Lista VIII - TERMOQUÍMICA E TERMODINÂMICA (1)

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QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA – LISTA VIII – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS GRILLO 
 
 
1 
 
Questão 01 - (IME) Considerando que 100% do calor 
liberado na combustão de CH4 sejam utilizados para converter 
100 kg de água a 10
0
C em vapor a 100
0
C, calcule o volume de 
metano consumido, medido nas CNTP, supondo que ele se 
comporte como um gás ideal. Dados: 
Constante universal dos gases (R) = 0,082 atm.L/mol.K; 
Calor latente de vaporização da água = 2260 J/g; 
Calor específico da água = 4,20 J/g.
0
C; 
Calor de combustão do metano = 890,0 kJ.mol
-1
. 
 
Questão 02 – (IME) Determine a massa de água que, com 
uma variação de temperatura de 30ºC, fornece energia 
equivalente ao calor de formação de um mol de sulfeto de 
carbono sólido. Dados: 
 Calor de combustão do sulfeto de carbono = – 265 
kcal/mol; 
 Calor de formação do gás sulfuroso = – 71 kcal/mol; 
 Calor de formação do dióxido de carbono = – 96 
kcal/mol; 
 Capacidade calorífica da água líquida = 1,0 cal/g. 
 
Questão 03 - (ITA) A 25ºC e pressão de 1atm, a queima 
completa de um mol de n-hexano produz dióxido de carbono e 
água 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. 
a) Escreva as equações químicas, balanceadas, para as 
reações de combustão em questão; 
b) Utilizando as informações fornecidas no enunciado 
desta questão, faça uma estimativa do valor do calor 
de combustão do n-decano. Deixe claro o seu 
raciocínio; 
c) Caso a água formada na reação de combustão do 
estado líquido, a quantidade de calor liberado seria 
MAIOR, MENOR OU IGUAL a 3383kJ? Por quê? 
 
Questão 04 – (ITA) Considere os valores das seguintes 
variações de entalpia (ΔH) para as reações químicas 
representadas pelas equações I e II, onde (graf) significa 
grafite. 
I. C(graf) + O2(g) → CO2(g); ΔH(298 K; 1 atm) = - 393 kJ 
II. CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g); ΔH(298 K; 1 atm) = - 283 
kJ 
Com base nestas informações e considerando que todos ΔH se 
referem à temperatura e pressão citadas acima, assinale a 
opção correta: 
a) C(graf) + ½ O2(g) → CO(g); ΔH = + 110 kJ 
b) 2C(graf) + O2(g) → 2CO(g); ΔH = – 110 kJ 
c) 2C(graf) + ½ O2(g) → C(graf) + CO(g); ΔH = + 110 kJ 
d) 2C(graf) + 2O2(g) → 2CO(g) + O2(g); ΔH = + 220 kJ 
e) C(graf) + O2(g) → CO(g) + ½ O2(g); ΔH = – 110 kJ 
 
Questão 05 – (IME) Calcule o calor de formação do meta-
dimetilbenzeno, sabendo-se que: 
a) O calor de combustão do meta-dimetilbenzeno é 
1087,90 kcal.mol
-1
; 
b) O calor de formação do gás carbônico é 94,00 
kcal.mol
-1
; 
c) O calor de formação da água é 68,30 kcal.mol
-1
. 
 
Questão 06 – (IME) Qual a quantidade de calor produzida na 
combustão de 1 mol de sacarose, sabendo que m gramas de 
sacarose libertam q kcal na sua combustão? Dado: Massa 
molar da sacarose: 342 g/mol. 
 
Questão 07 – (IME) O consumo de água quente de uma casa é 
de 0,489 m
3
 por dia. A água está disponível a 10ºC e deve ser 
aquecida até 60,0ºC pela queima de gás propano. Admitindo 
que não haja perda de calor para o ambiente e que a combustão 
seja completa, calcule o volume (em m
3
) necessário deste gás, 
medido a 25,0ºC e 1,00 atm, para atender à demanda diária. 
Dados: 
 Constante dos gases: R = 82,0 x 10–6 m3. atm / K.mol 
 Massa específica da água: 1,00. 103 kg/m3 
 Calor específico da água: 1,00 kcal / kg°C 
 Calores de formação a 298K a partir de seus 
elementos: C3H8(g) = – 25,0kcal/mol; H2O(g) = – 58,0 
kcal/mol; CO2(g) = – 94,0kcal/mol. 
 
