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CAPÍTULO 10 - TERMOQUÍMICA
1) A queima de 1,010 g de açúcar (C12H22O11) em uma bomba calorimétrica eleva a temperatura da água de 24,92 para 28,330C. O calorímetro contém 980,0 g de água. A capacidade térmica da bomba é de 785J/0C.
a) Como você representaria a equação balanceada para esta reação de combustão?
b) Qual é o calor de combustão deste açúcar em kJ/mol?
c) Quantas calorias possuem 4,8g de açúcar?
R= -5,66x103kJ/mol; 19x103cal
2) A fissão de 500g de urânio natural libera uma energia equivalente a 6,82x107 kCal. Calcule quantos litros de álcool etílico serão necessários queimar para produzir a mesma quantidade de calor.
C2H5OH (l) + 3O2(g) ( 2CO2(g) + 3H2O (l)
Dados: MM etanol = 46,1 g/mol; densidade do etanol = 0,789 g/ml;
 (H0f (kCal/mol) a 250C e 1 atm:
C2H5OH (l) = -66,4; CO2(g) = -94,1 ; H2O (l) = -68,3
R= 1,22x104L
3) Calcule (E de um gás para um processo no qual o gás:
a) Absorve 20 J de calor e realiza 12 J de trabalho ao se expandir.
b) Libera 30 J de calor e recebe 52 J de trabalho quando é comprimido.
R= +8J; +22J
4) Quando 2,0 moles de H2 e 1,0 mol de O2, a 1000C a 1 atm, reagem para produzir 2,0 moles de vapor d'água a 1000C e 1 atm, um total de 484,5 kJ são liberados. Quais são:
a) (H ? 
b)(E para a formação de um único mol de H2O(g)?
Dado: R = 8,31 J/mol.K
R= -484,5kJ; -241kJ
5) Calcule a entalpia de formação do CH4, em kJ/mol . Sabe-se que (Hcombustão (CH4) = -213 kCal/mol.Utilize os calores de formação necessários consultando a tabela do livro texto ou nos anexos desta lista.
R= -73,9kJ/mol
6) Calcular a entalpia de formação do Ca(OH)2 (s) a partir dos seguintes dados:
H2(g) + 1/2 O2(g) ( H2O (l) ;			(H= -68,3 KCal
CaO (s) + H2O (l) ( Ca(OH)2 (s) ;		(H= -15,3 KCal
Ca (s) + 1/2 O2(g) ( CaO(g) ;			(H= -151,8 KCal
R= -235kCal/mol
7) Calcule o (H da seguinte reação à 250C e 1 atm:
4HCl(g) + O2(g) ( 2 H2O(g) + 2 Cl2(g)
(H0f HCl = - 22,063 Cal/mol
(H0f H2O = - 57,798 cal/mol
R= -27,344Cal/mol
8) A combustão de um mol de benzeno líquido, que gera CO2(g) e H2O (l), libera 3271kJ, quando os produtos são trazidos a 250C e 1 atm. Calcule o calor-padrão de formação do benzeno (l), a 250C, realizada à pressão atmosférica. (Valores em KJ/mol)
C6H6 (l) + 7,5 O2(g) ( 3 H2O (l) + 6CO2(g)
R= +49kJ/mol
9) Em um dia quente você leva 6 latinhas de cerveja para a praia, resfriando-as com gelo. Cada latinha de alumínio pesa 40,0g e contém 300g de cerveja. O calor específico do alumínio é de 0,9032J/g0C e da cerveja é 4,10J/g0C.
Responda:
a) Qual é a quantidade de calor que deve ser absorvida pelas 6 latinhas para diminuir a temperatura de 250C para 50C?
b) Qual a massa de gelo que deve ser dissolvido para absorver esta quantidade de calor?
Dados: MM H2O= 18 u.m.a.; (H fusão H2O= 6000J/mol
R= 1,52x105J; 456g.
10) Escreva a equação e calcule o calor de formação de 1 mol de NH4Cl(g) a 250C e 1 atm.
Dados: 
(Hf NH3(g)= -11,02 kCal/mol
(Hf HCl(g) = -22,06 kCal/mol
NH4Cl(g) ( NH3(g) + HCl (g); (H = +42,07 kCal/mol
11) O chumbo é conhecido e utilizado desde a Antigüidade. Para obter o metal, o minério galena (PbS) é primeiramente queimado ao ar para formar PbO:
PbS (s) + 3/2 O2(g) ( PbO (s) + SO2(g); 	(H= -413,7kJ
	O óxido é então reduzido pelo carbono (usava-se carvão vegetal para este fim). 
PbO (s) + C (s) ( Pb (s) + CO(g) ; 	(H=+106,8kJ
Responda:
a) Para obter 1,04 kg de Pb (PA= 208) a partir da galena, quanto de calor será requerido ou liberado?
b) Caso o CO produzido no item "a" fosse levado a CO2, qual percentagem do calor calculado naquele item, poderia ser produzido?
Dados:
(H0f :CO(g)= -110,5 kJ/mol
	CO2(g)= -393,5 "
	PbO (s)= -217,9 "
	SO2(g)= -296,1 "
11) Calcular a Entalpia de formação do naftaleno sólido, C10H8, a partir dos seguintes dados:
	(H(f do CO2(g) = -94,05 Kcal/mol
	(H(f da H2O = -68,32 Kcal/mol	
C10H8 (s) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (l)		(H = -1232 Kcal
Obs: Equação não balanceada
12) 74,8 g de uma amostra de cobre metálico a 143(C, são adicionados em um recipiente isolado, contendo 165 cm3 de glicerol C3H8O3 (d= 1,26 g/cm3) a 24,8(C. A temperatura final observada é de 31,1(C. Qual é o calor específico de glicerol (em J/g(C), sabendo que o calor específico do cobre é de 0,393 J/g(C?
