TERMOQUIMICA (1)

Prévia do material em texto

TERMOQUIMICA 
 
media 
(C7-H25) objeto do conhecimento: termoquimica 
1. A história da emissão de gases para a atmosfera é antiga e existem estudos demonstrando que as atividades 
antropogênicas, decorrentes do próprio desenvolvimento tecnológico e da procura por melhor qualidade de vida, 
aumentaram significativamente a emissão de dióxido de carbono (CO2) e de metano (CH4) para a atmosfera. Esses 
gases contribuem para a retenção das radiações refletidas pela superfície terrestre e, consequentemente, para o 
aumento da temperatura global do planeta. 
Extraído de: VASTIMAN, Enilce Pereira; VASTIMAN, Delmo Santiago. Química e Meio Ambiente Ensino Contextualizado. 
Rio de Janeiro: Interciência, 2006 
A formação de gás metano, um dos gases ao qual se refere o Texto, pode ser representada pela equação: 
C(grafite) + 2H2(g)→ CH4(g). As reações envolvidas nesse processo estão representadas pelas equações abaixo: 
I. C(grafite) + O2(g)→ CO2(g), H = -393,5 kJ. 
II. H2(g) +21 O2(g)→ H2O(L), H = -285,8 kJ. 
III. CH4(g) + 2O2(g)→ CO2(g) + 2H2O(L), H = - 890,4 kJ. 
O valor da Hf para formação de um mol de gás metano é: 
a) -258,8 kJ/mol 
b) -129,4 kJ/mol 
c) -74,7 kJ/mol 
d) +74,7 kJ/mol 
e) +258,8 kJ/mol 
 
facil 
(C3-H8) objeto do conhecimento: reaçao de combustao 
2. A energia produzida na forma de trabalho e a quantidade emitida de gases que contribuem com o aquecimento 
global são dois fatores importantes na escolha de um combustível para veículos automotores. A quantidade de energia 
produzida na forma de trabalho pode ser avaliada pela diferença entre quantidades de produtos e de reagentes gasosos 
das reações de combustão. Quanto maior for essa diferença, mais trabalho é realizado. 
CH3CH2OH(l) + 3O2(g)→ 2CO2(g) + 3H2O(g) 
2C8H18(l) + 25O2(g)→ 16CO2(g) + 18H2O(g) 
Comparando a combustão completa do etanol (CH3CH2OH) e da gasolina (representada pelo hidrocarboneto C8H18), nas 
equações acima, é correto afirmar que: 
a) quantidades iguais, em mol, de gasolina e de etanol produzem a mesma quantidade de energia na forma de 
trabalho. 
b) a gasolina produz oito vezes mais trabalho que uma quantidade, em mol, equivalente de etanol. 
c) o etanol produz aproximadamente 25 % do trabalho produzido por quantidade, em mol, equivalente de gasolina. 
d) a gasolina produz quatro vezes mais gases que contribuem para o aquecimento global do que uma quantidade, em 
mol, equivalente de etanol. 
e) os dois combustíveis são equivalentes em termos de poluição e de eficiência energética, quando se consideram 
quantidades equivalentes em mol. 
 
 
media 
(C5-H17) objeto do conhecimento: termoquimica 
3.Analise o texto e a tabela a seguir. 
 
Muitas pessoas têm curiosidade de saber como os fabricantes de alimentos e bebidas determinam o teor energético de 
seus produtos. O organismo humano aproveita como fonte de energia carboidratos, proteínas, lipídios e etanol. Essa 
energia é liberada por meio de reações de oxidação realizadas no interior das células. A tabela abaixo apresenta a 
energia produzida por grama dessas substâncias. 
 
