia padrão para a seguinte reação: 2 Ag2O(s) → 4 Ag(s) + O2(g)
20) Para a seguinte reação a 25 °C: N2(g) + O2(g) → 2 NO(g). Calcule
∆Souniv, dado ∆Sosis = 24,8 J/K e ∆Hosis = 181,8 kJ.
21) Prediga os sinais de ∆H e de ∆S para a evaporação da água a 35°C. 
a) ∆ H > 0 e ∆ S > 0 
b) ∆ H > 0 e ∆ S < 0 
c) ∆ H < 0 e ∆ S > 0 
d) ∆ H < 0 e ∆ S < 0 
e) Não há informação suficiente para responder a esta pergunta.
22) Prediga os sinais de ∆H, de ∆S, e de ∆G para a fusão do gelo a 50°C. 
a) ∆ H < 0, ∆ S < 0, ∆ G < 0 
b) ∆ H < 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
c) ∆ H < 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
d) ∆ H > 0, ∆ S < 0, ∆ G < 0 
e) ∆ H > 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0
23) Se ∆G < 0 para uma reação a todas as temperaturas, então ∆S é ________ e ∆H é ________. 
a) positivo, positivo 
b) positivo, negativo 
c) zero, positivo 
d) negativo, positivo 
e) negativo, zero
24) A dissolução do nitrato de amônio ocorre espontaneamente na água. Enquanto o NH4NO3 se dissolve,
a temperatura da água diminui. Quais são os sinais de ∆H, de ∆S, e de ∆G para este processo? 
a) ∆ H < 0, ∆ S < 0, ∆ G < 0 
b) ∆ H < 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
c) ∆ H < 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
d) ∆ H > 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
e) ∆ H > 0, ∆ S < 0, ∆ G > 0
25) O ácido sulfúrico concentrado diluindo-se em água pode ser perigoso. A temperatura da solução pode
aumentar rapidamente. Que são os sinais de ∆H, de ∆S, e de ∆G para este processo? 
a) ∆ H < 0, ∆ S < 0, ∆ G < 0 
b) ∆ H < 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
c) ∆ H < 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
d) ∆ H > 0, ∆ S > 0, ∆ G < 0 
e) ∆ H > 0, ∆ S < 0, ∆ G > 0
26) Calcule ∆Gο para as reações abaixo a 25°C:
a) 4 Fe(s) + 3O2(g) → 2 Fe2O3(s)
b) PCl3(g) + Cl2(g) → PCl5(g)
c) C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3 H2O(l)