13) Determine os sinais de (H, (S e (G para a reação que ocorre no sentido direto.
AB (crist) + B2(g) ( AB3(crist)
E que transcorre a temperatura de 298K. Como mudará o valor de (G( com o aumento da temperatura?
14) O CO2 exalado na respiração de astronautas é muitas vezes removido da nave espacial pela reação com hidróxido de lítio.
2LiOH (s) + CO2 (g) ( Li2CO3 (s) + H2O (l)
	Estime a massa de hidróxido requerida por astronauta por dia. Assuma que cada astronauta requeira 2,50 x 103 kCal de energia por dia, e que esta energia é proveniente do consumo de glicose, conforme abaixo:
C6H12O6 (s) + 6O2 (g) ( 6 CO2 (g) + 6H2O(l) 	(H0 = -2802,8kJ/mol
Dados: 1Cal = 4,18J
R= 1069,3g
15) Um anel de ouro à temperatura do corpo (aproximadamente 370C) é mergulhado em um copo com 20,0 g de água, que está à 100C. Se a temperatura final do sistema for de 10,990C, qual é o peso do anel.
Dados:
Calor específico do ouro = 0,128 J/g.K 
Calor específico da água = 4,184 J/g.K
16) Uma família requer 150kg de água aquecida para o seu consumo diário. O gás propano (C3H8) é utilizado como combustível para aquecer a água. Considerando-se que a temperatura da água será elevada de 25°C para 65°C, pergunta-se: quantos moles e qual o volume de propano são necessário, para o aquecimento diário da água? 
Dados:
(H (para a combustão do propano) = -2050kJ/mol
Calor específico da água = 4,184 x 10-3kJ/g.K
17) Se 500mL de óleo de oliva, inicialmente a 25°C, recebe 1,25kJ de energia térmica, qual a sua temperatura final? 
Dados: densidade do óleo= 0,91g/mL
R= 26,4°C
18) Qual a capacidade calorífica molar (heat capacity) do álcool etílico, em J/mol.°C; se sua capacidade calorífica é 0,586cal/g.°C?
R= 113J/mol. °C
19) Calcule (H° em kilojoules para seguinte reação, a preparação do instável ácido nitroso.
HCl (g) + NaNO2(s) ( HNO2(l) + NaCl(s)
Use as seguintes equações termoquímicas:
2NaCl(s) +H2O(l) ( 2HCl(g) + Na2O(s) 	(H°= +507,3kJ
NO(g) +NO2(g) + Na2O(s) ( 2NaNO2(s)	(H°=-427,14kJ
NO(g) +NO2(g) ( N2O (g) +O2(g)	(H°=-42,68kJ
2HNO2(l) (N2O(g) + O2(g) +H2O(l)	(H°=+34,35kJ
R= -78,61kJ
20) Quanta energia em kilojoules deve ser absorvida por 450g de água se sua temperatura é alterada de 20 pra 24°C?
R= 7,53kJ
21) Na combustão do diborano (B2H6), formam-se óxido de boro (B2O3) e vapor d’água, com liberação de 464 kCal/mol. Na combustão do boro para formação do óxido de boro há liberação de 283 kCal/mol. Na combustão do hidrogênio para formação do vapor d’água há liberação de 58 kCal/mol. Qual o calor de formação de um mol de diborano?
22) Qual seria o calor de formação do benzeno a partir do etino? A reação envolvida é:
3C2H2 ( C6H6
Sabe-se que os calores de combustão do benzeno e do acetileno são os seguintes:
C6H6 + 15/2 O2 ( 6 CO2 + 3 H2O	(H = (799,35 kCal
C2H2 + 5/2 O2 ( 2 CO2 + H2O	(H = (310,05 kCal
23). Dadas as reações abaixo relacionadas, com os respectivos calores de reação:
C2H4 + 3 O2 ( 2 CO2 + 2 H2O	(H = (337,3 kCal
H2 + 1/2 O2 ( H2O			(H = (68,3 kCal
C2H6 + 7/2 O2 ( 2 CO2 + 3 H2O		(H = (372,8 kCal
Calcule o calor trocado na seguinte reação:
C2H4 + H2 ( C2H6 		(H = ?
R= -32,8kCal/mol.
24) Qual o calor de formação da sacarose (C12H22O11)? São dadas as seguintes equações
C12H22O11 + 12 O2 ( 12 CO2 + 11 H2O		(H = (1349 kCal
H2 + 1/2 O2 ( H2O 		(H = (68,3 kCal
C + O2 ( CO2		(H = (94,0 kCal
25) Dadas as equações abaixo, expresse Q3 em função de Q1 e Q2:
2 Na(s) + 1/2 O2(g) ( Na2O(s)		(H = (Q1
2 Al(s) + 3/2 O2(g)( Al2O3(s)		(H = (Q2
Al2O3(s) + 6 Na(s) ( 2 Al(s) + 3 Na2O(s) 		(H = (Q3
26) Determinar o calor da reação:
2 Al + Fe2O3 ( Al2O3 + 2 Fe
Sabendo-se que:
2 Al + 3/2 O2 ( Al2O3 		(H = (399,09 kCal
2 Fe + 3/2 O2 ( Fe2O3 		(H = (196,5 kCal
27). Numa reação a pressão constante de 1,0 atm, 53,4 kJ de calor são liberados pelo sistema para as vizinhanças. O volume do sistema aumenta de 2,0 L para 4,0 L. Calcule (H e (E. (Obs: 1,0 L. atm = 101,3 kJ)
28) Numa reação endotérmica a pressão constante de 1,0 atm, 70,0 kJ de calor são absorvidos pelo sistema das vizinhanças. O volume do sistema se contrai de 2,3 L para 1,8 L. Calcule (H e (E.
