Lista 5 - Termoquímica

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Lista de Exercício 5 – Termodinâmica Química 
Termoquímica 
 
Prof. Claudinei Rezende Calado 
 
 
1- A entalpia padrão de decomposição do complexo amarelo NH3-SO2 para NH3 e SO2 é 
40kJ/mol. Calcule a entalpia padrão de formação do NH3-SO2 utilizando os dados da tabela 
anexa. 
R: -382,74kJ/mol 
 
 
 2- A 25°C, temos as seguintes entalpias de formação: 
Composto SO2(g) H2O(l) 
∆H
0
f(kJ/mol) -296,81 -285,83 
Para as reações a 25°C: 
* 2H2S(g) + Fe(s) → FeS2(s) + 2H2(g) ∆H
0
= -137,0kJ/mol 
* H2S(g) + 3/2O 2(g) → H2O(l) + SO2(g) ∆H
0
= -562,0kJ/mol 
Calcule o calor de formação do H2S(g) e do FeS2(s) . 
 R: -20,6kJ/mol; -178kJ/mol 
 
 
3- Dos seguintes dados a 25°C : 
O 2(g) → 2 O(g) ∆H
0
= 498,34kJ/mol 
Fe(s) → Fe(g) ∆H
0
= 416,30kJ/mol 
e ∆H
0
f (FeO(s))= -272kJ/mol, calcule: 
a)O ∆H
0
 a 25°C para a seguinte reação: Fe(g) + O(g) → FeO(s). R: -937kJ/mol 
b)O ∆U
0
 para esta reação, admitindo que os gases sejam ideais. R: -933kJ/mol 
 
 
5- Calcule o calor padrão de formação do FeO(s) e do Fe2O3(s) usando os dados: 
* Fe2O3(s) + 3C(grafita) → 2Fe(s) + 3CO(g) ∆H
0
= 492,6kJ/mol 
* FeO(s) + C(grafita) →Fe(s) + CO(g) ∆H
0
= 155,8kJ/mol 
* C(grafita) + O 2(g) → CO2(g) ∆H
0
= -393,51kJ/mol 
* CO(g) + 1/2O 2(g) → CO2(g) ∆H
0
= -282,98kJ/mol 
R:-266,33kJ/mol;-824,2kJ/mol. 
 
 
6- Partindo das seguintes reações, a 25°C, calcule o calor de formação do CaC2(s) a 25°C: 
• CaC2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(s) + C2H2(g) ∆H
0
= -127,9kJ/mol 
• Ca(s) + 1/2O2(g) → CaO(s) ∆H
0
= -635,1kJ/mol 
• CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(s) ∆H
0
= -65,2kJ/mol 
Dados: o calor de combustão da grafita é -393,51kJ/mol e do C2H2(g) é -1299,58kJ/mol. 
R:-59,8kJ/mol 
 
 
7- Uma amostra de sacarose, pesando 0,1265g é queimada numa bomba calorimétrica. Depois da 
reação ter-se completado, verificou-se o incremento de temperatura no interior do calorímetro, e 
constatou-se que, para produzir eletricamente o mesmo aumento de temperatura, seriam 
necessários 2082,3J. Calcule: 
a) O calor de combustão da sacarose. R:-5635kJ/mol 
b) A partir do calor de combustão da sacarose e dos dados de ∆H0f , calcule o calor de formação 
da sacarose. R:-2232kJ/mol 
 
 
 
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8- Queimando-se completamente 3,0539g de álcool etílico líquido, C2H5OH, a 25°C, numa bomba 
calorimétrica, verifica-se que o calor liberado é igual a 90,447kJ. Calcule: 
a) ∆H0 molar de combustão do álcool etílico. R: -1362,6kJ/mol. 
b) O ∆H0f do álcool etílico admitindo que os ∆H
0
f do CO2(g) e da H2O(l) são iguais a -393,51kJ/mol e 
-285,83kJ/mol, respectivamente. R:-281,95kJ/mol 
 
 
9- A 25°C e 1 atm de pressão temos os dados: 
 
 
 
Calcule: 
a) ∆H0f do benzeno líquido. R:49,07kJ/mol 
b) ∆H0 da reação: 3 C2H2(g) → C6H6(l) R:-631,12kJ/mol 
 
