Lista 2 química (Salvo Automaticamente)

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Universidade Federal de Campina Grande
Disciplina: Química Geral
Professor: Brandão
Curso: Engenharia Elétrica
Aluna: Sara Marcela de Carvalho Ramos. Matrícula:116211219
Lista do 2° estágio
5.33 Suponha que você tenha uma amostra de 3,15 L de gás neon a 21°C a uma pressão de 0,951 atm. O que seria o volume deste gás, se a pressão for aumentada para 1,292 atm, enquanto a temperatura permanece constante?
R: Usando a lei de Boyle, resolver para Vf do gás neon em 1.292 atm de pressão:
Vf = Vi x Pi/Pf =3.15L x 0.951 atm/1.292 atm = 2.318 = 2.32L
5.39 Uma amostra de gás nitrogênio a 18°C e 760 mmHg tem um volume de 3,92 mL. Qual é o volume a 0°C e 1 atm de pressão?
R: Use a lei de Charles: Ti = 18°C + 273 = 291 K, e Tf = 0°C + 273 = 273K.
Vf = Vi x Tf/Ti = 3.92 mL x 273 K/291K = 3.677 = 3.68 mL
5.49 A partir da lei dos gases ideais, provar que o volume de uma molécula de gás é inversamente proporcional á pressão na constante temperatura (lei de Boyle).
R: V = nRT/P = nRT(1/P)
Se a temperatura e o número de moles são mantidas constantes, em seguida, o produto nRT é constante, e o volume é inversamente proporcional á pressão:
V = constante x 1/P
5.57 Qual é a densidade de gás amônia, NH3, a 31°C e 751 mmHg? Obter a densidade em gramas por litro.
R: Uma vez que a densidade é igual a massa por unidade de volume, calculando a massa de 1L(número exato) de gás vai dar a densidade do gás. Iniciar a partir da lei do gás ideal, e calcular n; em seguida, converter as moléculas de gás para gramas, usando a massa molar.
N = PV/RT = (751/760 atm) (1L)/(0.08206 L . atm/k . mol) (304K) = 0.03961 mol
0.03961 mol x 17.03g/1 mol = 0.67458 = 0.675 g
5.65 Cloreto de amônia, NH4CL, é um sólido branco. Quando aquecido a 325°C, dá um vapor que é uma mistura de amônia e cloreto de hidrogênio.
Suponha que alguém pede que o vapor consista de NH4CL moléculas, em vez de uma mistura de NH3 e HCL. Você poderia decidir entre estes pontos de vista alternativos, com base em densidade do gás medidas? Explique.
R: Para um gás a uma dada temperatura e pressão, a densidade do peso molecular (ou para uma mistura, o peso molecular médio). Assim, á mesma temperatura e pressão, a densidade do gás de NH4CL seria maior do que a de uma mistura de NH3 e HCL porque o peso molecular médio de NH3 e HCL seria menor do que o de NH4CL.
5.67 O carbureto de cálcio reage com a água para produzir acetileno gás, C2H2.
Calcular o volume (em litros) do acetileno produzido a 25°C e 684 mmHg de 0,050 mol CaC2 e H2O em excesso.
R: O CaC2 0,050 mol formarão 0,025 mol C2H2. O volume é encontrado a partir do gás ideal:
Vol = (0.050 mol) (0.08206L . atm/K . mol) (299K)/ 684/760 atm = 1.36 = 1.4L
5.71 Ureia, NH2CONH2, é um fertilizante de nitrogênio que é fabricado a partir da amônia e dióxido de carbono. Qual volume de amônia a 25°C e 3,00 atm é necessário produzir 908g (2Ib) de ureia?
R: Utilizar a equação para obter as moléculas de amônia e, em seguida, a lei dos gases ideais para se obter o volume.
2NH3(g) + CO2(g) NH2CONH2(aq) + H2O(l)
908g urea x 1 mol urea/60.06g urea x 2 mol NH3/1 mol urea = 30.23 mol NH3
V = (30.23 mol) (0.08206 L . atm/K . mol) (298 K)/ 3.00 atm = 246.4 = 246L
5.75 Calcula-se a pressão total (em atm) de uma mistura de 0,0200 mol de hélio, ele e 0,0100 mol de hidrogênio, H2, em um balão de 2,50L a 10°C. Assuma o comportamento do gás ideal.
