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Lista de Exercícios com Resolução Assunto – Termoquímica 1. (Enem) O aquecimento de um material por irradiação com micro-ondas ocorre por causa da interação da onda eletromagnética com o dipolo elétrico da molécula. Um importante atributo do aquecimento por micro-ondas e a absorção direta da energia pelo material a ser aquecido. Assim, esse aquecimento é seletivo e dependerá, principalmente, da constante dielétrica e da frequência de relaxação do material. O gráfico mostra a taxa de aquecimento de cinco solventes sob irradiação de micro-ondas. No gráfico, qual solvente apresenta taxa média de aquecimento mais próxima de zero, no intervalo de 0 s a 40 s? a) 2H O b) 3CH OH c) 3 2CH CH OH d) 3 2 2CH CH CH OH e) 3 2 2 2 2 3CH CH CH CH CH CH 2. (Enem) O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química: 2 2(g) 6 6( )3 C H C H→ A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais: I. 0 2 2(g) 2(g) 2(g) 2 ( ) c 5C H O 2 CO H O H 310 kcal mol 2 + → + ∆ = − II. 0 6 6( ) 2(g) 2(g) 2 ( ) c 15C H O 6 CO 3 H O H 780 kcal mol 2 + → + ∆ = − A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de a) 1.090.− b) 150.− c) 50.− d) 157.+ e) 470.+ 3. (Enem) O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bio-óleo extraído do resíduo de madeira, sendo 1HΔ a variação de entalpia devido à queima de 1g desse bio-óleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e 2H ,Δ a variação de entalpia envolvida na ___/___/___ SEDE Ricelly SÉRIE PROFESSOR(A) NOME: TURMA DATA TURNO TC FÍSICO-QUÍMICA conversão de 1g de água no estado gasoso para o estado líquido. A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 5 g desse bio-óleo resultando em 2CO (gasoso) e 2H O (gasoso) é: a) 106.− b) 94.− c) 82.− d) 21,2.− e) 16,4.− 4. (Enem) Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão oc( h )∆ , definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu ocH∆ . Substância Fórmula ocH∆ (kJ/mol) benzeno 6 6C H ( ) - 3 268 etanol 2 5C H OH ( ) - 1 368 glicose 6 12 6C H O (s) - 2 808 metano 4CH (g) - 890 octano 8 18C H ( ) - 5 471 Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida? a) Benzeno. b) Metano. c) Glicose. d) Octano. e) Etanol. 5. (Enem) No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como substitutos para gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte. Álcool Densidade a 25°C (g/mL) Calor de Combustão (kJ/mol) Metanol (CH3OH) 0,79 – 726,0 Etanol (CH3CH2OH) 0,79 – 1367,0 Dados: Massas molares em g/mol: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0. Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar a) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 22,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. b) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 29,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. c) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado. d) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado. e) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado. 6. (Enem) O abastecimento de nossas necessidades energéticas futuras dependerá certamente do desenvolvimento de tecnologias para aproveitar a energia solar com maior eficiência. A energia solar é a maior fonte de energia mundial. Num dia ensolarado, por exemplo, aproximadamente 1 kJ de energia solar atinge cada metro quadrado da superfície terrestre por segundo. No entanto, o aproveitamento dessa energia é difícil porque ela é diluída (distribuída por uma área muito extensa) e oscila com o horário e as condições climáticas. O uso efetivo da energia solar depende de formas de estocar a energia coletada para uso posterior. BROWN, T. Química, a ciência central. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005. Atualmente, uma das formas de se utilizar a energia solar tem sido armazená-la por meio de processos químicos endotérmicos que mais tarde podem ser revertidos para liberar calor. Considerando a reação: CH4(g) + H2O(v) + calor CO(g) + 3H2(g) e analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia a) insatisfatória, pois a reação apresentada não permite que a energia presente no meio externo seja absorvida pelo sistema para ser utilizada posteriormente. b) insatisfatória, uma vez que há formação de gases poluentes e com potencial poder explosivo, tornando-a uma reação perigosa e de difícil controle. c) insatisfatória, uma vez que há formação de gás CO que não possui conteúdo energético passível de ser aproveitado posteriormente e é considerado um gás poluente. d) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com absorção de calor e promove a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil. e) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com liberação de calor havendo ainda a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil. 7. (Enem) Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO2 durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 25 ºC (ÄH025) do metano, do butano e do octano. composto fórmula molecular massa molar (g/moℓ) ÄH025 (kj/moℓ) metano CH4 16 - 890 butano C4H10 58 - 2.878 octano C8H18 114 - 5.471 À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse sentido, considerando-se que o metano, o butano e o octano sejam representativos do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de CO2 gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é a) gasolina, GLP e gás natural. b) gás natural, gasolina e GLP. c) gasolina, gás naturale GLP. d) gás natural, GLP e gasolina. e) GLP, gás natural e gasolina. 8. (Enem) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque: a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor. b) o barro tem poder de "gelar" a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor. c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas. d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro. e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água. 9. (Uece) Partindo das reações de combustão do acetileno e do benzeno, que produzem apenas gás carbônico e água, e cujas entalpias são, respectivamente, 310,7 kcal− e 781,0 kcal,− é correto afirmar que o valor da entalpia de trimerização do acetileno será a) 151,1kcal.− b) 121,3 kcal.− c) 141,50 kcal.− d) 131,2 kcal.