 
10- Quando 0,3212g de glicose foram queimados dentro de uma bomba calorimétrica, com 
constante calorimétrica igual a 641J/K, a temperatura aumentou de 7,793K. Calcule: 
a) A entalpia molar padrão de combustão. R:-2,780MJ/mol 
b) A energia interna padrão de combustão. R:-2,780MJ/mol 
c) A entalpia padrão de formação da glicose. R:-1,28kJ/mol 
 
 
11- A massa de um cubo de açúcar (MM= 342g/mol) é 1,5g. Calcule a energia liberada na forma 
de calor quando o cubo é queimado ao ar. Até que altura de uma montanha poderá uma 
estudante de 60kg escalar, com a energia gerada pela ingestão de 20 cubos de açúcar, admitindo-
se que 25% da energia é disponível para realização de trabalho? Dado: ∆H
0
f açúcar= -2222kJ/mol. 
R:25kJ; 212m. 
 
 
12- Quando 120mg de naftaleno, C10H8(s), foram queimados numa bomba calorimétrica, a 
temperatura aumentou de 3,05K. Calcule a capacidade calorífica do calorímetro. De quanto a 
temperatura aumentará quando 100mg de fenol, C6H5OH(s) forem queimados no mesmo 
calorímetro em idênticas condições? 
Dados: ∆H
0
comb(naftaleno)=-5150kJ/mol; ∆H
0
comb(fenol)= -3060kJ/mol; 
R:1,58kJ/K; 2,05K 
 
 
13- A temperatura de uma bomba calorimétrica aumentou de 1,617K quando uma corrente de 
3,2A, gerada por uma fonte de 12volts, circulou por 27s. Calcule a capacidade calorífica da bomba. 
R:641,18J/K 
 
 
14- Dos dados de ∆H
0
f , calcule: 
a)O calor de vaporização da água a 25
o
C. R:44,01kJ/mol 
b)O trabalho produzido na vaporização de um mol de água, a 25
o
C, sob pressão constante de 1 
atm. R:3,099kJ/mol 
c) O ∆E
0
 de vaporizacão da água a 25
o
C. R:41,537kJ/mol 
d) O calor de vaporização da água a 100oC, dados os valores de Cp(J/Kmol): vapor de água 
33,577; água líquida 75,291. 
R: 40,88kJ/mol 
 
 
15- A partir dos dados a 1000K, calcule o calor de formação do NH3(g) a 300K: 
N2(g) + 3H2(g) → 2 NH3(g) ∆H
0
= -123,77kJ 
 
Substância N2(g) H2(g) NH3(g) 
Cp/R 3,502 3,466 4,217 
R: - 45,98kJ/mol 
Substância H2(g) C(grafita) C6H6(l) C2H2(g) 
∆H
0
combustão(kJ/mol) -285,83 -393,51 -3267,62 -1299,58 
 
 
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16- Calcule o ∆H
0
f do FeS2(s) a 300
o
C a partir dos seguintes dados a 25
o
C: 
Substância Fe(s) FeS2(s) Fe2O3(s) S(rômbico) SO2(g) 
∆H
0
f(kJ/mol) 0 -824,2 0 -296,81 
Cp/R 3,02 7,48 2,72 
e do calor envolvido na reação de ustulação da pirita: 
2 FeS2(s) + 11/2O 2(g) → Fe2O3(s) + 4SO2(g) ∆H
0
= -1655kJ/mol 
 R:-180kJ/mol 
 
 
17- Quando 3 mols de O2 são aquecidos sob pressão constante de 3,25 atm, a temperatura varia 
de 260K até 285K. Admitindo que a capacidade calorífica molar do O2 é 29,4J/Kmol à pressão 
constante, calcule Q, ∆H
0 
e ∆E
0
 . 
R:2,205kJ ; 2,205kJ; 1,58kJ 
 
 
18- Dos valores de Cp da tabela e dos dados abaixo, calcule o ∆H
0
1000 para a reação: 
1/2H2(g) + 1/2Br2(g) →→→→ HBr(g) 
• 1/2H2(g) + 1/2Br2(l) → HBr(g) ∆H
0
= -36,38kJ/mol 
• Br2(l) → Br2(g) ∆H
0
= 30,91kJ/mol 
R:-53,87kJ/mol 
 