Questão 08 – (IME) Que quantidade de calor é liberada por 
uma reação química que é capaz de elevar 20
°
C para 28
°
C a 
temperatura de 2 kg de água? (Calor específica da água = 1 
cal/g.
o
C). 
 
Questão 09 – (ITA) A figura abaixo mostra como a entalpia 
dos reagentes e dos produtos de uma reação química dotipo 
A(g) + B(g) → C(g) varia com a temperatura. 
 
Levando em consideração as informações fornecidas nesta 
figura, e sabendo que a variação de entalpia (ΔH) é igual ao 
calor trocado pelo sistema à pressão constante, é ERRADO 
afirmar que: 
a) na temperatura T1 a reação ocorre com liberação de 
calor. 
b) na temperatura T1, a capacidade calorífica dos 
reagentes é maior que a dos produtos. 
c) no intervalo de temperatura compreendido entre T1 e 
T2, a reação ocorre com absorção de calor (ΔH 
>zero). 
d) oΔH, em módulo, da reação aumenta com o aumento 
de temperatura. 
e) tanto a capacidade calorífica dos reagentes como a 
dos produtos aumentam com o aumento da 
temperatura. 
 
 
 
 2 
Questão 10 – (ITA) Na temperatura e pressão ambientes, a 
quantidade de calor liberada na combustão completa de 1,00 g 
de etanol (C2H5OH) é igual a 30,0 J. A combustão completa de 
igual massa de glicose (C6H12O6) libera 15,0 J. Com base 
nestas informações é correto afirmar que: 
a) a quantidade de calor liberada na queima de 1,00 mol 
de etanol é igual a 2 vezes a quantidade de calor 
liberada na queima de 1,00 mol de glicose. 
b) a quantidade de oxigênio necessária para queimar 
completamente 1,00 mol de etanol é igual a 2 vezes 
aquela necessária para queimar a mesma quantidade 
de glicose. 
c) a relação combustível/comburente para a queima 
completa de 1,00 mol de etanol é igual a 1/2 da 
mesma relação para a queima completa de 1,00 mol 
de glicose. 
d) a quantidade de calor liberada na queima de etanol 
será igual àquela liberada na queima de glicose 
quando a relação massa de etanol/massa de glicose 
queimada for igual a 1/2. 
e) a quantidade de calor liberada na queima de etanol 
será igual àquela liberada na queima de glicose 
quando a relação mol de etanol/mol de glicose for 
igual a 1/2. 
 
Questão 11 – (IME) A partir dos dados fornecidos abaixo, 
calcule o calor de hidrogenação do propeno, indicando se a 
reação é exotérmica ou endotérmica. 
Dados: 
a) Calor de formação da água no estado líquido 68,30 
kcal.mol
-1
; 
b) Calor de combustão do propano 530,60 kcal.mol-1; 
c) Calor de combustão do propeno 491,9 kcal.mol-1. 
 
Questão 12 – (IME) Calcule a quantidade de calor liberado na 
queima de 130 kg de acetileno a 25
°
C e 1 atm. Dados a 298K: 
(ΔH
o
f) CO2 = -94,1 kcal.mol
-1
; (ΔH
o
f) H2O = -57,8 kcal.mol
-1
 e 
(ΔH
o
f) C2H2 = +54,2 kcal.mol
-1
. 
 
Questão 13 – (IME) Calcule o calor de reação, quando 1 mol 
de zinco reage estequiometricamente com o ácido clorídrico de 
uma solução de 1 mol de HCl em 100 moles de água, 
conhecendo-se os seguintes dados: 
1) HCl(g) + 100 H2O(l) → HCl (100 H2O)(l); (ΔH
o
298) = - 
17,50 kcal; 
2) ZnCl2(s) + 200 H2O(l) → ZnCl2(200 H2O)(l); (ΔH
o
298) = - 
14,90 kcal. 
Calores de formação: 
3) ZnCl2(s); (ΔH
o
298) = - 99,50 kcal. 
4) HCl(g); (ΔH
o
298) = - 22,00 kcal. 
 