Tabela de teor energético de constituintes alimentares 
 
Substância Energia liberada (kcal/g) 
Carboidratos 4,0 
Proteínas 4,0 
Etanol 7,0 
Lipídios 9,0 
 
A análise das informações permite concluir que 
a) o H de oxidação das substâncias consideradas é positivo, pois nesse processo ocorre liberação de energia. 
b) a oxidação de um mol de um carboidrato libera a mesma energia que a oxidação de um mol de uma proteína. 
c) uma porção de 100 g de abacate, rico em gorduras, que fornece ao organismo 160 kcal, tem pelo menos 40 g de 
carboidratos. 
d) um refresco de vinho contendo um mol de um carboidrato 6 12 6C H O e dois mols de etanol tem conteúdo 
energético de mais de 1000 kcal. 
e) o trilaurato de glicerila 39 80 6(C H O ), que é um componente majoritário do óleo de coco, é capaz de fornecer mais 
de 10000 kcal por mol oxidado. 
 
facil 
(C 5 – H17) objeto do conhecimento: termoquimica e balanceamento 
4.A sacarose, C12H22O11, também conhecida como açúcar de mesa ou açúcar comum comercial, é encontrada na cana 
de açúcar e na beterraba. No Brasil, a sacarose é obtida por cristalização do caldo de cana e utilizada na alimentação, 
na fabricação de álcool etc. A combustão da sacarose produz dióxido de carbono e água, conforme a equação a seguir: 
 
C12H22O11(s) + 12 O2(g) → x CO2(g) + y H2O ( ) G = – 5.796 kJ/mol 
 
Com relação a esta reação, é correto afirmar que os coeficientes x e y são, respectivamente: 
a) 6 e 10 e a reação é espontânea. 
b) 8 e 6 e a reação é não-espontânea. 
c) 11 e 12 e a reação é espontânea. 
d) 12 e 11 e a reação é espontânea. 
e) 8 e 11 e a reação é não-espontânea. 
 
 
5. 
 
O poder calorífico é um parâmetro de comparação de diferentes combustíveis. Ele é definido como o calor 
liberado na combustão de um quilo de determinada substância. A tabela abaixo mostra a entalpia de combustão 
de alguns combustíveis comuns. 
 
278-HHidrogênio
286-OHCHCHEtanol
213-CHMetano
760-OHCHMetanol
5100-HC(gasolina) octano-Iso
2
23
4
3
188
(kJ/mol) ΔHcombFórmulalCombustíve
 
 
Marque a alternativa que mostra o combustível de MAIOR poder calorífico. 
 
a) Iso-octano (gasolina) 
b) Metanol 
c) Metano 
d) Etanol 
e) Hidrogênio 
 
 
A Tabela abaixo apresenta informações sobre as composições químicas e os calores de combustão para quatro 
diferentes combustíveis que podem ser utilizados em motores de combustão interna. 
 
 
 
Com base nas informações apresentadas e comparando estes combustíveis, é correto afirmar que 
 
a) o metano é o que apresenta menor efeito estufa e maior vantagem energética. 
b) o metanol é o que apresenta menor efeito estufa e maior vantagem energética. 
c) o etanol é o que apresenta maior efeito estufa e maior vantagem energética. 
d) a gasolina é o que apresenta menor efeito estufa e maior vantagem energética. 
e) o hidrogênio é o que apresenta menor efeito estufa e maior vantagem energética. 
 
 
Questão 7 
 
“Dê-me um navio cheio de ferro e eu lhe darei uma era glacial”, disse o cientista John Martin (1935-1993), dos 
Estados Unidos, a respeito de uma proposta de intervenção ambiental para resolver a elevação da temperatura 
global; o americano foi recebido com muito ceticismo. O pesquisador notou que mares com grande concentração 
de ferro apresentavam mais fitoplâncton e que essas algas eram capazes de absorver elevadas concentrações de 
dióxido de carbono da atmosfera. Esta incorporação de gás carbônico e de água (H2O) pelas algas ocorre por 
meio do processo de fotossíntese, que resulta na produção de matéria orgânica empregada na constituição da 
biomassa e na liberação de gás oxigênio (O2). Para essa proposta funcionar, o carbono absorvido deveria ser 
mantido no fundo do mar, mas como a maioria do fitoplâncton faz parte da cadeia alimentar de organismos 
marinhos, ao ser decomposto devolve CO2 à atmosfera. 
Os sete planos para salvar o mundo. Galileu, 
n. 214, maio 2009. (com adaptações). 
 
