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Lista 4 - Quimica Geral 2

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE
LABORATÓRIO DE CIÊNCIAS QUÍMICAS – LCQUI –
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II - QUI01203
PERÍODO:2008/2 - PROF. SERGIO LUIS CARDOSO
4ª LISTA DE EXERCÍCIOS – ENERGIA DE LIGAÇÃO, CALORÍMETROS, ENTALPIA, LEI DE 
HESS, ESTADOS PADRÕES
1) A entalpia H é uma função de estado, porém o calor trocado q, não é. Explique.
2) Dado um processo a pressão constante, ∆H é negativa. O processo é endotérmico ou 
exotérmico?
3) A combustão completa do metanol, CH3OH (l) formando H2O (l) e CO2 (g), a pressão constante, 
libera 726,7 kJ de calor por mol de metanol. Escreva a equação termoquímica equilibrada da 
reação. Desenhe o diagrama de entalpia da reação.
4) Dada a equação termoquímica da combustão do etano gasoso:
C2H6 (g) + 7/2 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3H2O (g) ∆H = -1430 kJ
a) Esta reação é endotérmica ou exotérmica?
b) Qual é a variação de entalpia da reação inversa?
c)Equilibre a equação direta com coeficientes inteiros
d)Qual a variação de entalpia DH da reação obtida no item c
e) O que é mais provável ser termodinâmicamente favorecida, a reação direta ou a reação 
inversa?
f) Se na reação fosse produzida H2O (l) ao invés de vapor d'água H2O (g), o valor de ∆H seria 
maior, menor ou não se alteraria? Explique
5) Uma mistura de hidrogênio e oxigênio gasosos é inflamada em um cilindro contendo um 
pistão. Em consequência da reação, o sistema perde 1150 J de calor para as vizinhanças. A 
reação também provoca a elevação do pistão quando os gases quentes se expandem. Estes 
gases efetuam 480 J de trabalho para deslocar o pistão contra a força da pressão atmosférica. 
Qual a variação de energia interna do sistema?
6) Que quantidade de calor se desprende na combustão, a pressão constante, de 4,50 g de 
metano gasoso?
CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g) ∆H = -802 kJ
7) O peróxido de hidrogênio decompõem-se em água e oxigênio conforme a reação:
 2H2O2 (l) 2H2O (l) + O2 (g) + ∆H = -196 kJ
Calcular o calor desprendido q quando houver a decomposição de 5,00 g de H2O2 (l) a pressão 
constante?
8) Quando se misturam 50 mL de HCl 1,0 mol/L a 50 mL de NaOH 1,0 mol/L num calorímetro 
improvisado, a temperatura da solução resultante se eleva de 21,0 0C até 27,5 0C. Calcular a 
variação de entalpia na reação admitindo que a perda térmica do calorímetro seja desprezível, 
que o volume total da solução seja 100 mL,que a densidade da solução seja 1,0 g/mL e que o 
calor específico seja 4,18 J/g.K
9) Quando se misturam, num calorímetro a pressão constante, 50,0 mL de AgNO3 0,100 mol/L 
com 50,0 mL de HCl 0,100 mol/L, a temperatura da mistura se eleva de 22,30 0C até 23,11 0C. A 
elevação de temperatura é provocada pela reação:
AgNO3 (aq) + HCl (aq) AgCl (s) + HNO3 (aq)
Calcular a variação de entalpia ∆H desta reação admitindo que a massa da solução da mistura 
seja 100,0 g, e que seu calor específico seja 4,18 J/g.0C.
10) A hidrazina, N2H4, e seus derivados, são usados amplamente nos combustíveis de foguetes. 
A combustão de hidrazina ocorre de acordo com a reação:
N2H4 (l) + O2 (g) N2 (g) + 2H2O (g) 
Quando se queima 1,00 g de hidrazina numa bomba calorimétrica, a temperatura do calorímetro 
se eleva de 3,51 0C. Se a capacidade calorífica do calorímetro for 5,510 kJ/C, qual a 
quantidade de calor desprendido? Qual o calor da reação de combustão de 1 mol de 
hidrazina?
11) Quando se dissolve 6,50 g de hidróxido de sódio em 100,0 g de água, em um calorímetro a 
pressão constante, a temperatura se eleva de 21,6 0C para 37,5 0C. Calcular ∆H (em kJ/mol de 
NaOH) para o processo:
 NaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)
12) Qual a relação entre a Lei de Hess e o fato de a entalpia H ser uma função de estado?