29) Hidrazina e dimetilidrazina reagem rapidamente com oxigênio e podem ser utilizados como combustível de foguete.
N2H4 (l) + O2 (g) ( N2 (g) + H2O (g)
 hidrazina
N2H2(CH3)2 (l) + 4 O2 (g) ( 2 CO2 (g) + 4 H2O (g) + N2 (g)
 dimetilidrazina
	A entalpia molar de formação da hidrazina líquida é + 50,6 kJ/mol e da dimetilidrazina + 42,0 kJ/mol. Através dos cálculos adequados, decida qual dos dois combustíveis produz mais calor por grama ao reagir com oxigênio (à pressão constante).
Dados:
(Hof CO2 (g)= -393,5 kJ/mol
(Hof H2O (g)= -241,8 kJ/mol
30) Usando a tabela de calores padrão de formação, calcular a energia liberada quando:
730g de ácido clorídrico reagem com amônia.
29,9g de sódio reagem com água.
5,85g de hidróxido de magnésio são neutralizados totalmente por ácido clorídrico formando o cloreto diidratado. 
2 moles de peróxido de sódio reagem com água.
31) Usando a tabela de calores padrão de formação, calcular o calor de combustão de:
Benzeno
Álcool metílico
Metano
Sacarose ((H°= 2218,3kJ)
Ácido acético
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CAPÍTULO 11- TERMODINÂMICA
1) Todos os processos espontâneos são exotérmicos? Justifique com um exemplo.
R= não. Evaporação da água, dissolução do NaCl.
2) O que é entropia? Como a entropia varia com:
a) mudança do estado sólido para líquido de uma substância;
b) quando sólidos puros ou líquidos se dissolvem em um solvente;
c) quando um gás se dissolve em um solvente;
d) a complexidade molecular.
R= aumenta, aumenta, diminui, aumenta.
3) A que temperatura (G0 torna-se zero, para a reação abaixo?
CaCO3 (s) ( CaO (s) + CO2(g)
R= 1110K ou 837°C
4) A entropia, S0, do álcool etílico líquido (C2H5OH) é 161 J/K.mol. Se a entalpia de vaporização do álcool é 36,4 kJ/mol a 250C, qual é o valor da entropia, S0 , para o álcool etílico (vapor) no equilíbrio com o líquido a 250C.
R= 283kJ/mol.K
5) Partindo dos seguintes dados:
N2(g) + 3H2(g) ( 2 NH3(g) 			 (H = - 22,04 KCal
NH4Cl (s) ( NH3(g) + HCl (g )		 (H = + 42,07 KCal
H2(g) + Cl2(g) ( 2 HCl(g)			 (H = - 44,12 KCal
Sf0 = -89,34 cal/mol.K para o NH4Cl (s).
a) Obtenha a equação de formação do NH4Cl (s).
b) Calcule o calor de formação do NH4Cl (s).
c) Calcule a temperatura na qual a reação de formação do NH4Cl (s) estará em equilíbrio.
R= -75,1kCal/mol; 841K.
6) Na decomposição de 2 moles de SO3(g) são liberados 2 moles de SO2(g) e 1 mol de 
O2(g). Determine:
a) (H0 da reação de decomposição a 250C.
b) (E para a formação de um único mol de SO2(g) a 250C e pressão constante.
c) (G0 da reação a 250C.
d) Caso a reação não seja espontânea a 250C, indique em qual temperatura ela se tornará espontânea.
	Dados:
	(H0f (kJ/mol)
	S0 (J/mol.K)
	SO2 (g)
	-296,8
	+248,2
	O2(g)	
	0
	+205,1
	SO3(g)	
	-395,7
	+256,8
R= +197,8kJ; 97,7kJ/mol; 141,8kJ; >1053K
7) Calcule a energia livre padrão para a seguinte reação a 298K:
C (grafite) + 2H2(g) ( CH4(g)
	Dados:
	C (grafite)
	H2(g)
	CH4(g)
	(H0f (kJ/mol)
	0
	0
	-74,81
	S0 (J/mol.K)
	5,74	
	130,7	
	186,3
R= -50,72kJ.
8) Durante as mudanças de estado, como na fusão, as fases estão em equilíbrio e (G é igual a zero. Sabendo que o cloro funde a uma temperatura de 172 K e a sua entalpia de fusão é 35,5 kJ/mol, calcule a sua entropia de fusão.
9) ) A entropia de vaporização da acetona é de 85 J/K.mol. Estime o valor da entalpia de vaporização da acetona, sabendo-se que a acetona entra em ebulição a 56,2(C.
10) Para a reação N2O4 (g) ( 2 NO2 (g), sabe-se que (H(r = 57,2 kJ/mol e (S(r = 175,83 J/K.mol. Assuma que esses valores não mudam muito com a temperatura e calcule (G(r a 25(C e a 75(C. Determine a temperatura na qual (G(r seria igual a zero.
R= 325K.
11) a) Complete o quadro abaixo correspondente à reação:
H2O (l) ( H2O (g), 1 atm,
Através da construção de um gráfico, em papel milimetrado, que relaciona (G(Kcal) com a T(K).
b) A partir do gráfico deduza a equação de Gibbs-Helmholtz.
c) A que temperatura a reação acima estará em equilíbrio, a 1atm? 
d) A partir de que temperatura a reação se tornará espontânea?
e) Sabendo que:
 (H0f H2O (g) = -57,8 Kcal
 (H0f H2O (l) = -68,3 Kcal
 (G0f H2O (g) = -54,6 Kcal
 (G0f H2O (l) = -56,7 Kcal, calcule o (H, (G a 298 K e (S e compare as respostas com os resultados do gráfico. 
	