 
19- A partir dos dados abaixo calcule o ∆H
0
391,4 para a reação: 
CH3COOH(g) + 2O2(g) →→→→ 2CO2(g) + 2 H2O(g) . 
Dados: 
* CH3COOH(l) + 2O2(g) → 2CO2(g) + 2 H2O(l) ∆H
0
298= -871,5kJ/mol 
* H2O(l) → H2O(g). ∆H
0
373,15= +40,656kJ/mol 
* CH3COOH(l) → CH3COOH(g) ∆H
0
391,4= 24,4kJ/mol 
Substância CH3COOH(l) O2(g) CO2(g) H2O(l) H2O(g). 
Cp/R 14,9 3,53 4,46 9,055 4,038 
R: -812,2kJ/mol 
 
 
20-Calcule a variação de entalpia para a reação: 
NH3(g)+ Cl2(g) → NH2Cl(g) + HCl(g), 
sabendo que as energias de ligação N-H, H-Cl, N-Cl, Cl-Cl valem respectivamente, 93kcal, 
103kcal, 48kcal, 58kcal. 
 R:0 
 
 
21-A equação termoquímica abaixo indica a reação que ocorre quando a gordura típica, trioleato 
de gliceril, é metabolizada pelo organismo: 
C57H10406(S) + 80O2(g) → 57CO2(g) + 52H2O(l) ∆H
0
= -8000kcal 
a) Quando um grama desta gordura é metabolizado, qual o calor é liberado ?R: 9,05kcal 
b) Para você perder 500g desta gordura, quanta energia em forma de calor teria que ser liberada? 
R: 4525kcal 
22-Calcule o calor de formação do C6H6(g) usando a tabela de energias de ligação e compare com 
o ∆HF[benzeno], 82,92kJ/mol, . Justifique a eventual discrepância dos resultados. 
R: 241kJ 
23- Conhecidos os dados abaixo, calcule: 
a)O calor liberado na combustão de um litro de álcool etílico, C2H5OH(l) . R: 5083kcal 
b)Em termos de energia liberada, qual o melhor combustível, o álcool ou a gasolina ? 
R: Gasolina 
c)Considerando os preços atuais do álcool ( ≈R$ 1,15/litro ) e da gasolina (≈R$1,60/litro), calcule 
a fonte de energia mais barata, considerando apenas os dados fornecidos. 
 
 
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∆Hf C2H5OH(l) = -66kcal/mol 
∆Hf H2O(g) = -58kcal/mol 
∆Hf CO2(g) = -94kcal/mol 
Densidade do C2H5OH(l) = 0,79g/ml 
Densidade da gasolina(C8H18) = 0,70g/ml 
Calor de combustão de 1L de gasolina = 8500kcal 
R:gasolina 
 
 
24- Um estágio na produção do CCl4 envolve a seguinte reação : 
CS2(l) + 3Cl2(g) → CCl4(l) + S2Cl2(l), 
que se passa em um reator resfriado à água a 25
o
C. A partir dos valores das entalpias molares, 
na mesma temperatura: 
∆Hf [CS2(l) ] = 21kcal 
∆Hf [CCl4(l)] = -33,3kcal 
∆Hf [S2Cl2(l)] =-14,4kcal, 
pede-se: que massa de líquido refrigerante, a 10
o
C, deve passar pela serpentina do reator, por kg 
de Cl2 consumido, a fim de manter a temperatura em 25
o
C ? 
R: 21,5kg 
 
 
25- Em uma experiência, foram misturados em um calorímetro 100cm
3
 de ácido acético 
0,500mol/L, com 100cm
3
 de NaOH(0,5mol/L). A temperatura elevou-se de 25 para 27,55
0
C. A 
capacidade calorífica efetiva do calorímetro é 36cal/grau. O calor específico de uma solução 
0,250mol/L de acetato de sódio é 0,963cal/grau.g e sua densidade 1,034g/cm
3
. Calcular o calor 
molar de neutralização do ácido acético (∆H neutralização). 
R:11,99kcal/mol