Lista X - TERMOQUÍMICA E TERMODINÂMICA COM GABARITO

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QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – 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 100C em vapor a 1000C, calcule o volume de metano consumido, medido nas CNTP, supondo que ele se comporte 
como um gás ideal. 
Dados: 
 Constante universal dos gases (R) = 0,08206 atm.L.mol-1.K-1; 
 Calor latente de vaporização da água = 2260 J.g-1; 
 Calor específico da água = 4,2 J.g-1.0C-1; 
 Calor de combustão do metano = 890 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-1; calor de formação do gás sulfuroso = - 71 kcal.mol-1; calor de formação do dióxido de carbono = - 96 kcal.mol-1; 
capacidade calorífica da água líquida = 1,0 cal.g-1. 
 
Questão 03 - (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? Dado: calor específico da água = 1 cal/g.oC. 
 
Questão 04 – (IME) O consumo de água quente de uma casa é de 0,489 m3 por dia. A água está disponível a 10,0°C e deve ser 
aquecida até 60,0°C 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 m3) necessário deste gás, medido a 25,0°C e 1,00 atm, para atender a demanda diária. 
Dados: 
 Constante universal dos gases (R) = 82,0 x 10-6 m³.atm.K-1.mol-1; 
 Massa específica da água = 1,00 x 10³ kg.m-3; 
 Calor especifico da água = 1,00 kcal.kg-1.°C-1. 
Dados de formação a 298 K a partir de seus elementos: 
C3H8(g) = - 25,0 kcal.mol
-1; 
H2O(g) = - 58,0 kcal.mol
-1; 
CO2(g) = - 94,0 kcal.mol
-1. 
 
Questão 05 – (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 06 – (IME) Calcule a quantidade de calor liberado na queima de 130 kg de acetileno a 25°C e 1 atm. Dados a 298K: 
 (ΔHof) CO2 = - 94,1 kcal.mol
-1; 
 (ΔHof) H2O = - 57,8 kcal.mol
-1; 
 (ΔHof) C2H2 = + 54,2 kcal.mol
-1. 
 
Questão 07 – (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 08 – (IME) Calcular a variação da energia interna, a 25°C, para a combustão de 1 (um) mol de benzeno líquido à 
pressão constante. Dados a 25°C: 
 
 
  ..11720
;.94050
;.68320
1660
10
10
2
2






molcalH
molcalH
molcalH
HC
formação
CO
formação
OH
formação
 
 
Questão 09 – (IME) Calcule a mudança da energia interna, em kJ, para a reação de formação de dois mol de SO2Cl2(g), a partir 
de S(g), O2(g) e Cl2(g), a 298 K. Dados: (ΔH°formação)S(g) = + 277 kJ.mol-1 e (ΔH°formação)SOCl2(g) = - 210 kJ.mol
-1. 
 
Questão 10 – (IME) A combustão de 1 mol de naftaleno (C10H8) sólido a 25°C, realizada em um calorímetro adiabático a 
volume constante, libera 1227 kcal com formação apenas de um produto gasoso, o gás carbônico. Calcule o calor liberado por 
essa reação a pressão constante. 
 
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, 68,3 kcal.mol-1; 
b) Calor de combustão do propano, 530,6 kcal.mol-1; 
c) Calor de combustão do propeno, 491,9 kcal.mol-1. 
 
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Questão 12 – (IME) O valor experimental para o calor liberado na queima de benzeno líquido a 25ºC, com formação de 
dióxido de carbono e água liquida, é 780 Kcal/mol. A combustão é feita em uma bomba calorimétrica a volume constante. 
Considerando comportamento ideal para os gases formados e R = 2,0 cal/mol.K, determine: 
a) calor padrão de combustão do benzeno a 25ºC; 
b) se o calor calculado no item anterior é maior ou menor quando a água é formada no estado gasoso. Justifique sua 
resposta. 
 
Questão 13 – (IME) Uma amostra de 0,640 gramas 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 2,4°C na temperatura 
do calorímetro. Sabendo-se que a capacidade calorífica do calorímetro era de 2.570 cal/oC e considerando-se que a variação de 
pressão foi muito pequena, calcule a entalpia de formação do naftaleno. Dados: Entalpia de formação do CO2 (g): – 94,1 
kcal/mol; Entalpia de formação da água (L): – 68,3 kcal/mol. 
 