	T (0C)
	T(K)
	(H(Kcal)
	T(S(Kcal)
	(G(Kcal)
	0
	
	
	
	+2,8
	25
	
	
	
	+2,1
	50
	
	
	
	+1,4
	75
	
	
	
	+0,7
	100
	
	
	
	0,0
	125
	
	
	
	-0,7
R= a) 
	T (0C)
	T(K)
	(H (Kcal)
	T(S (Kcal)
	(G (Kcal)
	0
	273
	+10,44
	+7,64
	+2,8
	25
	298
	+10,44
	+8,34
	+2,1
	50
	323
	+10,44
	+9,04
	+1,4
	75
	348
	+10,44
	+9,74
	+0,7
	100
	373
	+10,44
	+10,44
	0,0
	125
	398
	+10,44
	+11,14
	-0,7
 	
b) (G=(H- T(S
c) 100 0C ou 373K
d) >100 0C (>373K)
 e) (H reação= +10,5 Kcal ; (G reação= +2,1 Kcal ; (S reação= +0,028 Kcal 
12) Ao colocarmos fluoreto de hidrogênio (HF) num frasco de vidro, iremos observar que o vidro será atacado por este composto. No entanto, o mesmo comportamento não é observado para o cloreto de hidrogênio (HCl), que pode ser armazenado em recipientes de vidro sem nenhum problema.
	Sabendo que o vidro é formado basicamente por óxido de silício (SiO2), explique estes comportamentos baseando-se em cálculos termodinâmicos. 
Reações:
SiO2 (s) + 4HF(g) ( SiF4 (g) + 2 H2O(g)
	SiO2 (s) + 4HCl(g) ( SiCl4 (g) + 2 H2O(g)
Dados:
	