− 10. (Uece) O conceito de entropia está intimamente associado à definição de espontaneidade de uma reação química, através da segunda lei da termodinâmica, embora não seja suficiente para caracterizá-la. Considerando os sistemas apresentados a seguir, assinale aquele em que há aumento de entropia. a) Liquefação da água. b) Síntese da amônia. c) Reação do hidrogênio gasoso com oxigênio gasoso para formar água líquida. d) Dissolução do nitrato de potássio em água. 11. (Uece) Durante a Segunda Guerra Mundial, o monóxido de carbono foi usado como combustível alternativo nos veículos para suprir a falta de gasolina. O monóxido de carbono era obtido em equipamentos conhecidos como gasogênios, pela combustão parcial da madeira. Nos motores dos automóveis, o monóxido de carbono era convertido em gás carbônico ao reagir com o oxigênio, e liberava 57,0 kcal mol. Sabendo-se que a entalpia do produto dióxido de carbono é 94,0kcal,− pode-se afirmar corretamente que a entalpia de formação do monóxido de carbono é a) 37,0kcal mol.− b) 151,0kcal mol.− c) 37,0kcal mol.+ d) 151,0kcal mol.+ 12. (Uece) Josiah Willard Gibbs (1839-1903) foi um pesquisador norte-americano que contribuiu para a determinação da energia livre de um sistema termodinâmico através de uma lei que é associada ao seu nome. Em se tratando de energia livre e de entropia, analise as seguintes proposições: I. A energia livre pode ser positiva ou negativa, mas nunca pode ser nula. II. A energia livre é a totalidade de energia de um sistema termodinâmico, que pode ser usada para a realização de trabalho útil. III. Toda a reação exotérmica é espontânea. IV. A variação de entropia de uma reação espontânea pode ser negativa. V. Em certas reações químicas a variação de entalpia coincide com a variação da energia interna. É correto o que se afirma somente em a) I e II. b) III e IV. c) I, III e V. d) II, IV e V. 13. (Uece) Os químico alemães Fritz Haber (1868-1934) e Carl Bosch (1874-1940) desenvolveram, em 1909, um processo de produção de amônia, matéria-prima para a fabricação de explosivos utilizados durante a Primeira Guerra Mundial. De acordo com o processo Haber, a obtenção da amônia se faz através da reação: 2(g) 2(g) 3(g)N 3H 2NH+ Para essa reação, a variação de entalpia é negativa, sugerindo que ela ocorra a baixas temperaturas. No entanto, a reação é favorecida por elevada temperatura, garantindo alta energia de ativação para a) quebrar as ligações entre os átomos de hidrogênio. b) quebrar as ligações entre os átomos de nitrogênio. c) melhorar, simultaneamente, o rendimento da amônia e a velocidade da reação. d) reorganizar a estrutura na molécula da amônia. 14. (Uece) A sacarose, formada a partir da glicose e da frutose, é o açúcar comercial encontrado na cana-de-açúcar, nas frutas e raízes como a beterraba. A sacarose 12 22 11(C H O ) reage com o oxigênio produzindo dióxido de carbono e água, e liberando 83,70 kcal mol na pressão de 1atm. A corrente sanguínea absorve, em média, 26 mols de 2O ao dia. Para produzir essa massa de oxigênio são liberadas a) 181,35 kcal. b) 90,67 kcal. c) 136,01kcal. d) 68,05 kcal. 15. (Unifor) São dadas as equações termoquímicas para a formação da água a partir dos elementos: 2(g) 2(g) 2 (s) 2(g) 2(g) 2 ( ) 2 2(g) 2(g) 2 (v) H 1 2O H O ; H 70 kcal / mol. H 1 2O H O ; H 68,3 kcal / mol. H 1 2O H O ; H 57,8 kcal / mol. Δ Δ Δ + → = − + → = − + → = − A partir das afirmativas abaixo: I. O valor de HΔ maior que zero indica que as reações são exotérmicas. II. A transformação 2 (v) 2 ( )H O H O→ libera 10,5 kcal / mol. III. O calor de solidificação da água vale 12,2 kcal / mol.