Questão 14 – (IME) Nas combustões completas de x gramas 
de acetileno e de y gramas de benzeno são liberadas, 
respectivamente, Q1 kcal e Q2 kcal. Determine o calor 
liberado, em kcal, na formação de z gramas de benzeno a partir 
do acetileno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 15 – (IME) O valor experimental para o calor 
liberado na queima de benzeno líquido a 25
o
C, com formação 
de dióxido de carbono e água líquida, é 780 kcal.mol
-1
. A 
combustão é feita em uma bomba calorimétrica a volume 
constante. Considerando comportamento ideal para os gases 
formados e R = 2,0 cal.mol
-1
.K
-1
, determine: 
a) O calor padrão de combustão do benzeno a 25°C; 
b) Se o calor calculado no item anterior é maior ou 
menor quando a água é formada no estado gasoso. 
Justifique sua resposta. 
Questão 16 – (IME) Uma amostra de 0,640g de naftaleno 
sólido (C10H8) foi queimada num calorímetro de volume 
constante, produzindo somente dióxido de carbono e água. 
Após a reação, verificou-se um acréscimo de 2,40
°
C na 
temperatura do calorímetro. Sabendo-se que a capacidade 
calorífica do calorímetro era de 2570 cal.
°
C e considerando-se 
que a variação de pressão foi muito pequena, calcule a entalpiade formação do naftaleno. 
Dados: Entalpia de formação do CO2(g): - 94,1 kcal.mol
-1
; 
Entalpia de formação do H2O(l): - 68,3 kcal.mol
-1
. 
 
Questão 17 – (IME) Uma fábrica de cal (CaO) necessita 
reduzir o custo da produção para se manter no mercado com 
preço competitivo para seu produto. A direção da fábrica 
solicitou ao departamento técnico o estudo da viabilidade de 
reduzir a temperatura do forno de calcinação de carbonato de 
cálcio, dos atuais 1500K para 800K. Considerando apenas o 
aspecto termodinâmico, pergunta-se: O departamento técnico 
pode aceitar a nova temperatura de calcinação? Em caso 
afirmativo, o departamento técnico pode oferecer uma outra 
temperatura de operação que proporcione maior economia? 
Em caso negativo, qual é a temperatura mais econômica para 
se operar o forno de calcinação? Dados: 
 ΔS
o
 (J/mol.K) ΔH
o
 (KJ/mol) 
CaCO3(s) 92,9 -1206,9 
CaO(s) 39,8 -635,1 
CO2(g) 213,6 -393.5 
Observação: Desconsidere a variação das propriedades como a 
temperatura. 
 
Questão 18 – (IME) Uma mistura de metano e ar atmosférico, 
a 298 K e 1 atm entre em combustão num reservatório 
adiabático, consumindo completamente o metano. O processo 
ocorre a pressão constante e os produtos formados (CO2, H2O, 
N2 e O2) permanecem em fase gasosa. Calcule a temperatura 
final do sistema e a concentração molar final de vapor d’água, 
sabendo-se que a pressão inicial do CH4 é de 1/16 atm e a do 
ar é de 15/16 atm. Considere o ar atmosférico constituído 
somente por N2 e O2 e o trabalho de expansão desprezível. 
Dados: 
Constante universal dos gases: R = 0,082atm.L.mol
-1
.K
-1
. 
Entalpia de formação a 298K: CO2(g) = -98050 cal/mol; H2O(g) 
= -57800 cal/mol; CH4(g) = -17900 cal/mol. 
Variação de entalpia (HºT - Hº298K) em cal/mol: 
 
T(K) CO2(g) H2O(g) N2(g) O2(g) 
1.700 
2.000 
17.580 
21.900 
13.740 
17.260 
10.860 
13.420 
11.470 
14.150 
 
 
 3 
Questão 19 – (OLIMPÍADA NORTE AMERICANA – 
1999) The first step in the production of high purity silicon for 
semiconductors is represented by this equation. 
SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g) ΔH
o
 = +689.9 kJ 
a) Calculate ΔHf
o
 for SiO2. Given: ΔHf
o
 for CO = –110.5 
kJ·mol
–1
. 
b) Find ΔSrxn for the production of pure silicon. Given: 
S
o
 for C = 5.70 J·K
–1
·mol
–1
, for CO is 197.6 J·K
–1
·mol
–1
, for Si 
= 18.8 J·K
–1
·mol
–1
, and for SiO2 = 41.8 J·K
–1
·mol
–1
; 
c) Determine ΔGo for the reaction at 25 °C; 
d) Find the minimum temperature in °C at which this 
reaction is spontaneous. Assume that ΔH
o
 and ΔS
°
 do not vary 
with temperature. 
 
