Lista de Exercícios_Termoquimica_remoto

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Universidade Federal Fluminense 
Instituto de Ciências Exatas – ICEx 
Departamento de Química 
 
 
Lista de Exercícios – Termoquímica 
Química Geral (Profª Julliane Yoneda) 
 
1- As variações de entalpia para as seguintes reações podem ser determinadas experimentalmente. 
 N2(g)+ 3H2(g) → 2NH3(g) ∆H°= -91,8 kJ 
 4NH3(g) + 5O2(g) → 4NO(g) + 6 H2O(g) ∆H°= -906,2 kJ 
 H2(g)+ 1/2O2(g) → H2O(g) ∆H°= -241,8 kJ 
 Use esses valores para determinar a variação de entalpia para a formação de NO(g) a partir dos elementos 
(uma entalpia que não pode ser diretamente medida porque a reação é reagente favorecida) 
 1/2 N2(g)+ 1/2O2(g) → NO(g) ∆H°=? 
 
2- Use os calores padrão de formação do APÊNDICE 1 para calcular as variações de entalpia padrão para os 
seguintes processos; 
a) Queima de 1,0g de fósforo branco, formando P4O10(s) 
b) 0,20 mol de NO(g) se decompõe em N2(g) e O2(g) 
 
3- A entalpia padrão de formação do óxido de bário sólido, BaO, é -553,5 kJ/mol, e a entalpia de formação do 
peróxido de bário, BaO2, é -634,3 kJ/mol. 
a) Calcule a variação de entalpia padrão para a reação seguinte. Ela é endotérmica ou exotérmica? 
 BaO2(s) → BaO(s) + ½ O2(g) 
b) Desenhe um diagrama de níveis de energia que mostre a relação entre a variação de entalpia para a 
decomposição de BaO2 em BaO e O2 e as entalpias de formação de BaO(s) e BaO2(s). 
 
4- A variação de entalpia para a oxidação do naftaleno C10H8, é medida por calorimetria. 
 C10H8(s)+ 12O2(g) → 10CO2(g)+ 4H2O(l) ∆H°reação= -5156,1 kJ 
Use esse valor junto com os calores padrão de formação de CO2(g) e de H2O(l), para calcular a entalpia de formação 
do naftaleno (em kJ/mol). 
 
5- A entalpia padrão de formação molar do diborano, B2H6(g), não pode ser diretamente determinada porque o 
composto não pode ser preparado por meio da reação entre o boro e o hidrogênio. Porém ela pode ser calculada a 
partir de outras variações de entalpia. As seguintes entalpias podem ser determinadas: 
 4B(s)+ 3O2(g) → 2 B2O3(s) ∆H°reação= -2543,8 kJ 
 H2(g)+ ½ O2(g) → H2O(g) ∆H°reação= -241,8 kJ 
 B2H6(g) + 3O2(g) →B2O3(s)+ 3 H2O(g) ∆H°reação= -2032,9 kJ 
 
a) Mostre que essas equações podem ser somadas para dar a equação para a a formação de B2H6(g) a partir de B(s) e 
H2(g) em seus estados padrão. Atribua variações de entalpia para cada reação. 
b) Calcule ∆H°f para B2H6(g) 
c) A formação de B2H6(g) a partir dos elementos é produto-favorecida ou reagente-favorecida? 
 
6- O metanol CH3OH, composto que pode ser obtido a partir do carvão de forma relativamente barata, é um 
substituto promissor da gasolina. O álcool tem um índice de energia menor do que a gasolina, mas com sua 
octanagem mais alta, ele queima mais eficientemente do que a gasolina nos motores a combustão. (Ele tem a 
vantagem de contribuir em menor grau para a emissão de certos poluentes atmosféricos). Compare o calor de 
combustão por grama de CH3OH e de C8H18 (isooctano), sendo este representativo dos compostos da gasolina 
(∆H°f= -259,2 kJ/mol para o isooctano) 
 
7- Calcule a variação de entalpia, ∆H, para a formação de 1 mol de carbonato de estrôncio (o material responsável 
pela cor vermelha em fogos de artifício) a partir de seus elementos. 
 Sr(s)+ C(grafite) + 3/2 O2(g) → SrCO3(s) 
 
A informação experimental disponível é: Sr(s)+ 1/2 O2(g) → SrO(s) ∆H°f = -592 kJ 
SrO(s)+ CO2(g) → SrCO3(s) ∆H°r = -234 kJ 
 C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ∆H°f = -394 kJ 
 