Questão 14 – (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 3383 kJ? Por quê? 
 
Questão 15 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) A queima de metano na presença de oxigênio pode produzir 
três produtos distintos, contendo carbono: fuligem (partículas muito pequenas de grafite), monóxido de carbono gasoso e 
dióxido de carbono gasoso. 
a) Escreva três equações químicas equilibradas, correspondendo às reações de metano gasoso com oxigênio que levam a 
cada um dos produtos acima citados. Em todos os casos admita que o outro produto é a água, H2O(l); 
b) Determina as entalpias padrões de cada uma das reações do item (a); 
c) Por que, havendo oxigênio em quantidade suficiente, o CO2(g) é o produto "carbônico" predominante na combustão 
do metano? 
Dados: ΔHf
0
 (kJ.mol
-1): CO(g) = -110,5; CO2(g) = -393,5; H2O(l) = -285,83; CH4(g) = -74,81. 
 
Questão 16 - (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) O trióxido de boro é um composto utilizado como aditivo de 
fibra óptica, na produção de vidro de borossilicato, entre outros. Esse composto é obtido pela desidratação do ácido bórico, 
porém também é possível consegui-lo a partir das seguintes etapas de reação: 
Etapa 1: B2O3(s) + 3 H2O(g) → 3 O2(g) + B2H6(g) 2035 ΔH/kJ 
Etapa 2: H2O(l) → H2O(g) 44 ΔH/kJ 
Etapa 3: H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l) - 286 ΔH/kJ 
Etapa 4: 2 B(s) + 3 H2(g) → B2H6(g) 36 ΔH/kJ 
Tendo como base as reações acima e suas respectivas entalpias, calcule a entalpia geral de formação do trióxido de boro e 
informe sua equação global. 
 
Questão 17 – Determine os calores de formação da amônia e a hidrogenação do propeno. 
Dados: Energias de ligação (kcal.mol-1): 
(C – C) = 82,6; 
(N ≡ N) = 225,8; 
(N – H) = 93,4; 
(C = C) = 154,8; 
(C – H) = 98,8; 
(H – H) = 104,2. 
 
Questão 18 – (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? 
 
 
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Questão 19 – Óxido de zinco e carbono, ambos a 25°C, são alimentados em quantidades estequiométricas em um reator 
operado a 1,0 atm, onde ocorre a seguinte reação química: ZnO(s) + C(s)  Zn(g) + CO(g). A reação é completa e os produtos 
saem do reator a 1,0 atm e a uma temperatura de 1000°C. Calcule o calor que é adicionado ou removido do reator, por 
quilograma de zinco. 
Espécie Cp [J/(mol.K)]ΔH
o
298 [kJ.mol
-1] 
ZnO(s) 52,5 -350,5 
C(s) 19,8 0 
Zn(g) 20,9 130,4 
CO(g) 31,6 -110,5 
 
Questão 20 – Calcular a variação de entalpia de 2 mol de RbF quando aquecido de 300 K até 1200 K. 
 Cp/R 
ΔHfusão [J.mol
-1] 
Tf = 1048K 
Faixa de T(K) 
298 – 1048 
1048 – 1500 
RbF 7,3 8,8 26300 
 
Questão 21 – Usando os dados abaixo, calcule o calor de reação a 70°C e 1,0 atm para a seguinte reação química descrita a 
seguir: H2S(g) + 3/2 O2(g) → H2O(l) + SO2(g). 
 
 ΔHo298 (kJ.mol
-1) CP (J.mol
-1.K-1) 
H2S(g) -20,6 26,6 + (24,1 x 10
-3).T 
O2(g) 0 25,8 
H2O(l) -285,8 29,9 
SO2(g) -296,8 25,8 + (58,2 x.10
-3).T 
 
Questão 22 – 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 23 – Calcule a temperatura adiabática de chama da queima completa de metano a 1 atm e 50% de excesso de ar. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 24 – (IME) Nas combustões completas de x gramas de acetileno e de y gramas de benzeno são liberados, 
respectivamente, Q1 kcal e Q2 kcal. Determine o calor liberado, em kcal, na formação de z gramas de benzeno a partir do 
acetileno. 
 
Questão 25 – (ITA) A toda reação química corresponde uma variação de energia interna, U, e uma variação de entalpia, H. 
Explique em que condições U tem valor igual ao de H. 
 