− IV. A energia de 1mol de 2H O no estado vapor é maior que a energia que 1mol de 2 ( )H O . V. A formação de água a partir do hidrogênio libera calor. É VERDADEIRO apenas o que se afirma em: a) I, II e III. b) III, IV e V. c) II, IV e V. d) I, III e IV e) II, III e V. 16. (Unifor) Supondo um gás isotérmico de peso molar 2 g / mol submetido à pressão equivalente a 31,52 10 mmHg× que está contido em um recipiente cilíndrico de raio 15 dm de altura 30 dm. Determine a quantidade de energia em joules associada a este gás nas condições descritas. Dados: c 3,4 Cal / g C;= ° R 0,08206 atmL / molK;= 1 atm 760 mmHg;= 31 dm 1L;= 1 cal 4,186 J;= Pi 3,14.= a) 63,5 10× joules b) 61,5 10× joules c) 71,5 10× joules d) 73,5 10× joules e) 715 10× joules 17. (Unifor) Em um recipiente hermético, termicamente isolado e mantido a pressão constante, são colocados 100 g de metanol. O líquido inicialmente a 25 C° é aquecido até seu ponto de ebulição normal de 65 C.° Nessa operação, o líquido absorve 10 kJ de energia. A conversão completa do líquido em seu vapor no seu ponto de ebulição normal absorve 110 kJ de energia. Analisando essas informações, podemos afirmar que a) o calor específico do metanol é aproximadamente igual a 1 12,20 j g C .− −⋅ ⋅ ° b) o calor de vaporização do metanol, em seu ponto de ebulição normal, é aproximadamente igual a 1110 kJ mol .−⋅ c) o calor latente envolvido no processo de conversão completa de 100 g de metanol a 25 C° em seu vapor no seu ponto de ebulição normal é aproximadamente igual a 120 kJ. d) o calor sensível envolvido no processo de conversão completa de 100 g de metanol a 25 C° em seu vapor no seu ponto de ebulição normal é aproximadamente igual a 110 kJ. e) a conversão completa de 1,00 g de metanol a 25 C° em seu vapor no seu ponto de ebulição normal consome 1200 J de energia. 18. (Fuvest) Sob certas condições, tanto o gás flúor quanto o gás cloro podem reagir com hidrogênio gasoso, formando, respectivamente, os haletos de hidrogênio HF e HC , gasosos. Pode-se estimar a variação de entalpia ( H)Δ de cada uma dessas reações, utilizando-se dados de energia de ligação. A tabela apresenta os valores de energia de ligação dos reagentes e produtos dessas reações a 25 C° e 1atm. Molécula 2H 2F 2C HF HC Energia de ligação (kJ mol) 435 160 245 570 430 Com base nesses dados, um estudante calculou a variação de entalpia ( H)Δ de cada uma das reações e concluiu, corretamente, que, nas condições empregadas, a) a formação de (g)HF é a reação que libera mais energia. b) ambas as reações são endotérmicas. c) apenasa formação de (g)HC é endotérmica. d) ambas as reações têm o mesmo valor de H.Δ e) apenas a formação de (g)HC é exotérmica. 19. (Fuvest) O biogás pode substituir a gasolina na geração de energia. Sabe-se que 60%, em volume, do biogás são constituídos de metano, cuja combustão completa libera cerca de 900 kJ / mol. Uma usina produtora gera 2.000 litros de biogás por dia. Para produzir a mesma quantidade de energia liberada pela queima de todo o metano contido nesse volume de biogás, será necessária a seguinte quantidade aproximada (em litros) de gasolina: Note e adote: - Volume molar nas condições de produção de biogás: 24 L / mol; - energia liberada na combustão completa da gasolina: 44,5 10 kJ / L.