Questão 20 – (ATKINS) Calcule a temperatura adiabática de 
chama da queima de metano (CH4) a 1 atm com: a) oxigênio 
puro; b) ar. 
Dados: Os reagentes entram a 298K. 
 CH4: Cpm = 9,9 cal/mol; ∆H298= -17895 cal/mol.K 
 O2: Cpm = 9,2 cal/mol; ∆H298= 0 cal/mol.K 
 N2: Cpm = 6,0 cal/mol ; ∆H298= 0 cal/mol.K 
 H2O: Cpm = 10,0 cal/mol; ∆H298= -57798 cal/mol.K 
 CO2: Cpm = 14,8 cal/mol; ∆H298= -94050 cal/mol.K 
Questão 21 – (IME) A reforma com vapor d´água, a 
temperatura altas, é um método industrial para produção de 
hidrogênio a partir de metano. Calcule a entalpia de reação 
desse processo. Dados: 
I. Entalpias de combustão: 
C(grafite) ... ∆H° = - 394 kJ.mol
-1
 
H2(g) ... ∆H° = - 286 kJ.mol
-1
 (forma água líquida) 
CH4(g) ... ∆H° = - 890 kJ.mol
-1
 (forma água líquida) 
II. CO(g) + H2(g) → C(grafite) + H2O(g) ∆H° = - 131 kJ.mol
-1
 
Questão 22 – Um mol de um gás ideal, inicialmente a pressão 
de 1 atm, é comprimido adiabaticamente e reversivelmente de 
20 L para 10 L. Se a capacidade calorífica molar a volume 
constante do gás for CV = 2R, podemos prever que sua 
temperatura final será de: 
(Considere R = 0,08 atm.L.mol
-1
.K
-1
 e (2)
1/2
 = 1,40). 
a) 200 K 
b) 300 K 
c) 350 K 
d) 450 K 
e) 500 K 
 
Questão 23 – Um mol de gás ideal (Cp = 5/2 R) é submetido a 
transformações reversíveis partindo do mesmo estado inicial a 
200 K e 2 atm. Calcule o calor envolvido em cada situação: 
a) Expansão isobárica, até a temperatura de 320 K; 
b) Expansão isotérmica, até o volume quadruplicar. 
Dados: Constante dos gases ideias: R = 0,082 atm.L.mol
-1
.K
-1
 
= 8,30 J.mol
-1
.K
-1
; 1 atm = 10
5
 Pa; ln 2 = 0,70. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 24 - Calcule a temperatura adiabática de chama da 
queima completa de um gás natural contendo metano puro a 1 
atm com: 
a) oxigênio puro; 
b) ar atmosférico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 25 - (IME) Calcule o valor da reação H2(g) + Cl2(g) → 
2 HCl(g) a 25°C, sabendo-se que as energias de ligação de H2, 
Cl2 e HCl a mesma temperatura a 1 atm são iguais a + 436 
kJ.mol
-1
, + 243 kJ.mol
-1
 e + 431 kJ.mol
-1
, respectivamente. 
 
Questão 26 - (Olimpíada Americana de Química - 2001) 
Fe2O3(s) + 3/2 C(s) → 3/2 CO2(g) + 2 Fe(s) ΔH° = + 234,1 kJ 
C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH° = - 393,5 kJ 
Use estas equações e os valores da entalpia padrão (ΔH°) para 
calcular ΔH° para a seguinte reação: 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 
Fe2O3(s). 
a) – 1648,7 kJ 
b) – 1255,3 kJ 
c) – 1021,2 kJ 
d) – 129,4 kJ 
 
Questão 27 - (IME) Considere a proposta de um processo 
para a obtenção da cementita, esquematizada abaixo. 
 
Sabe-se que a energia livre de Gibbs molar está relacionada 
diretamente com a constante de equilíbrio de uma reação 
química, conforme a seguinte equação termodinâmica: ∆Greação 
= - R.T.lnKp. Determine as frações molares na fase gasosa, na 
situação de equilíbrio, e avalie se o processo é viável. 
 
