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Calor de formação e combustão 1 Questão 01 - (UEFS BA) Um motociclista foi de Salvador-BA para Feira de Santana-BA, percorrendo no total 110,0 km. Para percorrer o trajeto, sua motocicleta flex consumiu 5 litros de etanol (C2H5OH, d = 0,8 g.cm –3), tendo um consumo médio de 22,0 km/L. Com base nos dados de entalpia de formação de algumas substâncias, o calor envolvido na combustão completa por litro de etanol foi, em kJ, aproximadamente, 01. –1367 02. +1367 03. –18200 04. +10936 05. –23780 Questão 02 - (IBMEC SP Insper) O ciclo do combustível nuclear é o conjunto de etapas do processo industrial que transforma o minério de urânio, desde a forma encontrada em estado natural até sua utilização como combustível dentro de uma usina nuclear. Esse processo envolve a etapa de hidrólise do hexafluoreto de urânio, de acordo com UF6(g) + 2H2O(g) UO2F2(s) + 4HF(g) orH = –663 kJ mol –1 Considere os dados de entalpia padrão de formação: 242)g(OH 270)g(HF 2150)g(HF molkJHSubstância 2 6 1o f O valor da entalpia padrão de formação do UO2F2(s) em kJ mol –1 é igual a a) –2 217. b) +2 217. c) +1 975. d) –1 975. e) –1 326. Questão 03 - (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP) Dados: Entalpia de formação fH : fH do CO2 = –394 kJ.mol –1; fH do C2H5OH = –278 kJ.mol –1; fH do C3H6O3 = –678 kJ.mol –1; fH do C6H12O6 = –1268 kJ.mol –1; A fermentação é um processo anaeróbico de síntese de ATP, fornecendo energia para o metabolismo celular. Dois dos processos de fermentação mais comuns a partir da glicose são a fermentação alcoólica e a fermentação láctica. C6H12O6 2 CO2 + 2 C2H5OH (fermentação alcoólica) C6H12O6 2 C3H6O3 (fermentação láctica) Sobre a energia envolvida nesses processos de fermentação, é possível afirmar que a) a fermentação láctica absorve energia enquanto que a fermentação alcoólica libera energia. b) os dois processos são endotérmicos, absorvendo a mesma quantidade de energia para uma mesma massa de glicose fermentada. c) a fermentação alcoólica libera uma quantidade de energia maior do que a fermentação láctica para uma mesma massa de glicose envolvida. d) a fermentação láctica libera uma quantidade de energia maior do que a fermentação alcoólica para uma mesma massa de glicose envolvida. Questão 04 - (Mackenzie SP) O etanol, produzido por meio da fermentação do açúcar extraído da cana-de-açúcar, é um combustível renovável extremamente difundido no território nacional, e possui entalpia-padrão de combustão de –1368 kJ mol–1. Considerando-se os dados fornecidos na tabela abaixo, é correto afirmar que, a entalpia-padrão de formação do etanol é de 286)(OH 394)g(CO 2 2 l 1 f molkJHºSubstância a) + 278 kJ mol–1 b) + 3014 kJ mol–1 c) + 1646 kJ mol–1 d) – 278 kJ mol–1 e) – 3014 kJ mol–1 Questão 05 - (FCM PB) Em diversos países, o aproveitamento do lixo doméstico é quase 100%. Do lixo levado para as usinas de compostagem, após a reciclagem, obtém-se a biomassa que, por fermentação anaeróbica, produz biogás. Esse gás, além de ser usado no aquecimento de residências e como combustível em veículos e indústrias, é matéria prima importante para a produção das substâncias de fórmula H3C-OH, H3C-Cl, H3C-NO‚ e H2, além de outras. Dada a reação abaixo CH4(g) + H2O(v) CO(g) + 3 H2(g) O gás hidrogênio pode ser obtido pela reação acima equacionada. Dadas as entalpias de formação em kJ/mol, CH4 = –75, H2O = –287 e CO = –108, a entalpia da reação a 25 °C e 1 atm, é igual a: a) +254 kJ b) –127 kJ c) –470 kJ d) +508 kJ e) –254 kJ Questão 06 - (UEPG PR) Em um recipiente, etanol líquido (C2H5OH) reage com O2 gasoso, a 25 ºC e 1 atm, formando CO2 e H2O no estado gasoso. Dados: C (Z = 6, M = 12 g/mol), O (Z = 8, M = 16 g/mol) e H (Z = 1, M = 1 g/mol) H2(g) ( H combustão = –242 kJ/mol) Considerando os dados relacionados, assinale o que for correto. 01. O calor molar liberado na reação é, aproximada-mente, 1 366,8 kJ/mol. 02. A reação descrita é uma reação exotérmica. 