Lista_-_Físico_Química_I_-_Licenciatura_-Termoquímica_e_Espontaneidade_-_2017-1

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CURSO SUPERIOR DE LICENCIATURA EM QUÍMICA 3LQUI-V 
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA I 2017-1 
PROFESSOR: FRANCISCO LUIZ GUMES LOPES 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS – TERMOQUÍMICA e ESPONTANEIDADE DE REAÇÕES 
 
1. Quando glicose combina com O2, ocorre a seguinte reação: 
 
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O H = -2820 Kj 
 
Quando a glicose é oxidada no corpo, cerca de 40% da energia liberada na reação são disponíveis para a atividade 
muscular. Quanto deste tipo de energia pode ser obtido pela oxidação de 1,00g de glicose? (R = 6,3 Kj) 
 
2. Utilize as tabelas de calores de formação e determine o Hf NH4NO2 para a reação abaixo: (R = -256,5 Kj) 
 
NH4NO2(s)  N2(g) + 2H2O(l) H = -315,1 Kj 
 
3. Quando o benzeno queima na presença de excesso de oxigênio, a quantidade de calor transferida à pressão 
constante está associada à reação: 
 
 O calor transferido nessa reação é denominado calor de combustão. Considere as reações: 
 
 Qual o calor de combustão de 1 tonelada de benzeno, em kJ? 
 
4. A partir das entalpias padrão das reações de oxidação do ferro dadas abaixo: 
 
Fe(s) + ½ O2(g)  FeO(s) ΔH
0 = -64 Kcal/mol 
2Fe(s) + 3/2 O2(g)  Fe2O3(s) ΔH
0 = - 196 Kcal/mol 
 
Determine a quantidade de calor liberada na formação de 0,8 mols de hematita a 298K e 1 atm na reação: 2FeO (s) + ½ 
O2(g)  Fe2O3(s) 
 
5. A temperatura de 50,0 g de água cai de 18,0 para 9,50 C quando 10,0g de KBr são dissolvidos nela. 
a- Escreva uma equação química para esta reação. 
b- Qual é o sinal de H? (R = positivo) 
 
6. Ni(CO)4 decompõe-se sob o calor: 
 
Ni(CO)4 (g)  Ni (s) + 4 CO (g); H = + 160,7 KJ 
 
a- A reação é endotérmica ou exotérmica? (R = endotérmica) 
b- Calcule o H quando 1,00 g de Ni (CO)4 se decompõe. (R = 0,941 kJ) 
c- Quantos gramas de Ni (CO)4 se decompõe quando 1,00 KJ de calor é absorvido? (R = 1,06 g) 
 
7. Quando o magnésio metálico e gás carbônico reagem, 16,7KJ são liberados por grama de Mg. Os produtos são 
carbono sólido e óxido de magnésio. 
 
a- Escreva uma equação balanceada para a reação. 
b- Calcule H quando 2,00 moles de Mg reagem. (R = –812 kJ) 
c- Quanto de calor é liberado por grama do produto formado nesta reação? (R = 8,77 kJ) 
 
8. Dado: 
 
KCl(s)  K+ (g) + Cl- (g) ; H = + 718 KJ 
KCl(s)  K (s) +1/2 Cl2
 (g) ; H = + 436 KJ 
K(s) + ½ Cl2 (g)  K(g) + Cl (g); H =+ 211KJ 
Calcule H para a reação: 
K(g) + Cl(g)  K+ (g) + Cl- (g) 
(R= 71 kJ) 
 
 
9. Determinar o calor de formação do Ca3 N2 , observando o seguinte: 
Ca3 N2 (s) + 6 H2 O (l)  3 Ca(OH)2 (s) + 2 NH3(g); H= - 905 KJ 
(R = -431,8 kJ) 
 