 
Espécie H°298 (kJ.mol
-1
) Cpmédio [J/(mol.K)] 
CH4(g) -74,8 35,3 
O2(g) 0 29,4 
N2(g) 0 29,1 
H2O(g) -241,8 34,4 
CO2(g) -393,5 37,1 
 
 4 
Questão 28 – (GRILLO) Hidrogênio gasoso pode ser 
produzido a partir da reação entre carvão e vapor d'água, como 
mostra a reação: C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g). 
a) Calcule o ∆G0 para esta reação a 25°C. 
b) Calcule o Kp para esta reação a 25°C. 
c) Esta reação ocorre espontaneamente sob estas 
condições? Se não, a que temperatura ela se tornará 
espontânea? 
Dados (valores aproximados): 
Constante dos gases Ideais (R) = 8,314 J/K.mol. 
H2O(g) → ∆H
0
f = -241,8 kJ/mol, ∆S
0
f = +188,8 J/K.mol e ∆G
0
f 
= -228,6 kJ/mol (298,15K). 
CO(g) → ∆H
0
f = -110,5 kJ/mol, ∆S
0
f = +197,7 J/K.mol e ∆G
0
f = 
-137,2 kJ/mol (298,15K). 
H2(g) → ∆H
0
f = 0 kJ/mol, ∆S
0
f = +130,684 J/K.mol e ∆G
0
f = 0 
kJ/mol (298,15K). 
C(s) → ∆H
0
f = 0 kJ/mol, ∆S
0
f = +5,740 J/K.mol e ∆G
0
f = 0 
kJ/mol (298,15K). 
 
Questão 29 – (IFRJ - Concurso para docente) Considere a 
seguinte reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio 
a uma temperatura T, bem como a tabela de dados 
termodinâmicos das substâncias envolvidas na respectiva 
reação: 
2 N2O5(g) ⇄ 4 NO2(g) + O2(g). 
 
Tabela 1. Calor padrão de formação e entropia molar padrão a 
pressão de 1,0 bar e temperatura de 298K. 
Substâncias 
 
ΔHformação 
(kJ.mol
-1
) 
 
ΔS (J.K
-1
.mol
-1
) 
N2O5(g) 11,0 356,0 
NO2(g) 33,1 240 
O2(g) 0 205,1 
 
Dados: Constante dos gases ideais: 0,08206 atm.L/mol.K = 
8,314 J/mol.K. 
a) Ao adicionar-se 0,430 mol de N2O5(g), na temperatura 
T, em um frasco de 5,0 litros, a concentração de equilíbrio 
obtida para o NO2(g) é de 0,168 mol/L. Determine a constante 
de equilíbrio da reação na temperatura considerada. 
b) Calcule a constante de equilíbrio da reação a 
temperatura de 298 K e preveja, com justificativa, se a 
temperatura T, em que a reação do item A se processa, é maior 
ou menor que 298 K. Para essa reação na temperatura T, 
considere Kp = 1,80 x 10
4
 Kc. 
c) Discuta de que forma a pressão afeta a decomposição 
do pentóxido de dinitrogênio. 
 
Questão 30 – (IFRJ - Concurso para docente) Um mol de 
um gás ideal monoatômico, com capacidade calorífica molar a 
volume constante iguala a (3R/2), realiza o ciclo reversível, 
representado na figura abaixo. 
 
Para esse processo, sabendo que durante a transformaçãoC são 
liberados 20,0 kJ sob a forma de calor, determine: 
a) A temperatura em cada um dos estados (1, 2 e 3) do 
ciclo; 
b) Q, W, ΔU e ΔH para cada transformação (A, B e C) 
do ciclo; 
c) Q, W, ΔU e ΔH para o ciclo completo. 
Dados: Constante dos gases ideais: 0,08206 atm.L/mol.K = 
8,314 J/mol.K; 1 atm = 101,325 kPa; 1 m³ = 1000 litros. 
 