13) O carbono pode ocorrer nas formas grafite e diamante. A entalpia de combustão da grafite é 
-393,5 kJ/mol e a do diamante é -395,4 kJ/mol conforme abaixo:
C (grafite) + O2 (g) CO2 (g) ∆H = -393,5 kJ
C (diamante) + O2 (g) CO2 (g) ∆H = -395,4 kJ
Calcular a variação ∆H da conversão de C (grafite) em C (diamante).
14) Calcular ∆H para a reação NO (g) + O (g) NO2 (g) dadas as seguintes informações:
 NO (g) + O3 (g) NO2 (g) + O2 (g) ∆H = -198,9 kJ
 O3 (g) 3/2 O2 (g) ∆H = -142,3 kJ
 O2 (g) 2 O g) ∆H = 495,0 kJ 
15)Calcular a variação da entalpia-padrão da combustão de 1 mol de benzeno, C6H6 (l) a CO2 (g) 
e H2O (l). Comparar a quantidade de calor desprendida na combustão de 1,00 g de propano 
(C3H8) com a quantidade desprendida na combustão de 1 g de benzeno. Dicas: não esqueça de 
balancear as equações referentes as reações de combustão! Utilize uma tabela com valores-
padrão termodinâmicos.
16) Dada a entalpia-padrão da seguinte reação, use as entalpias padrão de formação de uma 
tabela termodinâmica para calcular a entalpia padrão de formação do CuO (s).
CuO (s) + H2 (g) Cu (s) + H2O (l) ∆H0 = -130,6 kJ
17)Uma porção de 28 g de cereal para lanches, servida com 120 mL de leite desnatado, 
proporciona 8 g de proteínas, 26 g de carboidratos e 2 g de gordura. Com os poderes caloríficos 
médios destes nutrientes (usar tabela disponível na página do curso), estimar a energia contida 
nesta porção de alimentos. Se uma pessoa de peso médio consome cerca de 62,5 Cal/Km 
durante uma corrida, quantas porções de cereal com leite correspondem as exigências 
energéticas de uma corrida de 5 Km?
Obs: O valor energético dos alimentos é, em geral expresso, na forma de calor de combustão de 
carboidratos (como C6H12O6), gorduras (lipídios) e proteínas, correspondendo aos valores 
seguintes: 
carboidratos = 17,0 kJ/grama
gorduras = 38,0 kJ/grama
proteínas = 17,0 kJ/grama
18) A gasolina é constituída essencialmente por hidrocarbonetos, dos quais muitos possuem 8 
átomos de carbono chamados de octanos. Um dos octanos que tem a combustão mais limpa é o 
2,3,4-trimetilpentano (C8H18). A combustão completa de um mol deste composto, a CO2 (g) e H2O 
(g), tem ∆H0 = -5069 kJ. 
a) Escreva a equação equilibrada da combustão de 1 mol de C8H18 (l).
b) Escreva a equação equilibrada da formação de C8H18 (l) a partir de seus elementos.
c) Calcular ∆H0f do 2,3,4-trimetilpentano.
19) Uma amostra de 0,100 mol de propano, um dos constituintes do GLP, foi colocada em uma 
bomba calorimétrica com excesso de O2 e inflamada, segundo a equação:
 C3H8 (g) + 5 O2(g) 3 CO2( g) + 4 H2O(l) 
A temperatura inicial do calorímetro era de 25,000 oC e sua capacidade calorífica era 97 kJ/o C. A 
reação aumentou a temperatura para 27,282o C.
a) Quantos joules foram liberados pela queima do propano?
b) Qual a variação de energia interna, em kJ/mol, para o C3H8?
20) Costuma-se considerar que a necessidade energética diária para uma pessoa de 50 kg seja 
de, aproximadamente, 2.000 kcal. Supondo que essa energia seja obtida unicamente pela queima 
de glicose, no metabolismo, calcule a massa de glicose a ser ingerida, por dia, sabendo que o 
valor energético desse alimento é de 17 kJ/grama. Obs.: 1 kcal = 4,18 kJ
21) Sabe-se que o Poder Calorífico de um combustível é a quantidade de energia (em calorias ou 
Joules) liberada por unidade de massa queimada (grama, quilograma ou tonelada). Consultando 
tabelas de entalpias de combustão, calcule o Poder Calorífico, em calorias/grama, para os 
seguintes combustíveis:
a) Hidrogênio
b) Etanol
c) Metanol
d) Glicose
e) C (grafite)
22) De forma simplificada a reação de fotossíntese pode ser assim representada:
6 CO2( g) + 6 H2O (v) C6H12O6(s) + 6 O2(g)Sabendo que as entalpias de formação do CO2, H2O e glicose valem, respectivamente, - 94,0 , 
- 58,0 e - 242,0 kcal/mol, qual a entalpia da reação de fotossíntese?