04. A reação descrita é uma reação de combustão completa. 08. O volume formado de CO2 nas CNTP é 22,4 L. 16. O hidrogênio molecular (H2) gasoso é um combustível mais eficiente que o etanol líquido, porque libera mais energia por grama do que o etanol líquido. Questão 07 - (UNITAU SP) O Brasil tem potencial de produzir, aproximadamente, 30.000.000.000 m³/ano de biogás proveniente de aterros, tratamento de efluentes e biodigestores agroindustriais que, se aplicados na geração de energia elétrica, disponibilizariam 42.600 MW/ano. Entretanto, a presença de alguns contaminantes no biogás (vapor d'água, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio, por exemplo) prejudicam a queima, necessitando, assim, de um processo de purificação. Uma usina pode produzir, diariamente, cerca de 2000 m3 de biogás, com uma composição de 60% de gás metano. Após um processo de purificação biológica, obtém-se biogás com 98% de gás metano. DADOS - Volume molar nas condições de produção do metano = 24 L/mol - Energia liberada na combustão completa da gasolina = 4,5104 kJ/L - Energia liberada na combustão do gás metano = 900 kJ/mol Para produzir a mesma quantidade de energia liberada pela queima da produção diária da usina de biogás (2000 m3), com concentração de 98% de gás metano, é necessária a seguinte quantidade (em litros) de gasolina: a) 465 b) 982 c) 1633 d) 2167 e) 3454 Questão 08 - (IFGO) O trifluormetano, CHF3, é produzido pela fluoração do gás metano, de acordo com a equação abaixo não balanceada. CH4(g) + F2(g) CHF3(g) + HF(g). Dados: A entalpia-padrão da reação de fluoração do gás metano, em kJ.mol–1, é igual a a) + 1.633 b) + 2.175 c) – 1.633 d) – 2.175 e) – 2.325 Questão 09 - (Mackenzie SP) Considerando a reação de combustão completa de 1 mol de gás butano no estado-padrão e as informações existentes da tabela abaixo, assinale a alternativa que descreve a afirmação correta. a) O valor da variação de entalpia desse processo é igual a – 679,3 kJ. b) O somatório dos coeficientes estequiométricos para a equação que representa esse processo é de 26. c) A entalpia dos produtos é menor do que a entalpia dos reagentes, pois o processo é classificado termoquimicamente como endotérmico. d) O carbono existente no CO2 encontra-se em seu estado intermediário de oxidação, possuindo nox +2. e) O valor da energia liberado nesse processo é de 2877,3 kJ. Questão 10 - (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 –94,0 kcal, pode-se afirmar corretamente que a entalpia de formação do monóxido de carbono é a) – 37,0 kcal/mol. b) – 151,0 kcal/mol. c) + 37,0 kcal/mol. d) + 151,0 kcal/mol. Questão 11 - (UEA AM) Octano, C8H18, um dos componentes da gasolina, pode ser obtido sinteticamente a partir dos gases butano, C4H10, e 1-buteno, C4H8, por meio de um processo catalítico conhecido como alquilação. Essa síntese pode ser representada pela equação: C4H10 (g) + C4H8 (g) C8H18 (l) Sabendo que as entalpias-padrão de formação do butano, do 1-buteno e do octano são, respectiva e aproximadamente, em kJ/mol, iguais a –2 880, zero e –5 470, é correto afirmar que a síntese de 1 molde octano por essa reação a) absorve 2 590 kJ. b) absorve 5 470 kJ. c) libera 2 590 kJ. d) libera 5 470 kJ. e) libera 8 350 kJ. Questão 12 - (UDESC SC) As informações nutricionais de um produto alimentício constam no rótulo, mas, muitas vezes, são negligenciadas pelos consumidores. Entretanto, com o aumento nas taxas de obesidade e sobrepeso, além de outras doenças como diabetes e hipertensão, cada vez mais um número maior de consumidores passa a procurar as informações sobre a composição dos produtos que leva para casa. Com base no exposto, analise as proposições. I. Um produto alimentício possui a seguinte composição em massa: 40% carboidratos, 30% proteínas e 30% gorduras. Considerando que a queima de 1 g de proteínas ou carboidratos fornece 4 kcal e 1 g de gordura fornece 9 kcal, uma amostra de 75 g do produto possui um valor calórico de 550 