Questão 31 – (IFRJ – Concurso para docente) Uma massa 
de 1,37 gramas de amônia no estado gasosos, está confinada 
em um recipiente de volume correspondente a 5,00 litros e a 
temperatura de 100
°
C. 
Então: 
a) Comprove que, nessas condições, o gás se comporta 
idealmente. Dados: Constante de Vander Waals para o NH3: a 
= 4,169 atm.L².mol² e b = 3,710 x 10
-2
 L.mol
-1
. 
Esse gás sofre o seguinte processo em duas etapas: 
Etapa 1: Expansão isotérmica até 20,0 litros; 
Etapa 2: Compressão isobárica até atingir a temperatura de 
10,0
o
C. 
Para esse processo, determine a variação de: 
b) Energia interna do gás; 
c) Entalpia; 
d) Entropia. 
Dados: Cp = 29,75 + 2,51 x 10
-2
.T – (1,55 x 10
5
/T²) J.mol
-1
.K
-1
. 
 
Questão 32 - (IME) Uma fábrica de cal (CaO) necessita 
reduzir o custo da produção para se manter no mercado com 
preço competitivo para seu produto. A direção da fábrica 
solicitou ao departamento técnico o estudo da viabilidade de 
reduzir a temperatura do forno de calcinação de carbonato de 
cálcio, dos atuais 1500K para 800K. Considerando apenas o 
aspecto termodinâmico, pergunta-se: O departamento técnico 
pode aceitar a nova temperatura de calcinação? Em caso 
afirmativo, o departamento técnico pode oferecer uma outra 
temperatura de operação que proporcione maior economia? 
Em caso negativo, qual é a temperatura mais econômica para 
se operar o forno de calcinação? Dados: 
 ΔS
o
 (J/mol.K) 
ΔH
o
 
(KJ/mol) 
CaCO3(s) 92,9 -1206,9 
CaO(s) 39,8 -635,1 
CO2(g) 213,6 -393.5 
Observação: Desconsidere a variação das propriedades como a 
temperatura. 
 
 
 
 5 
Questão 33 – (IFRJ - Concurso para docente) Num 
recipiente de 20 litros, inseriu-se 1,0 mol de bicarbonato de 
sódio. Após algum tempo, estabeleceu-se o equilíbrio 
apresentado a seguir. Ao longo de todo o processo, a 
temperatura permaneceu constante, 25°C. 
 
Admitindo que todos os gases envolvidos apresentam 
comportamento de gás ideal, determine o seguinte: 
a) A variação da energia livre de Gibbs e a constante de 
equilíbrio para o sistema na temperatura em questão; 
b) Quantidade de matéria de todos os componentes no 
equilíbrio. 
 
Questão 34 – (IFRJ – Concurso para docentes) Uma 
amostra de 10,0 gramas de cromo é aquecida através de um 
processo isobárico, passando da temperatura de 20
°
C para 
210
°
C. 
Considere estes dados: calor específico do cromo 
representado, aproximadamente, pela equação 
c = 5,20 + 2,20 x 10
-3
.T - 0,40 x 10
5
/T² em cal.g
-1
.K
-1
 e observe 
as equações para calcular: 
 
a) O calor e o trabalho durante o aquecimento do cromo; 
b) As variações de energia interna e de entalpia; 
c) A variação de entropia que acompanha o processo. 
 
Questão 35 – (GRILLO) Em um recipiente de 20 litros, 
mantém-se uma mistura dos gases SO2, SO3 e O2 a uma 
temperatura cuja constante de equilíbrio (Kc) tem o valor de 
280. 
a) Escreva a equação que representa a reação química em 
equilíbrio; 
b) Escreva as expressões para as constantes de equilíbrio 
Kc e Kp; 
c) Se, nas condições até agora apresentadas (v = 20 litros, Kc = 
280 e T = 727
°
C), existem no recipiente as seguintes 
quantidades: 50 mol de SO2, 150 mol de SO3 e 75 mol de O2, 
verifique se a mistura se encontra em equilíbrio. Justifique sua 
resposta; 
d) Caso as condições do item anterior (item c) mostrem que os 
gases na reação não estão em equilíbrio, que variações se 
devem introduzir nas quantidades das substâncias da reação 
para que se estabeleça o equilíbrio? 
e) Sabendo que a reação solicitada no item a é exotérmica, 
explique que alterações sofrerá o equilíbrio químico se: 
I) a temperatura do sistema for diminuída. 
II) o volume do recipiente for aumentado. 
III) O2 for adicionado ao sistema. 
IV) ocorrer uma redução da pressão. 
Questão 36 – (Olimpíada Americana de Química - 2001) 
Fe2O3(s) + 3/2 C(s) → 3/2 CO2(g) + 2 Fe(s) ΔH° = + 234,1 kJ 
C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH° = - 393,5 kJ 
Use estas equações e os valores da entalpia padrão (ΔH°) para 
calcular ΔH° para a seguinte reação: 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 
Fe2O3(s). 
a) – 1648,7 kJ 
b) – 1255,3 kJ 
c) – 1021,2 kJ 
d) – 129,4 kJ 
 