	SiO2 (s)
	HF(g)
	HCl(g)
	SiF4 (g)
	SiCl4 (g)
	H2O (g)
	(H0f (kJ/mol)
	-910,94
	-271,1
	-92,31
	-1614,94
	-657,01
	-241,82
	S0 (J/K.mol)
	41,84
	173,78
	186,91
	282,49
	330,73
	188,85
13) A produção de metais a partir dos seus óxidos,
 XnOm (s) ( nX (s) + m/2 O2 (g) 
É sempre um processo que consome energia. Daí a necessidade de grandes metalúrgicas estarem próximas a fontes de energia suficientes e baratas.
a) Calcule a partir dos dados fornecidos quantas vezes mais energia é necessário para produzir 1 tonelada de alumínio a partir do Al2O3, em relação a 1 tonelada de ferro, este produzido a partir do Fe2O3.
b) Verifique, através de cálculos, se a produção de ferro a partir da reação com o S (enxofre) poderia levar a alguma economia de energia. 
{Fe2O3 (s) + 3/2 S (s) ( 3/2 SO2 (g) + 2 Fe (s)}
	*********************
	(Hof (kJ/mol)
	S0 (kJ/mol.K)
	(G0 (kJ/mol)
	Al2O3 (s)
	-1670
	+ 0,0510
	-1576
	Fe2O3 (s)
	-822,2
	+ 0,0900
	-741
	SO2 (g)
	-296,1
	+ 0,2485
	-300,4
	S (s)
	0,0
	+ 0,0319
	0,0
	Fe (s)
	0,0
	+ 0,0272
	0,0
	Al (s)
	0,0
	+ 0,0283
	0,0
	O2 (g)
	0,0
	+ 0,2050
	0,0
R= 4,4; sim, 3,96x106kJ de economia.
14) oxidação da glicose, C6H12O6, é a fonte de energia da atividade nervosa e muscular de animais que vivem à pressão constante. Qual seria a variação de energia livre quando um mol de glicose é oxidado segundo a reação abaixo:
C6H12O6 (s)+ 6 O2 (g) ( 6 CO2 (g) + 6 H2O (l)
(H0f (C6H12O6 (s)) = -1260,0 kJ/mol	
(H0f (CO2 (g)) = -393,51 kJ/mol	(H0f (H2O (l)) = -285,83 kJ/mol
S0 (H2O (l)) = 69,91 J/mol.K	S0 (CO2 (g)) = 213,74 J/mol.KS0 (O2 (g)) = 205,14 J/mol.K	S0 (C6H12O6 (s)) = 288,9 J/mol.K
15) Um dos sistemas propelentes usados nos foguetes é uma mistura de hidrazina como combustível e peróxido de hidrogênio como oxidante. Estes reagentes são chamados hipergólicos, isto é, iniciam a reação pelo simples contato, fornecendo nitrogênio e água gasosa. Qual o calor desta reação sendo o calor de formação da hidrazina e do peróxido igual a +12 e – 46kcal/mol, respectivamente.
16) A nossa economia depende em larga escala da produção e exportação de ferro metálico. Uma maneira de se produzir Fe (s) é através da decomposição do seu óxido Fe2O3 segundo a reação:
Fe2O3 (s) ( 2Fe (s) + 3/2 O2 (g)
Verifique se esta reação é espontânea a 25°C e 1atm. Mostre através de cálculos.
Outra maneira de reduzir o Fe+3 do Fe2O3 para ferro metálico é utilizando carbono (na forma alotrópica grafite) como redutor.
C (grafite) + O2 (g) ( CO2 (g)
Escreva a reação de produção do Fe (s) a partir do Fe2O3 utilizando o carbono como redutor.
Esta reação é espontânea a 25°C e 1atm? Mostre através de cálculos.
Qual a temperatura mínima acima da qual esta reação torna-se espontânea? 
Dados:
	*******
	(H°f (kJ/mol)
	S°(J/k.mol)
	Fe2O3 (s)
	-824,2
	87,40
	CO2 (g)
	-393,5
	213,74
	O2 (g)
	-
	205,14
	C (grafite)
	-
	5,70
	Fe (s)
	-
	27,78
17) O estanho branco é convertido a estanho cinza, em países de clima frio. Calcule a temperatura da transformação:
Sn (branco) ( Sn (cinza)
Dados: 
Sn (branco) ( (H°f = 0,0 kJ/mol ; S° = 51,55J/mol.K
Sn (cinza) ( (H°f = -2,09 kJ/mol ; S° = 44,14J/mol.K
18) O álcool metílico (conhecido como álcool da madeira) é relativamente barato para se produzir. Muito foi pensado em termos de sua utilização como precursor na produção de metano, o qual poderia ser obtido pela decomposição do álcool:
CH3OH (l) ( CH4 (g) + ½ O2 (g)
Pergunta-se:
Qual o sinal e a magnitude de (S° para a reação? Foi o sinal coerente com suas expectativas? Por que?
Esta reação seria espontânea nas condições padrões? Justifique.
Em qual temperatura a reação tem seu sentido invertido?
O processo sugerido de conversão de álcool metílico em metano é melhor realizado em altas ou baixas temperaturas?
Dados:
	Substância
	(H°f (kJ/mol)
	S° (J/mol.K)
	(G°f(kJ/mol)
	CH3OH (l)
	-238,7
	126,8
	-166,3
	CH4 (g)
	-74,8
	186,3
	-50,7
	O2 (g)
	--
	205,1
	--
19) Para a reação:
CaSO4 (s) ( Ca+2 (aq) + SO4-2 (aq)
Usando as tabelas disponíveis nesta apostila e no livro texto, calcule:
(H° para o processo
(S° para o processo
(G° para 25°C.
Em qual temperatura a reação mude de sentido?
Dados termodinâmicos:
	XxxxxxxxxX
	(H°f (kJ/mol)
	S°(kJ/mol.K)
	(G°f (kJ/mol)
	Ca (s)
	0,0
	+0,0416
	0,0
	Ca+2 (aq)
	-543,0
	-0,0552
	-553,0
	CaSO4 (s)
	-1432,7
	+0,1067
	-1320,3
	H2SO4 (l)
	-811,3
	+0,1569
	-687,5
	SO4-2 (aq)
	-907,5
	+0,0172
	-742,0
20) A hidrogenação, que é a adição de hidrogênio a um composto orgânico, é uma reação muito importante para a industria química. Como exemplo, temos a hidrogenação do octeno, C8H16 para dar octano, C8H18, segundo a reação abaixo:
C8H16(g) +H2 (g) ( C8H18 (g)
Calcule (H°, (S° e (G° para esta reação, realizada a 25°C.
Esta reação é espontânea sob condições padrão?
Dados:
	Composto
	(H°f (kJ/mol)
	S°(J/K.mol)
	Octeno
	-82,93
	462,8
	Octano
	-208,45
	463,6
	Gás hidrogênio
	0,0
	130,7
21) O metanol (CH3OH) é um álcool importante, usado na obtenção de adesivos, fibras e plásticos. Pode ser sintetizado industrialmente pela reação:
CO (g) + 2H2 (g) ( CH3OH (g)
Qual é o (G° (em kJ) para esta reação?
Qual é o Kp para esta reação, a 100°C?
Dados: (G°f do CH3OH= -161,9kJ/mol
(G°f do CO= -137,2kJ/mol
(G°f do H2= 0 kJ/mol
(G=(G° + RTlnQ; R= 8,314J/K
22) Nos oceanos, bactérias fotossintetizantes produzem compostos como a glicose, a partir de CO2 e H2O, usando luz solar como fonte de energia, segundo a reação abaixo:
6CO2 (g) + 6H2O (l) ( C6H12O6 (aq) + 6O2 (g)
Em zonas mais profundas, onde não há penetração de luz, outras espécies de bactérias são capazes de realizar processo semelhante de produção de glicose. Neste caso, suspeita0se que seja usado o H2S (g) como fonte de energia, pela reação:
H2S (aq) + ½ O2 (g) ( H2O (l) + S (s)
Onde a produção de glicose seria então representada pela seguinte reação:
24H2S (aq) + 6CO2 (g) + 6O2 (g) ( C6H12O6 (aq) + 18H2O (l) + 24S (s)
Mostre com cálculos termodinâmicos porque o primeiro processo de produção de glicose necessita de energia solar e o outro não.
Dados:
	 
	Glicose
	CO2 (g)
	H2O (l)
	O2 (g)
	H2S (aq)
	S (s)
	S°(J/mol.K)
	288,9
	213,74
	69,91
	205,14
	205,79
	31,8
	(H°f(kJ/mol)
	-1260,0
	-393,51
	-283,83
	-
	-20,63
	-
23) O programa brasileiro do álcool é o único no mundo, em larga escala, de utilização de um combustível alternativo para veículos automotores.
Compare a quantidade máxima de trabalho que é possível obter da combustão de 1 litro de álcool com aquela obtida de 1 litro de gasolina. Considere o álcool com 5% de água e a gasolina formada apenas pelo n-octano, C8H18 e temperatura de 1000K.
Considerando que o álcool é produzido a partir de biomassa (em resumo, pela fixação de CO2 da atmosfera), que a gasolina é obtida de combustíveis fósseis e que a combustão de ambos gera CO2, qual dos dois contribui mais para o aumento do efeito estufa?
Dados:
	