 
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 
Espécie H°298 (cal.mol
-1) Cpmédio [cal/(mol.K)] 
CH4(g) -17895 9,85 
O2(g) 0 9,17 
N2(g) 0 5,95 
H2O(g) -57798 10,04 
CO2(g) -94050 14,78 
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Questão 26 – (IME) A combustão completa de uma amostra de certo hidrocarboneto gasoso, acíclico, realizada em recipiente 
a pressão constante, consumiu 62,5 cm³ de oxigênio e liberou 0,359 kcal. A mistura gasosa continha 50,0 cm³ de um gás que 
foi totalmente absorvido em hidróxido de potássio. Considerando que todas as medidas foram realizadas nas CNTP, e que a 
hidrogenação de um mol desse hidrocarboneto consome dois mols de hidrogênio, determine o seu calor de formação. 
Dados: ∆Hf do CO2 = - 94,3 kcal/mol e ∆Hf do H2O = - 68,8 kcal/mol. 
 
Questão 27 – (OLIMPÍADA DE QUÍMICA DO DISTRITO FEDERAL) Qual o ∆H da reação C(g) + 2 H2(g) → CH4(g), 
tendo como dados as reações abaixo? 
C(g) + O2(g) → CO2(g) ∆H = - 94,1 kcal 
H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ∆H = - 68,3 kcal 
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l) ∆H = - 212,8 kcal 
Questão 28 – (OLIMPÍADA NORTE – NORDESTE DE QUÍMICA) Alguns anos atrás, Texas City (Texas – USA), foi 
abalada por uma explosão de um depósito de nitrato de amônio, composto muito usado como fertilizante. Este composto, 
quando aquecido, pôde decompor exotermicamente em N2O e água, conforme a equação: 
NH4NO3(s) → N2O(g) + 2 H2O(g) (Equação 1). 
Se o calor liberado nesta reação ficar aprisionado, altas temperaturas sendo atingidas, e assim, o NH4NO3 pode decompor 
explosivamente em N2, H2O e O2. 
2 NH4NO3(s) → 2 N2(g) + 4 H2O(g) + O2(g) (Equação 2). 
Usando as informações fornecidas abaixo, responda: 
a) Qual o calor liberado (à pressão constante de 1 atm e à temperatura de 25°C) na primeira reação? 
b) Se 8,00 kg de nitrato de amônio são misturados com alumínio em pó, em excesso estequiométrico, qual a quantidade 
de calor produzida (à pressão constante)? 
c) Nitrato de amônio reage com alumínio em pó, produzindo Al2O3, segundo a equação: 
2 Al(s) + 3 NH4NO3(s) → 3 N2(g) + 6 H2O(g) + Al2O3(s) 
Se 8,00 kg de nitrato de amônio são misturados com alumínio em pó, em excesso estequiométrico, qual a quantidade de calor 
produzida (à pressão constante)? 
Dados a 25°C (kJ.mol-1): Al2O3(g) = - 1675,7; H2O(g) = - 241,8; NH4NO3(s) = - 365,6; N2O(g) = 82,0. 
 
Questão 29 – (ITA) 300 gramas de gelo a 0°C foram adicionados a 400 gramas de água a 55°C. Determine a temperatura final 
do sistema em condição adiabática. Dados: calor de fusão do gelo = 80 cal.g-1; calor específico do gelo = 0,50 cal.g-1.°C-1; calor 
específico da água = 1,0 cal.g-1.°C-1. 
 
Questão 30 – (GRILLO) Considere a equação da capacidade calorífica a pressão constante do brometo de hidrogênio: Cp = 
6,5776.T + 0,9549x10-3.T + 1,581x10-7.T². A partir desta informação, determine a quantidade de calor para um mol deste gás, 
de 0°C a 500°C. 
 
Questão 31 – (IME) Em função do calor de formação do dióxido de carbono (ΔH°f,CO2); do calor de formação do vapor d’água 
(ΔH°f,H2O(g)); e do calor da combustão completa de uma mistura de metano e oxigênio, em proporção estequiométrica (ΔHr), 
deduza a expressão do calor de formação do metano (ΔH°f,CH4). 
Questão 32 – (GRILLO) O Sulfeto de hidrogênio (H2S) é aquecido de 77
°C para 227°C. Determine a variação de entalpia 
devido ao aquecimento, sabendo que a capacidade calorífica a pressão constante média é dada por, Cp = 6,037 + 5,886 x 10
-3.T 
+ 0,387 x 10-5.T-2 – 1,175 x 10-6.T2, onde Cp
 = cal/mol.K. 
Questão 33 – (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 
 