kcal. II. Um adulto que possua a recomendação de ingestão calórica diária de 2000 kcal, se esta pessoa ingerir 400 g do produto alimentício citado na afirmação (I) ela consumiu mais calorias que o recomendado. III. A densidade energética é a quantidade de energia por grama. Se se considerar que todo o carboidrato da amostra seja glicose (C6H12O6 CºH = –2808 kJ/mol) e toda a gordura seja ácido oleico (C18H34O2 CºH = –10487 kJ/mol), pode-se afirmar que a gordura possui uma densidade energética maior do que o carboidrato. IV. A entalpia de formação da glicose (C6H12O6) é –1268 kJ/mol. Dados: fºH (CO2) = –393,51 kJ/mol, fºH (H2O) = –285,83 kJ/mol e a entalpia de combustão da glicose CºH = –2808 kJ/ mol. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II, III e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. e) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. Questão 13 - (UNIFOR CE) A 25ºC e pressão de 1 atm, a combustão de um mol de n-hexano produz CO2 e H2O no estado gasoso e libera 3883 kJ, enquanto que a queima completa da mesma quantidade de n-heptano produz as mesmas substâncias no estado gasoso e libera 4498 kJ. Assim podemos prever que a combustão completa do n-decano libera, aproximadamente: a) 855 KJ b) 4190 KJ c) 6.343 KJ d) 7766 KJ e) 8900 KJ Questão 14 - (ACAFE SC) O benzeno é um hidrocarboneto aromático que pode ser usado nas refinarias de petróleo e nas indústrias de álcool anidro. Baseado nas informações fornecidas e nos conceitos químicos, assinale a alternativa que contém a energia liberada (em módulo) na combustão completa de 156g de benzeno, nas condições padrão. Dados: Entalpias de formação nas condições padrão: C6H6(l): 49,0 kJ/mol; CO2(g): –393,5kJ/mol; H2O(l): –285,8 kJ/mol. C: 12 g/mol; H: 1 g/mol. a) 6338,8 kJ b) 6534,8 kJ c) 3169,4 kJ d) 3267,4 kJ TEXTO: 1 - Comum à questão: 15 Até recentemente, a Nasa enfrentou uma aguda escassez de plutônio, o que comprometeu suas futuras missões ao espaço incomensurável. Em 2013, o Departamento de Energia dos EUA anunciou, após uma pausa de 25 anos, que reiniciaria a produção de plutônio-238, a espinha dorsal das baterias nucleares de longa duração, que têm alimentado numerosas missões desde 1969. A escassez de plutônio mais o pequeno estoque existente mal atendem às missões planetárias para as gélidas luas de Júpiter e Saturno, planejadas para a próxima década. Por essa razão, a Nasa tem estudado alternativas e, recentemente, demonstrou interesse em uma tecnologia que tem propulsionado torpedos da Marinha dos EUA. A Marinha começou a experimentar com os chamados Sistemas de propulsão de Energia Química Armazenada (SCEPS) na década de 1920, mas foi só nos anos 1980 que engenheiros da Universidade da Pensilvânia adaptaram a tecnologia para ogivas capazes de ir rápido e fundo o suficiente em sua caça a submarinos soviéticos. O sistema SCEPS aproveita a reação química de dois reagentes que permanecem armazenados e separados até serem necessários. Em torpedos, o sistema normalmente mantém sua energia em reserva como um bloco sólido de lítio e um tanque do gás inerte hexafluoreto de enxofre. Quando acionada, a reação dos dois materiais gera calor, que gira a turbina a vapor da arma para produzir milhares de quilowatts (kW) de energia. O engenheiro de sistemas espaciais da Universidade da Pensilvânia propôs uma missão de demonstração para Vênus, onde uma sonda robótica de pouso, alimentada pelo sistema SCEPS, aproveitaria o dióxido de carbono atmosférico do planeta para reagir com o lítio. O calor resultante poderia acionar um gerador elétrico para produzir energia equivalente a cerca de três lâmpadas, uma reserva, ou receita considerável para missões espaciais. (HSU, 2015, p. 16). HSU, Jeremy. Baterias espaciais sem plutônio. Scientific American Brasil. São Paulo: Segmento, ano 14, n. 163, dez. 2015. Questão 15 - (UNEB BA) 8Li(s) + SF6(g) Li2S(s) + 6LiF(s) Com base nos conhecimentos da Química, considerando-se a tecnologia de adaptação de energia química armazenada para ogivas de torpedos, desenvolvida pela Marinha dos EUA, relacionando-a às informações do texto e à equação química, é correto concluir: 01. O sistema químico propulsor de energia é endotérmico. 