	(H°f (kJ/mol)
	S° (J/mol.K)
	Densidade
	M. molar
	C8H18 (l)
	-269,7
	403,2
	0,75
	114
	C2H5OH (l)
	-277,6
	160,7
	0,8
	46
	O2 (g)
	-
	205,0
	-
	32
	H2O (g)
	-241,8
	188,7
	-
	18
	CO2 (g)
	-393,5
	213,6
	-
	44
24) Dada à reação:
	MgCO3 (s) ( MgO (s) + CO2 (g)
Determine:
a) Se a reação é espontânea a 25 0C.
b) O valor de Kp a 25 0C.
c) A que temperatura Kp= 1.
d) Se o aumento de temperatura favorece ou não a reação.
Dados:
	******
	(Hof (kJ/mol) (298,15K)
	S0 (J/K) (298,15K)
	CO2 (g)
	-393,509
	213,74
	MgO (s)
	-601,70
	26,94
	MgCO3 (s)
	-1095,8
	65,7
R= 8,31 x 10-3 kJ/K.mol
(G0= - RT. ln Kp
�
CAPÍTULO 12 - CINÉTICA QUÍMICA
1) Peróxido de hidrogênio decompõe-se em água e oxigênio de acordo com a seguinte reação:
2H2O2 (aq) ( 2 H2O + O2(g)
Sua velocidade de decomposição é medida através de titulação de amostras da solução, com KMnO4, em determinados intervalos de tempo.
Se 0,100 mol/L de H2O2 é consumido em 72,0 min, qual é a velocidade média de consumo? Qual a velocidade de produção de água e oxigênio?
Determinações de velocidade de decomposição mostraram os seguintes dados:
	Concentração inicial
de H2O2 (M)
	Velocidade inicial (M/min)
	0,100
	1,93 x 10-4
	0,200
	3,86 x 10-4
	0,300
	5,79 x 10-4
Pergunta-se:
b1) Qual a ordem da reação?
b2) Escreva a equação de velocidade para a decomposição.
b3) Calcule a constante de velocidade e o tempo de meia-vida para a reação.(considere 400C).
H2O2 é vendido em solução 30%. Se a solução é mantida a 400C, quanto tempo levará para a solução de tornar 10% em H2O2?
Foi determinado que a 500C, a constante de velocidade para a reação é 4,32 x 10-3/min. Calcule a energia de ativação para a decomposição do H2O2 a 400C.
Fabricantes recomendam que soluções de H2O2 sejam mantidas sob refrigeração a 40C. Quanto tempo levará para uma solução 30% para se transformar numa solução 10%, se a solução for de fato mantida sob refrigeração?
A constante de velocidade da reação não-catalisada a 250C é 5,21 x 10-4/min. A constante de velocidade da reação catalisada a 250C é 2,95 x 108 /min. Qual o tempo de meia-vida de cada reação?
H2O2 em solução básica oxida a iodo. O mecanismo proposto para esta reação é:
H2O2 (aq) + I- (aq) ( HOI (aq) + OH- (aq) lenta
HOI (aq) + I- (aq) ( I2(aq) + OH- rápida
Escreva a reação redox total. Escreva uma lei consistentecom este mecanismo proposto.
R= VH2O2=1,4x10-3-VH2O=1,4x10-3-VO2=0,7x10-3 M; 1a ordem; V=k[H2O2]; t ½ =365min, K=1,9x10-3min-1; 578min; 69kJ/mol; 304h; 1330min; H202 (aq) + 2I- (aq) ( I2 (aq) + 2OH- (aq) e V= K[H2O2][I-]
2) Considere a reação A + B ( Produtos. A partir dos dados obtidos a uma certa temperatura, determine a ordem da reação e calcule a constante de velocidade.
	Conc.Inicial A (M)
	1,5
	1,5
	3,0
	Conc. Inicial B (M)
	1,5
	2,5
	1,5
	Velocidade (M/s)
	3,2x10-1
	3,2x10-1
	6,40x 10-1
R= V=k[A]m[B]n; m=1, n=0, K= 0,21s-1.
3) 35,5% de uma certa reação de primeira ordem transcorre em 4,90 min a 250C. Qual é a constante de velocidade?
R=8,9x10-2min-1
4) Considere a reação “A ( B”. A velocidade da reação é 1,6 x 10-2 M/s quando a concentração de A é 0,35 M. Calcule a constante de velocidade se a reação é :
De primeira ordem em A;
De segunda ordem em A
R= 4,5x10-2s-1; 0,013/M.s
5) Qual é o tempo de meia-vida de um composto se 75% de uma certa amostra do composto decompõem-se em 60 min? Considere a reação de 1a ordem.
R= 30min
6) A 500 K, butadieno é convertido em ciclobuteno. A partir dos dados abaixo determine graficamente a ordem de reação em butadieno e a constante de velocidade.
	Tempo (s)
	Concentração de
(Butadieno) (M)
	195
	0,0162
	604
	0,0147
	1246
	0,0129
	2180
	0,0110
	4140
	0,0084
	8135
	0,0057
R=2a ordem; K= 0,014/M.s
7) O uso do conversor catalítico é hoje, uma disposição obrigatória em automóveis de fabricação nacional. Uma das reações importantes aí catalisada é a conversão do NO:
CO(g) + NO(g) ( CO2(g) + 1/2 N2(g)
	Veloc.(mol / L .min)
	3,2 x 10-9
	1,6 x 10-9
	0,9 x 10-9
	0,20 x 10-9
	[CO]
	4,0 x 10-6
	2,0 x 10-6
	2,0 x 10-6
	1,0 x 10-6
	[NO]
	4,0 x 10-8
	4,0 x 10-8
	3,0 x 10-8
	2,0 x 10-8
Com os dados a seguir, determine a equação de velocidade desta reação, indicando o valor da constante de velocidade e sua ordem.
R= V= k.[CO][NO]2; k= 5x1011 L2/mol2.min
8) Os dados a seguir se referem à equação
A + B + C ( Produtos
	Conc.A (M)
	0,1
	0,3
	0,3
	0,3
	Conc. B (M)
	0,1
	0,1
	0,2
	0,2
	Conc.C (M)