Considerando que a ideia do cientista John Martin é viável e eficiente e que todo o gás carbônico absorvido (CO2, 
de massa molar igual a 44 g/mol) transforma-se em biomassa fitoplanctônica (cuja densidade populacional de 
100 g/m2 é representada por C6H12O6, de massa molar igual a 180 g/mol), um aumento de 10 km2 na área de 
distribuição das algas resultaria na 
 
a) emissão de 4,09 106 kg de gás carbônico para a atmosfera, bem como no consumo de toneladas de gás 
oxigênio da atmosfera. 
b) retirada de 1,47 106 kg de gás carbônico da atmosfera, além da emissão direta de toneladas de gás 
oxigênio para a atmosfera. 
c) retirada de 1,00 106 kg de gás carbônico da atmosfera, bem como na emissão direta de toneladas de gás 
oxigênio das algas para a atmosfera. 
d) retirada de 6,82 105 kg de gás carbônico da atmosfera, além do consumo de toneladas de gás oxigênio da 
atmosfera para a biomassa fitoplanctônica. 
e) emissão de 2,44 105 kg de gás carbônico para a atmosfera, bem como na emissãodireta de milhares de 
toneladas de gás oxigênio para a atmosfera a partir das algas. 
 
 
Questão 8 
 
Metade do volume de óleo de cozinha consumido anualmente no Brasil, cerca de dois bilhões de litros, é jogada 
incorretamente em ralos, pias e bueiros. Estima-se que cada litro de óleo descartado polua milhares de litros de 
água. O óleo no esgoto tende a criar uma barreira que impede a passagem da água, causa entupimentos e, os 
mananciais, resulta na mortandade de peixes. A reciclagem do óleo de cozinha, além de necessária, tem mercado 
na produção de biodiesel. Há uma demanda atual de 1,2 bilhões de litros de biodiesel no Brasil. Se houver 
planejamento na coleta, transporte e produção, estima-se que se possa pagar até R$ 1,00 por litro de óleo a ser 
reciclado. 
Programa mostra caminho para uso do óleo de fritura na produção de biodiesel. 
 Disponível em: http://www.nutrinews.com.br. Acesso em: 14 fev. 2009 (adaptado). 
 
De acordo com o texto, o destino inadequado do óleo de cozinha traz diversos problemas. Com o objetivo de 
contribuir para resolver esses problemas, deve-se 
 
a) utilizar o óleo para a produção de biocombustíveis, como etanol. 
b) coletar o óleo devidamente e transportá-lo às empresas de produção de biodiesel. 
c) limpar periodicamente os esgotos das cidades para evitar entupimentos e enchentes. 
d) utilizar o óleo como alimento para os peixes, uma vez que preserva seu valor nutritivo após o descarte. 
e) descartar o óleo diretamente em ralos, pias e bueiros, sem tratamento prévio com agentes dispersantes. 
 
 
TEXTO: 1 - Comum à questão: 9 
 
A receita mais antiga da história ensina a fazer cerveja e foi escrita na Mesopotâmia, há cerca de 4 mil anos. 
Desde aquela época, a matéria-prima básica da bebida era a cevada, primeiro cultivo da humanidade. O grão 
desse cereal é tão duro que, colocado na água, ele não amolece. É por isso que os cervejeiros precisam fazer o 
malte − um grão de cevada germinado e seco. O embrião da semente produz enzimas que quebram as 
pedrinhas de amido guardadas ali. Macio, o grão solta na água esse ingrediente energético para formar o mosto. 
As enzimas também partem o amido em moléculas de maltose, açúcar que vai alimentar as leveduras, a seguir, 
na fermentação. 
(Revista Galileu, outubro de 2012. p. 77) 
 