10. Acetileno, C2 H2, e butano, C4 H10, são gases combustíveis. 
 
a- Escreva reações balanceadas para a combustão de acetileno e butano, supondo que os produtos em cada caso 
sejam CO2(g) e H2O(l). 
b- Calcule a quantidade de calor liberada por grama de acetileno; por grama de carbono. (R = 49,90 kJ e 49,52 kJ) 
c- Tomando as densidades de C2H2(g) e C4H4(g) como sendo 1,07 g/l e 2,38 g/l, respectivamente, determine qual 
deles libera mais calor por unidade de volume. (R = butano) 
 
11. Quando 1,0 g de CH4 é queimada na bomba calorimétrica contendo 8,060 Kg de água, a temperatura sobe 1,520 
oC. 
Sob tais condições, 885,3 Kj de calor são liberados por mol de metano queimado. Calcule a constante do 
calorímetro em j/oC. (R = 2679) 
 
12. Quando 3,16 g de ácido salicílico, C7H6O3, são queimados em uma bomba calorimétrica contendo 5,0 Kg de água 
inicialmente a 23,00 oC, 69,3 Kj de calor são liberados. A constante do calorímetro é 3612 J/oC. Calcule a 
temperatura final. (R = 25,83) 
 
 
13. Aplicando-se a lei de Hess, determine o ΔH para a reação 3C (grafite) + 4H2  C3H8, 
conhecendo-se as seguintes equações termoquímicas: 
C(grafite) + O2(g)  CO2 ΔH = - 94,0 kcal 
H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l) ΔH = - 68,3 kcal 
C3H8(g) + 5 O2  3CO2 + 4H2O ΔH = - 531,10 kcal 
 
14. O metanol é um combustível que recentemente assumiu grande importância em nosso país. Ele pode ser preparado 
sinteticamente através da reação de CO em H‚ segundo a reação: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(l). Essa reação 
processa-se sob pressão e em presença de catalisador. O calor da combustão do metanol a 25°C é de -727kJ por 
mol de metanol. Os produtos da combustão são CO2 gasoso e H2O líquida. As entalpias de formação a 25°C de CO 
gasoso, CO2 gasoso e de H2O líquida são, respectivamente, -110, -393 e -286 kJ/mol. Determine o calor da reação. 
(R = -128 kJ). 
 
15. Seja a reação: 
3MnO4
2-(aq) + 2H2O(l)  2MnO4
-(aq) + 4OH-(aq) + MnO2(s) 
H = +54,5 Kj; So = +74,3 J/K 
a. Calcule Go para esta reação a 25oC. (R = 32,4 Kj) 
b. Determine Hf de MnO4
2-
(aq). (R = -653 Kj/mol) 
c. Qual é So para MnO4
2-(aq)? (R = 59 J/mol.K) 
 
16. Para a reação: 
2 H2S(g) + 3 O2(g)  2 H2O(g) + 2 SO2(g) 
Calcule: H, So, e a temperatura na qual Go = 0. (R = -1035,6 Kj/mol; -151,8 J/mol.K; 6822 K) 
 
17. As civilizações antigas obtinham ferro a partir do minério aquecendo-o com carvão vegetal proveniente da queima 
da madeira 
2 Fe2O3(s) + 3 C(s)  4 Fe(s) + 3 CO2(g) 
a. Obenha uma expressão para Go em função da temperatura e prepare uma tabela para os valores de Go a 
intervalos de 200 K entre 200 e 1000 K. (R = 353,4Kj/mol) 
b. Calcule a mais baixa temperatura capaz de efetuar este processo. (R = 840 K) 
 
18. Hidrogênio tem sido sugerido como o combustível do futuro. Um meio para estocá-lo é convertê-lo a um composto 
que, por aquecimento, libera hidrogênio. Um destes compostos é o hidreto de cálcio. Este composto tem um calor 
de formação de –188,7 Kj/mol e uma entropia padrão de 42,0 J/mol.K. Qual é a temperatura mínima na qual o 
hidreto de cálcio deve ser aquecido para produzir hidrogênio à pressão de 1 atm? (R = 1170,76oC)