	0,1
	0,1
	0,1
	0,4
	Velocidade Inicial (mol/L.s):
	2,5x10-4
	2,25x10-3
	2,25x10-3
	9,0x10-3
a) Qual a ordem da reação em relação a cada um dos três reagentes? E a ordem total? Justifique com cálculos.
b) Escreva a expressão de velocidade desta reação.
c) Calcule o valor da constante de velocidade.
d) Calcule a velocidade da reação quando:
	[A] = 2 [B] = 1/3 [C] = 0,600 M
9) Represente graficamente a variação de energia numa reação exotérmica e numa reação endotérmica.
10) Como temperatura e concentração de reagentes afetam a temperatura de uma reação?
11) Como você define energia de ativação?
12) Verificam-se, em experimentos sobre a cinética da reação:
A+ B ( C+ D
Os seguintes resultados:
	[A]
	[B]
	V(milimol/s)
	2
	2
	0,5
	4
	2
	1
	2
	4
	4
Qual a expressão de velocidade da reação?
Qual a constante de velocidade da reação?
Se a reação fosse exotérmica ((H<0) no sentido estudado, qual é o efeito do aumento da temperatura na velocidade?
Qual a velocidade de consumo de A e formação de D, quando [A]= 0,8mM e [B]=0,45mM?
13) A bromação da acetona é catalisada por um ácido. As velocidades iniciais de desaparecimento do bromo foram determinadas variando-se as concentrações de acetona e de bromo. Pergunta-se:
Qual a ordem de reação em relação ao bromo?
Qual a ordem de reação em relação à acetona?
Qual a ordem global da reação?
Escreva a equação de velocidade para a reação
Calcule a constante de velocidade para a reação.
CH3COCH3 + Br2 cat( CH3COCH2Br- + H+
	Experimento
	[CH3COCH3]
(mol/L)
	[Br2]
(mol/L)
	Vel.de desaparecimento do Br2 (mol/L.s)
	1
	0,30
	0,05
	5,7x 10-5
	2
	0,30
	0,10
	5,7x10-5
	3
	0,40
	0,05
	7,6x10-5
14) O DNA é o carreador primário de informação genética em organismos vivos. O DNA perde sua atividade pelo desenrolamento da sua estrutura de dupla hélice. Este é um processo de primeira ordem com energia de ativação de 400kJ/mol. A 500C, a meia vida para este desenrolamento é de dois minutos.
Estime a meia vida para o desenrolamento à temperatura fisiológica do corpo humano que é de 370C.
Com respeito à resposta anterior, comente a importância do controle da temperatura no corpo humano.
Dados: R= 8,314J/mol.K
T1/2= 0,693/k; 	K= A . e–Ea/RT; 	Ln k1/k2= Ea/R(1/T2-1/T1)
15) A decomposição do N2O5, de acordo com a equação, é de primeira ordem, com uma constante de velocidade (k) igual a 8,5x10-3s-1.
2N2O5 (g) ( 4 NO2 (g) + O2 (g)
a) Qual é a pressão em torr depois de 300s de decomposição, sabendo que a pressão inicial do N2O5 é de 240torr?
b) As constantes de velocidade da reação acima em função da temperatura são dadas abaixo:
	T (K)
	k (s-1)
	T (K)
	k (s-1)
	338
	4,87x10-3
	308
	1,35x10-4
	328
	1,50x10-3
	298
	3,46x10-5
	318
	4,98x10-4
	273
	7,87x10-7
Use os valores das constantes de velocidade, a 338 e 273°C, para calcular a energia de ativação (Ea) da reação.
Faça o esquema da reação acima (energia X caminho da reação) utilizando o valor da energia de ativação calculado e o valor de (H de –23kJ/mol. Qual seria o valor da energia de ativação da reação inversa?
16) O ozônio presente no ar poluído é formado através das seguintes reações:
1a etapa: NO2 (g) k1( NO (g) + O (g) – 1a ordem em relação aos reagentes
2a etapa: O (g) + O2 (g) k2 ( O3 (g) – 2a ordem em relação aos reagentes
	Sabe-se que k1= 6,0x10-3s-1 e k2= 1,0x10-6 L/mol.s, e que as concentrações de NO2 e O2 no ar poluído são 3,0x10-9 e 1,0x10-2 moles/L, respectivamente. A concentração de oxigênio atômico se mantém constante, tendo em vista que ele é produzido na primeira etapa e consumido na segunda etapa com a mesma velocidade. Assim sendo:
a) Calcule a concentração de oxigênio atômico no ar poluído
b) Calcule a velocidade de formação do ozônio.
17) A lei de velocidade para a decomposição do peróxido de hidrogênio a 700C, é de primeira ordem, com um tempo de meia vida de 20 minutos.
2H2O2 (aq) ( 2H2O (l) + O2 (g)
Sabendo que a concentração inicial de peróxido é de 0,30M, calcule a sua concentração molar após 60 minutos de decomposição.
R = 0,0375M
18) A formação de pequena quantidade de óxido nítrico (NO), em automóveis; é a primeira etapa na formação do “Smog”. O óxido nítrico é rapidamente oxidado a dióxido de nitrogênio pela reação:
2NO (g) + O2 (g) ( 2 NO2 (g)
Os seguintes dados foram obtidos no estudo da velocidade da reação:
	Concentração
 inicial (mol/L)
	Vel. de formação de 
NO2 (mol/L.s)
	O2
	NO
	