× a) 0,7 b) 1,0 c) 1,7 d) 3,3 e) 4,5 20. (Fuvest) A partir de considerações teóricas, foi feita uma estimativa do poder calorífico (isto é, da quantidade de calor liberada na combustão completa de 1 kg de combustível) de grande número de hidrocarbonetos. Dessa maneira, foi obtido o seguinte gráfico de valores teóricos: Com base no gráfico, um hidrocarboneto que libera 10.700 kcal/kg em sua combustão completa pode ser representado pela fórmula Dados: Massas molares (g/mol), C=12,0; H=1,00. a) CH4 b) C2H4 c) C4H10 d) C5H8 e) C6H6 Resolução Resposta da questão 1: [E] De acordo com o gráfico a curva demarcada com o símbolo (n hexano)− apresenta a menor inclinação, ou seja, para esta curva a variação de temperatura tende a zero. A fórmula do n hexano− é 3 2 2 2 2 3CH CH CH CH CH CH . Resposta da questão 2: [B] 0 2 2(g) 2(g) 2(g) 2 ( ) c 5C H O 2 CO H O H 310 kcal mol 2 + → + ∆ = − (manter e multiplicar por 3) 0 6 6( ) 2(g) 2(g) 2 ( ) c 15C H O 6 CO 3 H O H 780 kcal mol 2 + → + ∆ = − (inverter) 2 2(g) 2(g) 153 C H O 2 + 2(g)6 CO→ 2 ( )3 H O+ 0 c 2(g) H 3 ( 310) kcal mol 6 CO ∆ = × − 2 ( )3 H O+ 6 6( ) 2(g) 15C H O 2 → + 0 c Global 2 2(g) 6 6( ) H 780 kcal mol 3 C H C H H [3 ( 310) 780] kcal mol H 150 kcal mol ∆ = + → ∆ = × − + ∆ = − Resposta da questão 3: [C] A partir da análise do diagrama, vem: 2(g) 2(g) 2 ( ) 1 2 2 (g) 2(g) 2 ( ) 2 Bio óleo O CO H O H 18,8 kJ / g CO (g) H O CO H O H 2,4 kJ / g − + → + ∆ = − + → + ∆ =− Invertendo a segunda equação e aplicando a Lei de Hess, teremos: 2(g) 2(g)Bio óleo O CO− + → 2 ( )H O+ 1 2(g) H 18,8 kJ / g CO ∆ = − 2 ( )H O+ 2(g) 2 (g) 2 Global 2(g) 2(g) 2 (g) 1 2 CO H O H 2,4 kJ / g Bio óleo O CO H O H H H H 18,8 2,4 16,4 kJ / g 1 g → + ∆ =+ − + → + ∆ = ∆ + ∆ ∆ = − + = − 16,4 kJ (liberados) 5 g − 82,0 kJ 5 ( 16,4) kJ (liberados) Variação de entalpia 82,0 kJ − × − = − Resposta da questão 4: [C] Reações de combustão: 6 6 2 2 2 C 2 5 2 2 2 C 6 12 6 2 2 2 C 4 2 2 2 C 8 18 2 2 2 C 151C H O 6CO 3H O h 3268 kJ 2 1C H OH 3O 2CO 3H O h 1368 kJ 1C H O 6O 6CO 6H O h 2808 kJ 1CH 2O 1CO 2H O h 890 kJ 251C H O 8CO 9H O h 5471 kJ 2 + → + ∆ = − + → + ∆ = − + → + ∆ = − + → + ∆ = − + → + ∆ = − Para uma mesma quantidade de energia liberada (1000 kJ), teremos; 6 6 2 2 2 C 151C H O 6CO 3H O h 3268 kJ 2 6 mols + → + ∆ = − 3268 kJ (liberados) x mols 2 5 2 2 2 C 1000 kJ (liberados) x 1,84 mol 1C H OH 3O 2CO 3H O h 1368 kJ 2 mols ≈ + → + ∆ = − 1368 kJ (liberados) y mols 6 12 6 2 2 2 C 1000 kJ (liberados) y 1,46 mol 1C H O 6O 6CO 6H O h 2808 kJ 6 mols ≈ + → + ∆ = − 2808 kJ (liberados) z mols 4 2 2 2 C 1000 kJ (liberados) z 2,14 mol 1CH 2O 1CO 2H O h 890 kJ 1 mols ≈ + → + ∆ = − 890 kJ (liberados) t mols 8 18 2 2 2 C 1000 kJ (liberados) t 1,12 mol 251C H O 8CO 9H O h 5471 kJ 2 8 mols ≈ + → + ∆ = − 5471 kJ (liberados) w mols 1000 kJ (liberados) w 1,46 mol≈ Conclusão: Para uma mesma quantidade de energia liberada (1000 kJ) a glicose libera maior quantidade de 2CO . Resposta da questão 5: [D] Cálculo da energia liberada por litro de metanol: Massa molar do metanol = 32 g.mol-1 1 L metanol ⇒ 790 g 32 g (metanol) 726 kJ 790 g (metanol) E1 E1 = 17923,1 kJ = 17,9 MJ Cálculo da energia liberada por litro de