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9ª Lista de Exercícios de Química Geral - Termoquímica (com respostas)
Prof. Dr. Newton Luiz Dias Filho
1) Suponha que você jogue uma bola de tênis para o alto. a) A energia cinética da bola aumenta ou diminui à medida que ela ganha altitude? b) O que acontece com a energia potencial da bola à medida que ela ganha altitude? c) Se a mesma quantidade de energia fosse fornecida para uma bola do mesmo tamanho da bola de tênis, mas com uma massa duas vezes maior, quão alto ela iria, comparada à bola de tênis? Justifique suas respostas.
2) Suponha que uma bala de revólver seja atirada para o céu. Por que ela pára de subir em vez de avançar indefinidamente para o espaço? Em princípio, a bala poderia escapar para o espaço?
3) a) Exponha a primeira lei da termodinâmica. b) Qual é o significado de energia interna de um sistema? c) Quais os meios pelos quais a energia interna de um sistema pode aumentar?
4) a) Escreva a equação que expressa a primeira lei da termodinâmica. b) Ao aplicar a primeira lei da termodinãmica, precisamos medir a energia interna de um sistema? Explique. c) Sob quais condições as grandezas q e w serão números negativos?
5) Para os seguintes processos, calcule a variação na energia interna do sistema e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico: (a) um balão é aquecido pela adição de 900 J de calor. Ele expande-se, realizando 422 J de trabalho na atmosfera; (b) uma amostra de 50 g é resfriada de 30 ºC para 15 ºC, nisso perdendo aproximadamente 3.140 J de calor; (c) uma reação química libera 8,65 kJ de calor e não realiza trabalho na vizinhança.
6) Calcule ΔE e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico para os seguintes casos:
(a) um sistema libera 113 kJ de calor para a vizinhança e realiza 39 kJ de trabalho na vizinhança; (b) q = 1,62 kJ e w = -874 kJ; (c) o sistema absorve 63,5 kJ de trabalho da vizinhança.
7) Considere a decomposição do benzeno líquido, C6H6(l), em acetileno gasoso C2H2(g):
1/3 C6H6(l) → C2H2(g) C = + 210 kJ
a) Qual é a variação de entalpia para a reação inversa?
b) Qual é o ΔH para a decomposição de 1 mol de benzeno em acetileno?
c) Qual é mais provável de ser termodinamicamente favorável, a reação direta ou a reação inversa?
d) Se C6H6(g) fosse consumido em vez de C6H6(l), você esperaria o valor do ΔH aumentar, diminuir ou permanecer o mesmo? Explique.
8) Considere a seguinte reação:
CH3OH(g) → CO(g) + 2H2(g) ΔH = +90,7 kJ
a) O calor é absorvido ou liberado durante a reação?
b) Calcule a quantidade de calor transferido quando 1,60 kg de CH3OH(g) se decompõe pela reação a pressão constante.
c) Para uma dada amostra de CH3OH , a variação de entalpia na reação é 64,7 kJ. Quantos gramas de gás hidrogênio são produzidos?
d) Qual é o valor do ΔH para o sentido inverso da reação anterior? Quantos quilojoules de calor são liberados quando 32,0 g de CO(g) reagem completamente com H2(g) para formar CH3OH(g) a pressão constante?
9) Sob condições de volume constante o calor de combustão da glicose (C6H12O6) é 15,57 kJ/g. Uma amostra de 2,500 g de glicose é queimada em uma bomba calorimétrica. A temperatura do calorímetro aumenta de 20,55 para 23,25 ºC. a) Qual é a capacidade calorífica total do calorímetro? b) Se o tamanho da amostra de glicose fosse duas vezes maior, qual seria a variação de temperatura do calorímetro?
 
10) Quando uma amostra de 9,55 g de hidróxido de sódio sólido se dissolve em 100,0 g de água em um calorímetro de copo de isopor, a temperatura aumenta de 23,6 para 47,4 ºC. Calcule o ΔH (em kJ/mol de NaOH) para o processo de dissolução
 NaOH(s) → Na+ (aq) + OH-(aq)
Suponha que o calor específico da solução seja o mesmo da água pura.
11) Considere as seguintes reações hipotéticas:
A → B ΔH = +30 kJ
B → C ΔH = +60 kJ
a) Use a lei de Hess para calcular a variação de entalpia para a reação A → C. b) Construa um diagrama de entalpia para as substâncias A, B e C e mostre como a lei de Hess se aplica.
12) A partir das entalpias de reação:
H2(g) + F2(g) → 2HF(g) ΔH = -537 kJ
C(s) + 2F2(g) → CF4(g) ΔH = -680 kJ
2C(s) + 2H2(g) → C2 H4(g) ΔH = +52,3 kJ
calcule o ΔH para a reação do etileno com F2:
C2 H4(g) + 6F2(g) → 2 CF4(g) + 4HF(g) 
 
13) Muitos isqueiros contêm butano líquido, C4H10(l). Usando as entalpias de formação, calcule a quantidade de calor produzida quando 1,0 g de butano sofre combustão completa ao ar.
14) A combustão completa de 1 mol de acetona (C3H6O) libera 1.790 kJ:
C3H6O(l) + 4 O2 (g) → 3 CO2(g) + 3 H2O(l) ΔH = - 1.790 kJ
Usando essa informação junto com os dados de uma tabela de entalpia de formação, calcule a entalpia de formação da acetona.
15) Usando uma tabela de entalpia de formação, determine se a reação da sacarose sólida com água líquida para formar glicose é um processo endotérmico ou exotérmico.
16) Uma libra de chocolate puro M&M contém 96 g de gordura (calor específico de combustão = 38 kJ/g), 320 g de carboidratos (calor específico de combustão = 17 kJ/g) e 21 g de proteínas (calor específico de combustão = 17 kJ/g). Qual é o calor específico de combustão em kJ de uma porção de 42 g? Quantas calorias ela fornece?
17) Uma porção de sopa de creme de cogumelos condensado Campbell contém 7 g de gordura, 9 g de carboidratos e 1 g de proteína. Estime o número de calorias em uma porção.