	0,0010
	0,0010
	7,10
	0,0040
	0,0010
	28,4
	0,0040
	0,0030
	225,6
Qual a lei de velocidade para esta reação? Justifique a sua resposta.
Qual é a velocidade de formação de NO2 quando a concentração inicial de NO for igual a 0,0020 mol/L e a de O2 igual a 0,0015 mol/L?
R= V=k [O2][NO]2 ; 42,60 mol/L.s
19) A constante de velocidade (k), em min-1, para a decomposição de primeira ordem do CH3CH2Br (g) é dada por:
Log. k = 14,58 – 99,96x103 J/mol 
 RT
Sabendo que R= 8,314 J/mol.K, calcule a fração de uma amostra de CH3CH2Br (g) que permanecerá sem reagir quando houver um aquecimento por 30 minutos, a 700K.
Dado: tempo de meia vida (1a ordem)= 0,639/k
R= 0,927
 
20) Os seguintes dados se referem á decomposição do cloreto de etila C2H5Cl a 740K.
	Tempo (min)
	0
	1
	2
	3
	4
	8
	16
	Concentração (M)
	0,200
	0,197
	0,193
	0,190
	0,187
	0,175
	0,153
Demonstre que esta é uma reação de 1a ordem
Determine k (constante de velocidade) com a respectiva unidade.
Utilizando k, calcule o tempo em horas necessárias para que a concentração de C2H5Cl seja ¼ da concentraçãoinicial.
21) Os seguintes dados foram coletados para a reação do brometo de t–butila, (CH3)3CBr, com o íon hidróxido, OH-, a 550C:
(CH3)3CBr + OH- ( (CH3)3COH + Br-
	Experimento
	Concentração inicial (M)
	Velocidade inicial (moles/L.s)
	
	(CH3)3CBr
	OH-
	
	1
	0,10
	0,10
	0,001
	2
	0,20
	0,10
	0,002
	3
	0,30
	0,10
	0,003
	4
	0,10
	0,20
	0,001
	5
	0,10
	0,30
	0,001
Pede-se:
A expressão de velocidade.
O valor da constante de velocidade para esta reação.
22) Os seguintes dados foram obtidos para as velocidades iniciais da reação
2A + B ( C
	[A}(moles/L)
	[B] (moles/L)
	Velocidade inicial (mol.L.s)
	1,44
	0,023
	6,9x10-7
	1,44
	0,25
	7,5x10-6
	1,44
	2,69
	6,0x10-5
	0,066
	2,69
	6,0x10-5
Determine a ordem da reação em relação a cada reagente e a ordem global.
Calcula a constante de velocidade
Quanto tempo será necessário para decompor 80% de B?
23) Os seguintes dados referem-se à reação de A com D.
	Experimento
	[A] (M)
	[B] (M)
	Velocidade inicial (mol/L.s)
	1
	0,10
	0,10
	4,0x10-4
	2
	0,20
	0,20
	1,6x10-3
	3
	0,50
	0,10
	1,0x10-2
	4
	0,50
	0,50
	1,0x10-2
Qual é a ordem em relação a A? Qual a ordem em relação a D?
Calcule a constante de velocidade para a reação
Quando as concentrações de A e D são ambas 0,25M, qual é a velocidade?
Calcule o tempo de meia vida desta reação, considerando a 1a experiência.
R= 2 e 0; 0,04L/mol.s; 0,0025mol/L.s; 250s.
24) A lei de velocidade para uma reação de segunda ordem tem a forma:
Velocidade = k.[A]2
Em tal situação, a dependência da concentração do reagente “A” é dada por:
1/[A} = 1/[Ao} + kT
Onde Ao é a concentração inicial de “A”. Usando as informações acima deduza uma equação que possa calcular o tempo de meia vida para estas reações de segunda ordem.
25) Calcule o t1/2 da reação de neutralização do HCl (ácido forte) com o NaOH (base forte) sabendo que ambos possuem uma concentração inicial de 1,0x10-3 M, e que a constante de velocidade para esta reação é de 1,3x1011 M/s. 
Quando [H+]o = [OH-]o , a lei de velocidade pode ser escrita da seguinte maneira:
Velocidade = k[H+]2= k[OH-]2
26) A reação do NO com o Cl2 segue a equação:
2NO (g) + Cl2 (g) ( 2NOCl (g)
Foram coletados os seguintes dados de concentrações e velocidades:
	Reação
	[NO] (mol/L)
	[Cl2] (mol/L)
	Vel. (mol/L.s)
	1
	0,10
	0,10
	2,53x10-6
	2
	0,10
	0,20
	5,06x10-6
	3
	0,20
	0,10
	10,1x10-6
	4
	0,30
	0,10
	22,8x10-6
Calcule o (G0 para a reação e diga se esta é espontânea ou não?
Determine a ordem da reação em relação ao NO e ao Cl2. Qual a ordem global? Escreva a equação de velocidade.
Qual o valor da constante de velocidade para a reação?
Dados: (a 250C e 1 atm)
	
	(Hf (kcal/mol)
	Sof (cal/mol.K)
	(G0f (kcal/mol)
	NO
	21,60
	50,34
	20,72
	Cl2
	0,00
	53,29
	0,00
	NOCl
	12,57
	63,00
	15,86
27) A seguinte reação é de Segunda ordem em “A”. 
A( Produtos
A uma certa temperatura a constante de velocidade é 1,46/M/s. Calcule a meia vida da reação se a concentração inicial de A é 0,86M.
R= 0.80s-1
28) A constante de velocidade para uma reação de primeira ordem foi medida em uma série de temperaturas:
	K (s-1)
	T (0C)
	10,6
	10
	47,4
	20
	162
	30
	577
	40
Determine graficamente a energia de ativação da reação.
R=11,6x104 J/mol
29) A constante de velocidade, a 250C, para a decomposição da molécula AB é 5,8x10-2s-1. Calcule a constante de velocidade a 1250C, sabendo que a energia de ativação vale 52kJ/mol.
R= 11,4s-1