8- O clorofórmio, CHCl3, é formado a partir do metano e do cloro na seguinte reação: 
 CH4(g)+ 3Cl2(g) → 3HCl(g)+ CHCl3(g) 
 Calcule o ∆H°reação, a variação de entalpia para essa reação, usando a entalpia de formação do CHCl3(g), 
∆H°f= -103,1 kJ/mol e as entalpias das seguintes reações: 
 CH4(g)+ 2O2(g) → 2H2O(l)+ CO2(g) ∆H°f= -890,4 kJ 
 2HCl(g) → H2(g)+ Cl2(g) ∆H°f= +184,6 kJ 
 C(grafite)+ O2(g) → CO2(g) ∆H°f= -393,5 kJ 
 H2(g)+ 1/2O2(g) → H2O(l) ∆H°f= -285,8 kJ 
 
9- Suponha que lhe sejam dadas as seguintes reações hipotéticas: 
 X → Y ∆H= -35 kJ 
 X → Z ∆H = +90kJ 
a) Use a lei de Hess para calcular a variação de entalpia da reação Y → Z. 
b) Construa um diagrama de entalpia para as substâncias X, Y e Z. 
 
10- O naftaleno (C10H8) é um composto aromático sólido geralmente vendido como naftalina. A combustão completa 
dessa substância para produzir CO2(g) e H2O(l) à 25ºC fornece 5.154 kJ/mol. 
a) Escreva as equações balanceadas para a formação de naftaleno a partir de seus elementos e para a sua 
combustão. 
b) Calcule a entalpia padrão de formação do naftaleno. 
 
11- Muitos isqueiros contêm butano líquido, C4H10(l). Usando as entalpias de formação, calcule a quantidade de calor 
produzido quando 1 g de butano sofre combustão completa ao ar. 
 
12- Usando os valores do APÊNDICE 1, calcule a variação de entalpia padrão para cada uma das reações seguintes: 
a) 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) 
b) Mg(OH)2(s) → MgO(s) + H2O(l) 
 
13- A partir dos seguintes dados de três combustíveis promissores, calcule qual poderia fornecer mais energia por 
unidade de volume? 
 
Combustível Densidade a 20°C (g/cm3) Entalpia molar de combustão (kJ/mol) 
Nitrometano, C2H5NO2(l) 1,05 -1.368 
Etanol, C2H5OH(l) 0,79 -1.367 
Metilhidrazina, CH6N2(l) 0,87 -1.305 
 
14- Considere as seguintes reações de neutralização ácida envolvendo a base forte NaOH(aq) 
HNO3(aq) + NaOH(aq) → NaNO3(aq) + H2O(l) 
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) 
NH4+(aq) + NaOH(aq) → NH3(aq) + Na+(aq) + H2O(l) 
a) Usando os dados do APÊNDICE 1, calcule o ∆Hº para cada uma dessas reações. 
b) O ácido nítrico e o ácido clorídrico são fortes. Escreva as equações iônicas simplificadas para a neutralização 
desses ácidos. 
c) Compare os valores de ∆Hº para as duas primeiras reações. O que se pode concluir? 
d) Na terceira equação o NH4+(aq) age como um ácido. Baseado no valor do ∆Hº para essa reação, você acha que ele 
é um ácido forte ou fraco? Explique. 
 
15- A molécula de metano, CH4, tem geometria tetraédrica. Imagine um processo hipotético no qual a molécula de 
metano é “expandida” simultaneamente por meio do alongamento das quatro ligações C-H para o infinito. Então, 
temos o processo: 
 CH4(g) → C(g) + 4 H(g) 
a) Compare esse processo com a reação inversa que representa a entalpia padrão de formação. 
b) Calcule a variação de entalpia em cada caso. Qual é o processo mais endotérmico? Qual a razão para a diferença 
nos valores de ∆Hº? 
c) Suponha que 3,45 g de CH4(g) reagem com 1,22 g de F2(g) formando CF4(g) e HF(g) como os únicos produtos. Qual é 
o reagente limitante da reação? Assumindo que a reação ocorre à pressão constante, qual a quantidade de calor 
liberado? 
 
Respostas 
 
1) 90,25 kJ 2) a) - 23,8 kJ b) -18,07 kJ 3) 80,8 kJ, endotérmica 
4) 77,8 kJ 5) 35,6 kJ, reação reagente-favorecida. 6) -22,7 kJ/g e -47,9 kJ/g 7) -1220 kJ/mol 
8) -305,3 kJ 9) 125 kJ 10) 75,68 kJ/mol 11) -49,23 kJ/g 12) a) -196,6 kJ 
b) 37,07 kJ 13) Metilhidrazina (-24.669,6 kJ/L) 14) a) -55, 83 kJ, -56,13 kJ, -4,12 kJ b) H+ + OH - → H2O 
c) São iguais, se referem a reação do item b d) Fraco 
15) a) Diferenças: estado físico do carbono e hidrogênio atômico e diatômico. b) 1665,0 kJ e 75,8 KJ c) F2. -13,5 kJ/mol