Questão 37 – (IME) Uma mistura de metano e ar atmosférico, 
a 298K e 1atm entre em combustão num reservatório 
adiabático, consumindo completamente o metano. O processo 
ocorre a pressão constante e os produtos formados (CO2, H2O, 
N2 e O2) permanecem em fase gasosa. Calcule a temperatura 
final do sistema e a concentração molar final de vapor d’água, 
sabendo-se que a pressão inicial do CH4 é de 1/16atm e a do ar 
é de 15/16atm. Considere o ar atmosférico constituído 
somente por N2 e O2 e o trabalho de expansão desprezível. 
Dados: 
Constante universal dos gases: R = 0,082 atm.L.mol
-1
.K
-1
. 
Entalpia de formação a 298K: 
CO2(g) = -98050cal/mol 
H2O(g) = -57800cal/mol 
CH4(g) = -17900cal/mol 
Variação de entalpia (HºT - Hº298K) em cal/mol: 
T(K) CO2(g) H2O(g) N2(g) O2(g) 
1.700 17.580 13.740 10.860 11.470 
2.000 21.900 17.260 13.420 14.150 
 
Questão 11 – (IME) Num reator selado de 1,5 litros, sob 
vácuo, certo volume de um composto orgânico, tóxico e 
volátil, de peso molecular 126, foi aquecido até 600 K. Nesta 
temperatura, metade do composto original se decompôs, 
formando monóxido de carbono e cloro. Se a pressão final no 
recipiente foi de 32,8 atm, determine: 
a) a fórmula estrutural plana do composto orgânico original; 
e 
b) o número inicial de moléculas do composto orgânico. 
 
Questão 38 – Calcule a temperatura adiabática de chama da 
queima de metano (CH4) a 1 atm com 
a) oxigênio puro; 
b) ar. 
Dados: Os reagentes entram a 298K. 
CH4: Cpm = 9,9 cal/mol; ∆H298= -17895 cal/mol.K 
O2: Cpm = 9,2 cal/mol; ∆H298= 0 cal/mol.K 
N2: Cpm = 6,0 cal/mol ; ∆H298= 0 cal/mol.K 
H2O: Cpm = 10,0 cal/mol; ∆H298= -57798 cal/mol.K 
CO2: Cpm = 14,8 cal/mol; ∆H298= -94050 cal/mol.K 
 
Questão 39 – (IME) Considerando o sistema em equilíbrio de 
água líquida, gelo e vapor d’água, pede-se o número de 
componentes e o número de graus de liberdade do sistema. 
Justifique as respostas. 
 
 
 
 6 
Questão 40 – (IME - MODIFICADA) Calcule o valor da 
variação da energia livre e da constante de equilíbrio, a 25
°
C, 
para a reação a seguir: 2 Na2O2(s) + 2 H2O(l) → 4 NaOH(s) + 
O2(g). 
 
Questão 41 - Calcule a temperatura adiabática de chama da 
queima completa de um gás natural contendo metano puro a 1 
atm com: 
a) oxigênio puro; 
b) ar atmosférico. 
 
Questão 42 - (IME) Que quantidade de calor é liberada por 
uma reação química que é capaz de elevar 20
°
C para 28
°
C à 
temperatura de 2 kg de água? Dado: calor específica da água = 
1 cal/g.
°
C. 
 