23) Tanto gás natural como óleo diesel são utilizados como combustíveis em transportes urbanos. 
A combustão completa do gás natural e do óleo diesel liberam, respectivamente, 9,0 x 102 kJ e 
9,0 x 103 kJ por mol de hidrocarboneto. A queima desses combustíveis contribui para o efeito 
estufa, pela produção de CO2 . Sabendo que esses dois combustíveis correspondem a CH4 e 
C14H30, para igual energia liberada, quantas vezes a contribuição do óleo diesel é maior do que o 
metano? 
24) Faça a análise da combustão de uma molécula de metano CH4 (g). Qual o valor da energia, 
em J, produzida nesta reação? Um fóton de Raio-X típico tem a energia de 8 keV. Compare a 
energia de combustão à energia deste Raio-X
25) Calcule a quantidade de calor que deve ser retirada de 9 g de água líquida para fazer um 
cubo de gelo. Considere ∆H de fusão da água = 6,01 kJ/mol.
26) Utilizando a tabela de energias de ligação disponibilizada na página do curso, estime o calor 
liberado pela queima de um mol de metano (CH4) em função das entalpias necessárias para 
romper e formar as ligações envolvidas no processo.
27) A reação abaixo representa a variação de energia envolvida na obtenção do alumínio a partir 
da bauxita:
Al2O3 (s) 2Al (s) + 3/2 O2 (g) ∆H = 1657,7 kJ/mol
Calcule a energia necessária para fabricar 6 latas de refrigerantes, cuja massa é de 13,5 g cada. 
Expresse o resultado em kWh e considere a eficiência do processo seja de 70%.. Dicas: A 
produção de alumínio é uma transformação endotérmica e baseada na ação da eletricidade sobre 
o Al2O3 fundido (PF = 2015 0C). Massa atômica do alumínio = 27 g/mol. 1 kWh = 3,6 x 103 kJ.
28) A energia mínima necessária para viver é definida como requerimento metabólico básico 
(RMB). Uma pessoa em estado de coma precisa, para sobreviver, de seu RMB, o qual é 
administrado por via intravenosa. As atividades diárias de todas as pessoas exige energia, 
INCLUSIVE PENSAR! A quantidade de energia necessária para cada pessoa depende da idade, 
do sexo, da estatura e do tipo de atividade que realiza. A quantidade de energia que uma pessoa 
precisa para viver a cada hora é conhecida como Requerimento energético básico (REB). O 
REB é calculado pelo pelo produto RMB x A onde A é a área corporal (em m2) estimada (A = 
0,202 x peso0,425 x altura0,725). Jorjão é aluno do curso de engenharia da UENF de 18 anos, 1,80 m 
e 82 Kg. Sabendo-se que para uma pessoa do sexo masculino de 18 anos o RMB é igual a 170 
kJ/m2h:
a) Calcule e energia diária necessária para que Jorjão mantenha-se vivo apenas dormindo 
(considere que o consumo metabólico para viver apenas dormindo é de 0 kJ/h. 
b) Calcule a energia diária necessária para o caso em que Jorjão realize as seguintes atividades 
durante o dia: 8 horas estudando sentado (200 kJ/h)
 1 hora andando devagar (500 kJ/h)
 4 horas sentado assistindo TV (130 kJ/h)
 30 minutos jogando futebol (2100 kJ)
 2 horas comendo e se vestindo (150 kJ/h)
 1 hora tomando banho! (145 kJ/h)
 7 horas e 30 minutos dormindo (0 kJ/h)
PS – Os valores das atividades acima estão definidos para uma pessoa de 70 kg e 1,70 m de 
altura (A = 1,8 m2) Calcule o fator de correção (Ajorjão/A) e aplique no valor total da energia 
encontrada.
29) O calor de formação do etileno, C2H4, é + 51,9 kJ/mol. A estrutura da molécula é:
Utlizando a tabela termodinâmica e o valor da energia da ligação C-H igual a 415 kJ/mol, calcule 
a energia da ligação C=C . Compare o valor obtido com o valor fornecido na tabela de energias de 
ligação.
30) Utilize as energias médias de ligação (conforme tabela fornecida na pagina do curso) para 
calcular o calor padrão de formação de propano (C3H8 (g)) em kJ/mol. Compare o valor calculado 
com o valor constante na tabela termodinâmica (disponível na página do curso).
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	DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II - QUI01203
	PERÍODO:2008/2 - PROF. SERGIO LUIS CARDOSO

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