02. O hexafluoreto de enxofre é combustível na presença de lítio. 03. A variação de entalpia da reação química entre o lítio sólido e o gás hexafluoreto de enxofre é 2600,0kJ. 04. A massa de hexafluoreto de enxofre em um tanque contendo 20,0L do gás, a 4,0atm e a 27ºC é, aproximadamente, 0,75kg. 05. O calor gerado para movimentar a turbina a vapor, quando 0,2 mol de hexafluoreto de enxofre reage completamente com lítio suficiente, é 533,2kJ. Questão 16 - (Mackenzie SP) O cicloexano (C6H12) é um hidrocarboneto líquido à temperatura ambiente, insolúvel em água, que pode ser obtido pela redução com hidrogênio, na presença de um catalisador e pressão adequados, a partir do benzeno, apresentando valor de entalpia-padrão de formação igual a –156 kJ.mol–1. Sabendo-se que as entalpias padrão de formação, da água líquida e do dióxido de carbono gasoso são, respectivamente, –286 kJ.mol–1 e –394 kJ.mol–1, pode-se afirmar que a entalpia-padrão de combustão do cicloexano é de a) – 524 kJ.mol–1. b) – 836 kJ.mol–1. c) – 3924 kJ.mol–1. d) – 4236 kJ.mol–1. e) – 6000 kJ.mol–1. Questão 17 - (UEPG PR) Com base nas reações de combustão (não balanceadas) dos combustíveis listados abaixo, assinale o que for correto. Dados: H = 1 g/mol C = 12 g/mol O = 16 g/mol 01. O gás hidrogênio (H2) é o combustível relacionado que libera mais energia por grama. 02. A reação que consome mais gás oxigênio (O2) é a combustão do etanol (C2H5OH). 04. As reações de combustão apresentadas são reações endotérmicas. 08. O metano (CH4) libera mais energia por grama que o metanol (CH3OH). Questão 18 - (UEPA) O hidróxido de magnésio, base do medicamento vendido comercialmente como Leite de Magnésia, pode ser usado como antiácido e laxante. Dadas as reações abaixo: I. 2Mg(s) + O2(g) 2MgO(s) H = –1.203,6 kJ II. Mg(OH)2(s) MgO(s) + H2O H = +37,1 kJ III. 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) H = –571,7 kJ Então, o valor da entalpia de formação do hidróxido de magnésio, de acordo com a reação: Mg(s) + H2(g) + O2(g) Mg(OH)2(s), é: a) –1.849,5 kJ b) +1.849,5 kJ c) –1.738,2 kJ d) –924,75 kJ e) +924,75 kJ Questão 19 - (UERN) Também denominado anidrido sulfúrico ou óxido sulfúrico, o trióxido de enxofre é um composto inorgânico, representado pela fórmula química SO3, é gasoso, incolor, irritante, reage violentamente com a água, é instável e corrosivo. O trióxido de enxofre é obtido por meio da oxidação do dióxidode enxofre, tendo o pentóxido de vanádio como catalisador da reação realizada pelo método de contato. Observe: )g(SO)g(O)g(SO 3 OV 22 52 Ressalta-se que as entalpias de formação, em kJ/mol, do SO2 e SO3 são, respectivamente, –297 e – 420. A entalpia de combustão de 12,8 gramas, em kJ, do dióxido de enxofre é igual a a) –123. b) +123. c) –24,6. d) +24,6. Questão 20 - (FMABC SP) Dados: calor de combustão do etanol = –1366 kJ/mol calor de combustão do éter dimetílico = –1454 kJ/mol São conhecidos dois isômeros de fórmula molecular C2H6O: o etanol (álcool etílico) e o metoximetano (éter dimetílico). Sobre esses isômeros foram feitas as seguintes afirmações. I. Os calores de formação dos dois isômeros são iguais. II. O poder calorífico, em kJ/g, do éter dimetílico é maior do que o do etanol. III. A combustão de 1,0 kg de etanol consome mais gás oxigênio do que a combustão de 1,0 kg de éter dimetílico. Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmação(ões) a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II. e) I. Gabarito 1. Gab: 05 2. Gab: A 3. Gab: D 4. Gab: D 5. Gab: A 6. Gab: 23 7. Gab: C 8. Gab: D 9. Gab: E 10. Gab: A 11. Gab: C 12. Gab: B 13. Gab: C 14. Gab: B 15. Gab: 05 16. Gab: C 17. Gab: 11 18. Gab: D 19. Gab: C 20. Gab: D
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