R: Calcula-se a pressão parcial de cada gás; em seguida, adicionar as pressões, a pressão total é igual á soma das pressões parciais:
P(He) = (0.0200 mol) (0.08206 L . atm/K . mol) (283 K)/ 2.50L = 0.18578 atm
P (H2) (0.0100 mol) (0.08206L . atm/K . mol) (283 K)/ 2.50L = 0.09289 atm
5.81 O ácido fórmico, HCHO2, é uma fonte conveniente de pequena quantidades de monóxido de carbono. Quando aquecido com ácido sulfúrico, ácido fórmico decompõe a dar gás CO.
Se 3,85L de monóxido de carbono foi recolhido através de água a 25º C e 689 mmHg, quantos gramas de ácido fórmico foram consumidos?
R: A pressão total é a soma das pressões parciais de CO e H2O, de modo 
Pco = P – Pwater = 689 mmHg – 23.8 mmHg = 665.2 mmHg
nco= PcoV/RT = (665/760 atm) (3.85L) / (0.08206 L . atm/ K . mol) (298 K) = 0.1378 mol CO
0.1378 g CO x 1 mol HCOOH/ 1 mol CO x 46.03 g HCOOH /1 mol HCOOH = 6.342= 6.34 HCOOH
6.45 Quando 1 mol de ferro metal reage com o ácido clorídrico à temperatura e pressão para a produção de gás hidrogênio constante e cloreto de ferro aquosa (II), de 89, 1kJ evolui de calor. Escrever uma termoquímico equação para esta reação.
R: A reação de Fe (s) com HCl deve produzir H2 e FeCl3. Para equilibrar o hidrogênio, 2HCl deve ser escrito pela primeira vez como um reagente. No entanto, para equilibrar o cloro, 3 x 2 HCl, finalmente deve ser escrito como um reagente, e 2 FeCl3 deve ser escrito como um produto:
2Fe(s) + 6HCl(aq) - 2FeCl39(aq) + 3H2(g)
Para escrever uma equação termoquímica, o sinal de Delta H deve ser negativo, porque o calor evoluiu:
2Fe(2) +6HCl(aq) 2FeCl3(aq) + 3H2(g); 
Para escrever uma equação termoquímica, o sinal de Delta H deve ser negativo, porque o calor evoluiu:
2Fe(s) + 6HCl(aq) 2FeCl3(aq) + 3H29(g); Delta H = 2 x -89.1KJ
6.51 Óxido nítrico incolor, NO, combina com oxigênio para dióxido de nitrogênio e formam NO2, um gás marrom.
R: Uma vez que o óxido nítrico é escrito como NO evoluir 114 KJ calor. Divida o 1114KJ por 30,01 g/mol NO para se obter a quantidade de calor liberado por grama de NO: 
-144 kJ/2 mol NO x 1 mol NO/30.01g NO = 1.899 = -1.90 kJ/g NO
6.57 Você deseja aquecer a água para fazer café. Quanto calor (Em Joule) deve ser usado para elevar a temperatura de 0,180 kg de água da torneira ( o suficiente para uma xícara de café), de 19°C a 96°C (perto da temperatura de cerveja ideal)? Suponha que o calor específico é da água pura, 4,18J/(g?°C)
R: Multiplicar a 180g (0,180 kg) de água por calor específico de 4,18J/ (g?°C) e por ?t obter calor em Joules:
-144 kJ/2 mol NO x 1 mol NO/30.01g NO = 1.899 = -1.90 kJ/g NO
5.95 Calcula-se a pressão de vapor de etanol, C22H5OH (g), em 82,0°C, se 1.000 mol C2H5OH(g) ocupa 30,00 L. Use a equação de Van der Waals (ver tabela 5,7 para dados). Comparar com o resultado da lei dos gases ideais.