Questão 43 - (ITA) A 25ºC e pressão de 1 atm, a queima 
completa de um mol de n-hexano produz dióxido de carbono e 
água 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. 
a) Escreva as equações químicas, balanceadas, para as 
reações de combustão em questão; 
b) Utilizando as informações fornecidas no enunciado 
desta questão, faça uma estimativa do valor do calor 
de combustão do n-decano. Deixe claro o seu 
raciocínio; 
c) Caso a água formada na reação de combustão do 
estado líquido, a quantidade de calor liberado seria 
MAIOR, MENOR OU IGUAL a 3383 kJ? Por quê? 
 
Questão 44 - (IME) A entalpia de fusão de uma determinada 
substância é 200 kJ.kg
-1
, e seu ponto de fusão normal é 27°C. 
Após a solidificação de 3 kg do material, pode-se afirmar que a 
entalpia dessesistema: 
a) Diminui 2 kJ.K-1 
b) Diminui 600 kJ.K-1 
c) Não variou 
d) Aumentou 2 kJ.K-1 
e) Aumentou 600 kJ.K-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 45 - (IME) 100 gramas de água líquida foram 
aquecidos utilizando o calor liberado na combustão de 0,25 
gramas de etanol. Sabendo que a variação da temperatura da 
água foi de 12,5
°
C, assinale a alternativa que apresenta o valor 
correto para a entalpia molar de combustão do etanol. 
Considere que a capacidade calorífica da água é igual a 4,18 
kJ.kg
-1
.
o
C
-1
 e que a energia liberada na combustão do etanol foi 
utilizada exclusivamente no aquecimento da água. 
a) -961 kJ 
b) -5,2 kJ 
c) +4,2 kJ 
d) + 5,2 kJ 
e) + 961 kJ 
 
Questão 46 - (IME) Metanol pode ser sintetizado diretamente 
a partir do monóxido de carbono e hidrogênio. Sabendo-se que 
os calores de combustão do monóxido de carbono e do 
metanol, a 25ºC, são, respectivamente, - 283,12 kJ.mol
-1
 e - 
726,97 kJ.mol
-1
, calcule o calor de reação na formação de 2,0 
gramas de metanol a 25ºC, pela reação de hidrogenação direta 
do monóxido de carbono. Dados: calores de formação a 25°C: 
(ΔH°f)CO2 = - 393,70 kJ.mol
-1
;(ΔH°f)H2O = - 281,79 kJ.mol
-1
. 
 
Questão 47 – (IME) O tetracloreto de carbono é um composto 
orgânico apolar, líquido à temperatura ambiente. Dentre outras 
aplicações, foi amplamente utilizado no século passado como 
solvente, como pesticida e na síntese de agentes refrigerantes. 
Seu emprego comercial, entretanto, foi progressivamente 
reduzido quando se tornaram evidentes os seus efeitos a saúde 
humana e ao meio ambiente. Estudos constataram que a 
inalação é a principal via de exposição ao tetracloreto de 
carbono para trabalhadores e para a população em geral em 
razão de sua pressão de vapor relativamente elevada e de sua 
lenta degradação no ambiente. Supondo que as energias livres 
padrão de formação (ΔG°f) do tetracloreto de carbono, nos 
estados líquido e vapor a 25°C, sejam – 68,6 kJ.mol
-1
 e – 64,0 
kJ.mol
-1
 respectivamente, determine a sua pressão de vapor, à 
mesma temperatura, em função da constante e (número de 
Neper). 
 
Questão 48 - (IME) Em um gráfico de pressão versus volume, 
represente o diagrama do ciclo idealizado por Carnot (máquina 
térmica) para uma transformação cíclica, ininterrupta, e sem 
perdas de calor e trabalho, e vice-versa. Identifique e 
denomine as quatro etapas dessa transformação cíclica. 
 
Questão 49 - (IME) Considere o diagrama de fase hipotético 
representado esquematicamente na figura ao lado. O que 
representa os pontos A, B, C, D e E? 
 
 
Substância 
Entalpia de formação a 
25
o
C (KJ/mol) 
S
o
 a 25
o
C 
(J/mol.K) 
H2O(l) -285,00 69,69 
Na2O2(s) -510,90 94,60 
NaOH(s) -426,80 64,18 
O2(g) 0,00 205,00 
Espécie H°298 (kJ.mol
-1
) Cpmédio [J/(mol.K)] 
CH4(g) -74,8 35,3 
O2(g) 0 29,4 
N2(g) 0 29,1 
H2O(g) -241,8 34,4 
CO2(g) -393,5 37,1