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Questão 34 – (U. S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD) A combustão de etano produz dióxido de carbono e água 
líquida a 25°C. 
a) Escreva a equação para esta reação. 
b) Sabendo que 0
combustãoH para o etano sob estas condições é -1560 kJ.mol
-1 de etano, calcule: 
i. 0
fH para o etano; 
 Dado: 
 
 
ΔH° (kJ.mol-1) 
CO2(g)
 
- 393,5 
H2O(l)
 
- 285,8 
ii. A energia de ligação para a ligação C = O. 
 Energia de ligação (kJ.mol-1) 
C - C 347 
H - C 413 
H - O 164 
O = O 195 
c) Sabendo que ∆G° = - 1467,5 kJ.mol-1. Calcule ∆S° para esta reação em J.mol-1.K-1. 
 
Questão 35 – (U. S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD) A entalpia de combustão do octano líquido, C8H18(l) para a 
formação de produtos gasosos, é – 5090 kJ.mol-1. Use este valor para responder as questões abaixo, assumindo uma 
temperatura de 100°C. 
a) Escreva a equação balanceada para a combustão completa do octano líquido. 
b) Determine a entalpia molar de formação,  fH , para o estado líquido. 
Dados: H°CO2 = - 393,5 kJ.mol
-1; H°H2O = - 241,8 kJ.mol
-1. 
c) Calcule o valor da energia interna, para a reação de combustão. 
d) Se ∆G° para a combustão do octano é – 5230 kJ.mol-1, calcule o valor da ∆S°. 
 
Questão 36 – (GRILLO) Dadas as reações químicas (1) e (2), determine a variação de entalpia da reação (3): 
(1) H2(g) + I2(g)  2HI(g) H(1) = + 52,96 kJ/mol 
(2) 2H2(g) + O2(g)  2H2O(g) H(2) = - 483,64 kJ/mol 
(3) 4HI(g) + O2(g)  2 I2(g) + 2H2O(g) H(3) = ? 
 
Questão 37 – (OLIMPÍADA PORTUGUESA DE QUÍMICA) Dados um copo com água, outro com HCl(aq) e outro com 
NaOH(aq) concentrados, todos a mesma temperatura, como fazer para retirar, o mais rapidamente possível, um diamante retido 
num cubo de gelo, usando estes líquidos. Justifique. 
Questão 38 – A 1000 K, o valor da entalpia para a síntese da amônia N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g), é igual a – 123,77 kJ.mol
-1. 
Substância RC p /
 
N2(g) 3,502 
H2(g) 3,466 
NH3(g) 4,217 
 
Determine o valor da entalpia de síntese da amônia à 300 K, para cada mol de NH3(g). 
Questão 39 – A capacidade calorífica do óxido de chumbo sólido, PbO, é dada pela seguinte equação da capacidade calorífica: 
pC 44,35 + 1,67 x 10
-3.T. A partir desta informação, determine a variação de entalpia do óxido, à pressão constante, de 500 
K para 300 K. 
 
 
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Questão 40 – (ITA) Considere a reação de combustão do composto X, de massa molar igual a 27,7 g.mol–1, representada pela 
seguinte equação química balanceada: 
X(g) + 3 O2(g) → Y(s) + 3 H2O(g); ∆H° = - 2035 kJ.mol
-1. 
Calcule o valor numérico, em kJ, da quantidade de calor liberado na combustão de: 
a) 1,0 X 10³ g de X 
b) 1,0 x 10² mol de X 
c) 2,6 x 1022 moléculas de X 
d) uma mistura de 10,0 g de X e 10,0 g de O2 
 