R: Porque a razão é igual a qualquer temperatura, T(H2) = T(E2). Uma razão de duas distribuições de Maxwell podem ser escritas como nos dois problemas anteriores, mas esta também pode ser simplificada, anulando os 3 x 8.31 termos e rearranjar os denominadores para dar
uH2/ul2 = raiz de Mm(l2)/ raiz de Mm(H2) = raiz de 253.8/2.016 = 11.2205 = 1.22
Por causa de hidrogênio difunde-se 11,22 vezes mais, como o odo, o tempo que seria necessário seria 1/11.22 do tempo necessário para o iodo:
T(H2) = 39 s x (1/11.22) = 3.47 = 3.5 s
6.41 O processo de dissolução de nitrato de amônia, NH4NO3, em água é um processo endotérmico. Qual é o sinal de q? E se você fosse adicionar um pouco de nitrato de amônia com água num balão, você esperaria o frasco para se sentir quente ou frio?
R: Reações endotérmicas absorvem o calor de modo que o sinal de q será positivo porque a energia deve ser ganha pelo sistema a partir dos arredores. O balão vai sentir frio ao tocar.
6.43 Ácido nítrico, uma fonte de muitos compostos de nitrogênio, é produzida a partir de dióxido de nitrogênio, é produzida a partir de dióxido de nitrogênio e oxigênio empregado.
A reação absorve 66,2 kJ de calor por 2 NO2 mol produzido. È a reação exotérmica ou endotérmica? Qual é o valor de q?
R: O ganho de 66,2 kJ de calor por dois NO2 mol significa que a reação é endotérmica. Como a energia é adquirida pelo sistema do entorno, q é positiva e 66,2 kJ por duas moléculas de N2.
6.45 Quando 1 mol de ferro metálico reage com ácido clorídrico no Temperatura e pressão constantes para produzir gás hidrogênio e Cloreto de ferro aquoso (II), 89,1 kJ de calor evolui. Escreva a equação termoquimica para essa reação.
C2H5OH (l) + 3O2(g) 2CO2(g) + 3H2O (l)
6.63 Uma amostra de etanol, C2H5OH, pesando 2,84g foi queimado em um excesso de oxigênio em um calorímetro de bomba. A temperatura do calorímetro subiude 25,00ºC a 33,73ºC. E se a capacidade de calor do calorímetro e o conteúdo foi 9,63 kJ /ºC, o que é o valor de Q para a queima de um mol de etanol a volume constante e 25,00 ºC? A reação é
R: A mudança de energia para a reação é igual em magnitude e oposto em sinal a energia térmica produzida a partir do aquecimento da solução e o calorímetro.
Q = (9.63) * (33.73 – 25) = +84.069 kJ.
Assim 2,84 de C2H5OH equivalente a 84,069 kJ energia calorífica. A quantidade de calor liberada por 1.000 mol C2H5OH é calculado a partir -84,069 kJ (sinal oposto):
1.000 mol C2H5OH x (46.07g de C2H5OH/1 mol de C2H5OH) x (-84,069 kJ/ 2,84g de C2H5OH) = -1363.75 kJ
Assim a variação de entalpia ,deltaH, para a reação é -1,36x103kJ/mol de etanol.
6.69 Os compostos com duplas ligações carbono-carbono, tal como etileno, C2H4, adicionar hidrogênio numa reação de hidrogenação chamada.
Calcula-se a variação de entalpia para esta reação, utilizando os seguintes dados de combustão:
R:Depois de inverter a primeira equação nos dados, adicionar todas as equações:
C2H4 + 3O 2 2CO2 + 2H2O; deltaH = -1411 kJ
2CO2 + 3H2O C2H6 + 7/2O 2; deltaH = -1560 x -1kJ
H2 + 1/2O2 H2O; deltaH = -286 kJ
C2H4+ H2 C2H6; deltaH = -137 kJ
6.73 Gás sulfeto de hidrogênio é um gás venenoso com o odor de ovos podres. Ocorre no gás natural e é produzido durante a decomposição da matéria orgânica, que contém enxofre. O gás queima em oxigênio como se segue: 
2H2S (g) + 3O2 (g) 2H2O (l) + 2SO2 (g)
Calcule a mudança de entalpia padrão para esta reação usando entalpias padrão de formação.