etanol: Massa molar do etanol = 46 g.mol-1 1L etanol ⇒ 790 g 46 g (etanol) 1367 kJ 790 g (etanol) E2 E2 = 23476,7 kJ = 23,5 MJ É mais vantajoso usar o etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado. Resposta da questão 6: [D] Considerando a reação: CH4(g) + H2O(v) + calor CO(g) + 3H2(g) (reação endotérmica) E analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com absorção de calor e promove a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil. Resposta da questão 7: [A] De acordo com a tabela: composto fórmula molecular massa molar (g/moℓ) ΔH025 (kj/moℓ) metano CH4 16 - 890 butano C4H10 58 - 2.878 octano C8H18 114 - 5.471 Teremos: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O ∆H = - 890 kJ/mol C4H10 + 6,5O2 → 4CO2 + 5H2O ∆H = - 2878 kJ/mol C8H18 + 12,5O2 → 8CO2 + 9H2O ∆H = - 5471 kJ/mol Como a comparação deve ser feita para 1 mol de CO2 liberado por cada combustível devemos dividir a segunda equação por dois e a terceira por oito e então comparar os respectivos “novos” ∆H obtidos: CH4 + 2O2 → 1CO2 + 2H2O ∆H = – 890 kJ/mol 4 10 2 2 2 1 13 5C H O CO H O 4 4 4 + → +1 ∆H = - 719,5 kJ/mol 8 18 2 2 2 1 25 9C H O CO H O 8 16 8 + → +1 ∆H = - 683,875 kJ/mol Lembrando que o sinal negativo significa energia liberada, a ordem crescente de liberação será: 683,875 kJ < 719,5 kJ < 890 kJ Ou seja, gasolina, GLP e gás natural. Resposta da questão 8: [C] O barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora ( 2 ( ) 2 (v)H O calor H O+ → ), absorvendo calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas. Resposta da questão 9: [A] 52 2 2 2 22 156 6 2 2 22 152 2 22 C H O 2CO 1H O H 310,7 kcal ( 3; manter) C H O 6CO 3H O H 781,0 kcal (inverter) 3C H O Δ Δ + → + = − × + → + = − + 26CO→ 23H O+ 1 2 H 3( 310,7) kcal 6CO Δ = − 23H O+ 156 6 22C H O→ + 2 Global 2 2 6 6 1 2 1 2 H 781,0 kcal 3C H C H H H H H H H H 3( 310,7) 781,0 151,1 kcal Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ = + → = + = + = − + = − Resposta da questão 10: [D] Aumento de entropia significa aumento da “desordem”, este é o caso da dissolução do nitrato de potássio em água. Resposta da questão 11: [A] 2 2 CO produtos reagentes CO CO 1CO O CO H 57,0 kcal / mol 2 H 0 94,0 kcal H H H 57,0 94,0 H H 94,0 57,0 37,0 kcal / mol Δ Δ + → = − − = − − = − − = − + = − Resposta da questão 12: [D] Resumidamente: Energia liberada numa reação H Energia gasta no rearranjo S T Saldo de energia H S T = ∆ = ∆ × = ∆ − ∆ × Este saldo de energia aproveitável é denominado energia livre (ou energia livre de Gibbs ou energia útil), e é representado por G,∆ ou seja, G H S T∆ = ∆ − ∆ × Onde: G :∆ variação da energia livre de Gibbs H :∆ variação de entalpia S :∆ variação de entropia T : temperatura (em Kelvin) Quando G 0,∆ > o processo não será espontâneo, ou seja, só com ajuda de energia externa o processo conseguirá chegar ao final. Quando G 0,∆ = o processo estará em equilíbrio, ou seja, não sofre alteração. Quando G 0,∆ < o processo será espontâneo e irreversível, ou seja, o processo liberará energia de modo que no final o nível energético será menor do que o inicial. De acordo com a primeira lei da termodinâmica: H U W W 0 H U U 0 H W ∆ = ∆ + = ⇒ ∆ = ∆ ∆ = ⇒ ∆ = Resposta da questão 13: [B] A elevação da temperatura com a consequente