Dado: Reação global que ocorre na fermentação da maltose: 
 
C12H22O11 + H2O→ 4C2H5OH + 4CO2 + 196 kJ 
 
 
Questão 10 
 
Para cada mol de etanol obtido na fermentação da maltose, ocorre 
 
a) absorção de 49 kJ de energia. 
b) absorção de 98 kJ de energia. 
c) absorção de 196 kJ de energia. 
d) liberação de 49 kJ de energia. 
e) liberação de 196 kJ de energia. 
 
http://www.nutrinews.com.br/
 
11. Para resolver a questão a seguir utilize-se dos dados a seguir: 
Combustão do etanol: 
C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) 
∆H de formação de C2H5OH(l) = -278 kJ/mol 
∆H de formação de CO2(g) = -394 kJ/mol 
∆H de formação de H2O(l) = -286 kJ/mol 
∆H de combustão de óleo BTE = -44 kJ/g 
Para manter um forno a 1400 °C, uma indústria química queima 1 tonelada por hora de um óleo combustível conhecido 
por óleo BTE. Caso o combustível fosse substituído por etanol, a massa aproximada desta substância a ser queimada 
para se obter a mesma quantidade de calor por hora seria: 
a) 0,8 ton b) 1,0 ton c) 1,5 ton 
d) 2,7 ton e) 3,0 ton 
 
12. Um dos sistemas propelentes usados em foguetes é uma mistura de hidrazina (N2H4) como combustível e peróxido 
de hidrogênio (H2O2) como oxidante. Esses reagentes são hipergólicos, isto é, eles iniciam a reação pelo simples 
contato. A reação que ocorre é: 
N2H4(l) + 2H2O2(l) => N2(g) + 4H2O(g) 
Os reagentes são misturados a 25oC na relação molar indicada na equação. Sabendo que as entalpias de formação da 
hidrazina, do peróxido de hidrogênio e da água são, respectivamente, +12 Kcal/mol, - 46 Kcal/mol e - 57,8 Kcal/mol, 
determine o calor da reação proposta. 
∆H=-151,2 Kcal/mol 
 
13 - O acetileno é um gás de grande uso comercial, sobretudo em maçaricos de oficinas de lanternagem. Assinale a 
opção que corresponde à quantidade de calor fornecida pela combustão completa de 5,2 kg de acetileno (C2H2 – massa 
molar = 26 g/mol), a 25ºC, sabendo-se que as entalpias de formação, a 25ºC, são: 
I. Entalpia de formação do CO2(g) = – 94,1 kcal/mol. 
II. Entalpia de formação do H2O(l) = – 68,3 kcal/mol. 
III. Entalpia de formação do C2H2(g) = + 54,2 kcal/mol. 
a) 1615 kcal. 
b) 6214 kcal. 
c) 21660 kcal. 
d) 40460 kcal. 
e) 62140 kcal. 
 
14. (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 (∆Hc), 
definido como a energia liberada na qieuma completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte 
relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu ∆Hc0. 
 
 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. 
 
15. A crise energética mundial impulsionou a procura por combustíveis alternativos e renováveis. 
 
Considere os dados contidos no quadro abaixo. 
 
Combustível Poder calorífico (kJ/g) Densidade (g/mL) 
Hidrogênio 140 58,2 10− 
Propano 50 31,8 10− 
Gasolina 45 0,750 
Etanol 30 0,790 
 
Com base nesses dados, é correto afirmar que 
a) o hidrogênio é o combustível mais eficaz entre os relacionados, considerando iguais volumes de combustível. 
b) o propano é o combustível mais eficaz entre os relacionados, considerando massas iguais de combustível. 
c) todos os combustíveis do quadro acima geram CO2 na sua combustão total. 
d) por sua maior densidade, o poder calorífico do etanol, medido em kJ por litro, é o maior entre todos. 
e) por causa de sua baixa densidade, o poder calorífico do hidrogênio, medido em kJ por litro, é muito baixo.