R: Escreva o deltaH valores (tabela6.2) debaixo de cada composto no equilibrio da equação: 
2H2S + 3O 2 2H2O + 2SO2
2(-20.50) 3(0) 2(-285.8) 2(-296.8) (kJ)
DeltaH = -1124 kJ
6.77 Gás cloreto de hidrogênio dissolve-se em água para formar ácido clorídrico (de uma solução iônica). 
HCl H + Cl -
Encontrar deltaH para a reação acima. Os dados são apresentados na tabela 6.2
R: Escreva o deltaH valores (tabela6.2) debaixo de cada composto no equilibrio da equação: 
HCl H º + Cl
-92.31 0 -167.2 (kJ)
deltaH = -74.9 kJ
8.25 Suponha que o princípio de exclusão de Pauli era “não mais de dois elétrons pode ter os mesmos quatro números quânticos”. Quais seriam as configurações eletrônicas do solodeclara para os primeiros seis elementos da tabela periódica, assumindo que, exceto para o princípio de Pauli, o princípio de costume edifício-up mantém?
R: Esta afirmação do principio de Pauli implica que pode haver dois elétrons com o mesmo spin em um determinado orbital. Qualquer orbital pode conter um máximo de quatro elétrons. Os seis primeiros elementos da tabela periódica tem as seguintes configurações:
(1) 1s¹
(2) 1s²
(3) 1s³
(4) 1s4
(5) 1s4 2s¹
(6) 1s4 2s²
8.33 Dada a seguinte informação, identifique o grupo da tabela periódica que contém elementos que se comportam como um elemento do grupo principal “E”.
(I) A afinidade do eletron E é maior do que zero.
(II) A energia de ionização (IE) que tende para o elemento E é: em primeiro lugar energia de ionização < segunda energia de ionização <<< terceira energia de ionização.
(III) As amostras de E são brilhantes e são bons condutores elétricos.
R: (I). Os elementos do grupo IIA e o grupo VIIIA não formam íons negativos, e assim tem afinidades eletrônicas que são maiores que zero.
 (II). A grande diferença entre a segunda e terceira energia de ionização significa que esta seria um elemento do Grupo IIA.
 (III). Brilho e condutividade são propriedades dos metais. O grupo IIA é o único grupo principal que contem apenas elementos metálicos.
8.35 Qual dos seguintes diagramas orbitais são permitidas pelo princípio de exclusão de Pauli? Explique como chegou a esta conclusão. Dê a configuração eletrônica para os permitidos.
 
R: a. Não permitido, os elétrons emparelhados no orbital 2p devem ter spins opostos.
 b. Permitido, a configuração eletrônica fica 1s² 2s² 2p4
 c. Não permitido, pois os elétrons no orbital 1s deve ter spins opostos.
 d. Não permitido, o orbital 2s pode conter um maximo de apenas dois elétrons, com spins opostos.
8.37 Quais das seguintes configurações eletrônicas são possiveis? Explique por que os outros não são.
R: a. Impossivel, os orbitais 2p não podem conter mais do que seis elétrons.
 b. Impossivel, os orbitais 3s não podem conter mais que dois elétrons .
 c. Possível. 
 d. Possivel, no entanto, os orbitais 3p e 4s devem ser preenchidos antes do orbital 3d. 
8.41 Dê a configuração eletrônica do estado fundamental do iodo usando o principio do edificio-up.
R: 
8.45 O bromo é um elemento do grupo VIIA no período 4. Deduza a cnfiguração da camada de valência do bromo.
R: 
8.55 Ordene os seguintes elementos aumentando o raio atômico de acordo com o esprado pelas propriedades periodica: Se, S, As.
R: Os raios atomicos aumentam para baixo no sentido da coluna (grupo) e da direta para esquerda no sentido horizontal. Assim, do menor par ao maior raio atomico, S-Se-As.
8.57 Usando as propriedades periodicas, organize os seguintes elementos de acordo com o aumento da energia de ionização: Ar, Na, Cl, Al.
R: A energia de ionização aumenta da esquerda para a direita no sentido da fileira, de tal forma que: Na-Al-Cl-Ar.