elevação da energia de ativaçãogarante o rompimento mais eficiente da ligação tripla existente entre os átomos de hidrogênio. Resposta da questão 14: [A] 12 22 11 2 2 21C H O 12O 12CO 11H O H 83,70 kcal / mol 12 mols + → + ∆ = − 83,70 kcal liberadas 26 mols E liberadas E 181,35 kcal liberadas= Resposta da questão 15: [C] [I] O valor de HΔ menor que zero indica que as reações são exotérmicas. [II] A transformação 2 (v) 2 ( )H O H O→ libera 10,5 kcal / mol. 2(g)H 2(g)1 2O+ 2 ( ) 2 2 (v) 2(g) H O ; H 68,3 kcal / mol H O H Δ→ = − → 2(g)1 2O+ 2 (v) 2 ( ) ; H 57,8 kcal / mol H O H O H 68,3 57,8 10,5 kcal Δ Δ = + → = − + = − [III] O calor de solidificação da água vale 1,7 kcal / mol.− 2(g)H 2(g)1 2O+ 2 (s) 2 ( ) 2(g) H O ; H 70 kcal / mol H O H Δ→ = − → 2(g)1 2O+ 2 2 ( ) 2 (s) ; H 68,3 kcal / mol H O H O H 70 68,3 1,7 kcal Δ Δ = + → = − + = − [IV] A energia de 1mol de 2H O no estado vapor é maior que a energia que 1mol de 2 ( )H O . 2(g) 2(g) 2 ( ) 2 2(g) 2(g) 2 (v) H 1 2O H O ; H 68,3 kcal / mol H 1 2O H O ; H 57,8 kcal / mol 57,8 kcal 68,3 kcal Δ Δ + → = − + → = − − > − [V] A formação de água a partir do hidrogênio libera calor, pois a variação de entalpia é negativa. Resposta da questão 16: [C] Teremos: 1 atm 760 mmHg P 3 base 2 2 3 1,52 10 mmHg P 2 atm; r 15 dm; h 30 dm V A h V r h V 3,14 15 30 211,95 dm 21.195 L P V n R T 2 21.195 n 0,08206 T n T 516.573,239 mol C π Δ Δ Δ × = = = = × = × × = × × = = × = × × × = × × × = ⋅ ° 7 7 c 3,4 Cal / g C 1 cal 4,186 J c 3,4 4,186 J / g C. Q m c T mn m n M M Q n M c T Q n T M c Q 516.573,239 2 3,4 4,186 Q 14.704.153,93 1,47 10 J Q 1,5 10 J Δ Δ Δ = ° = = × ° = × × = ⇒ = × = × × × = × × × = × × × = = × ≈ × Resposta da questão 17: [E] Teremos: 100 g (e tanol) 10 kJ 110 kJ 1,00 g (e tanol) + E E 1,2 kJ E 1200 J = = Resposta da questão 18: [A] Equacionando-se as reações a partir da tabela, vem: (g) 2(g) (g) 2(g) (g) 2(g) (g) (g) (g) (g) (g) (g) 2 H 1H 435 kJ 2 F 1F 160 kJ 2 C 1C 245 kJ 1H 1F 1HF 570 kJ 1H 1C 1HC 430 kJ → + → + → + + → + + → + 2(g) (g)1H 435 kJ 2 H+ → 2 (g)1C (g) 245 kJ 2 C+ → (g)2 H (g)2 C+ (g) Global 2(g) 2(g) (g) Global 2(g) 2(g) (g) 2 HC 2 430 kJ 1H 1C 435 kJ 245 kJ 2 HC 2 430 kJ 1H 1C 2 HC 180 kJ H 180 kJ (reação exotérmica)Δ → + × + + + → + × + → + = − Conclusão: a formação de HF libera mais energia do que a formação de HC . Resposta da questão 19: [B] Sabe-se que 60%, em volume, do biogás são constituídos de metano, como são gerados 2.000 L de biogás por dia, vem: metano 1 molar do metano metano 1 60V 2.000 L 1.200 L 100 V 24 L mol 1.200 Ln 50 mols 24 L mol 1mol de metano − − = × = = ⋅ = = ⋅ 900kJ 50 mols de metano metano 4 metano E E 45.000 kJ 4,5 10 kJ= = × Energia liberada na combustão completa da gasolina = 44,5 10 kJ / L.× Conclusão: 1L de gasolina gera a mesma quantidade de energia do metano presente no biogás. Resposta da questão 20: [B] Com base no gráfico, para um hidrocarboneto que libera 10.700 kcal/kg, teremos: massa de carbono 6 massa de hidrogênio mn m n M, então : M = = ⇒ = × carbono carbono hidrogênio hidrogênio carbono carbono hidrogênio hidrogênio hidrogênio carbono hidrogênio carbono 2 4 n M 6 n M n 12 g / mol n n6 126 2 n 1 g / mol n 12 n 6 n 2 n C H . × = × × = ⇒ = ⇒ = = × = × ⇒ Sede Série Professor(a) Nome: Turma Data Turno TC