 
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GABARITO DAS QUESTÕES PROPOSTAS 
Questão 01 – (IME) Volume = 6635,21 litros. 
Questão 02 – (IME) Massa de água = 900 gramas. 
Questão 03 - Q = ∆H = 16000 cal. 
Questão 04 – (IME) Volume = 1,22 m³. 
Questão 05 - (IME) ∆H = - 183 kJ.mol-1. 
Questão 06 – (IME) Qp = ΔH° = 1,50 x 106 kcal. 
Questão 07 – (IME) 8 C + 5 H2 → C8H10 ΔHr = - 5,6 kcal.mol
-1. 
Questão 08 – (IME) ∆U = - 781874 cal.mol-1. 
Questão 09 - (IME) ∆U = - 966,57 kJ.mol-1. 
Questão 10 – (IME) ∆U = - 1228 kcal. 
Questão 11 – (IME) C3H6(g) + H2(g) → C3H8(g) ΔH = - 29,60 kcal.mol
-1 
Questão 12 – (IME) a) Cálculo do calor avolume constante: QV = - 780000 kcal.mol-1; b) Entalpia (ΔH) = - 780,894 kcal; c) 
Entalpia (ΔH) = - 779,106 kcal. 
Questão 13 – (IME) Equação química balanceada da combustão do naftaleno: C10H8(s) + 12 O2(g) → 10 CO2(g) + 4 H2O(l) 
Sabendo que o processo ocorre a volume constante, logo pela primeira lei da termodinâmica o trabalho será igual a zero. 
vQU
QU
WQU



0 
Cálculo da quantidade de calor a volume constante: QV = 6168 cal. 
Cálculo da quantidade de calor a volume constante, em kcal.mol-1: QV = 1233,60 kcal.mol
-1. 
Como o processo ocorre através de uma queima, ∆U = - 1233,60 kcal.mol-1. 
Considerando que a pressão seja muito baixa, ,0p logo: ∆U = ∆H = - 1233,60 kcal.mol-1. 
Cálculo da entalpia de formação do naftaleno: ΔH° = + 19,40 kcal.mol-1. 
 
Questão 14 – (IME) 
 
a) C6H14() + 19/2 O2(g) → 6 CO2(g) + 7 H2O(g) ΔH = -3883 kJ 
C7H16() + 11 O2(g) → 7 CO2(g) + 8 H2O(g) ΔH = - 4498 kJ 
b) C10H22() + 31/2 O2(g) → 10 CO2(g) + 11 H2O(g) ΔH = ? 
 
Na combustão do heptano foram produzidos 1 CO2 e 1 H2O a mais do que na combustão do hexano e com isso foram haverá 
uma liberação de 615 kJ a mais. Considerando que o ΔHq do C6H14; ΔHq do C7H16 e o ΔHq do C10H22 não apresentem 
diferenças significativas, podemos estimar o ΔH de combustão do C10H22 como sendo 4 x 615 a mais do que o ΔH combustão 
do C6H14 em função dos 4 CO2 e 4 H2O formados a mais. 
Logo, a entalpia do n-decano será de: ΔH = 4 x (-615) + ΔH de combustão do n-hexano = 4 x (-615) + (-3883 kJ) = - 6343 kJ. 
c) Para este item, será necessário o uso da lei de Hess, que nada mais é do que um corolário da primeira lei da 
termodinâmica. Sabe-se que a entalpia de formação da água líquida é menor que a entalpia de formação da água no estado 
vapor, com isso, temos a seguinte relação: ΔHf H2O() < ΔHf H2O(g). Aplicando a Lei de Hess, temos: ΔH = - (3883 + X). 
Questão 15 – (Olimpíada Brasileira de Química) 
Equação química (a) balanceada de combustão completa do gás metano: CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l). 
Equação química balanceada (b) de combustão incompleta do gás metano: CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2 H2O(l). 
Equação química balanceada (c) de combustão incompleta do gás metano: CH4(g) + O2(g) → C(s) + 2 H2O(l). 
Cálculo da variação de entalpia de combustão completa do gás metano da equação química (a): ΔH = - 890,35 kJ.mol-1. 
Cálculo da variação de entalpia de combustão incompleta do gás metano da equação química (b): ΔH = - 607,35 kJ.mol-1. 
Cálculo da variação de entalpia de combustão incompleta do gás metano da equação química (c): ΔH = - 496,85 kJ.mol-1. 
O dióxido de carbono (CO2) é o produto mais predominante pelo fato de ser o produto mais exotérmico, o que pode ser 
observado no item (b), em que a combustão completa é a mais exotérmica. 
 
Questão 16 - (Olimpíada Brasileira de Química) ΔHTOTAL = - 1273 ΔH/kJ. 
Questão 17 – ΔHTOTAL = - 30,20 kcal,mol
-1. 
Questão 18 – (IME) 






m
q
q p .342'
. 
Questão 19 – Qp = ΔH = 6446,33 kJ. 
Questão 20 – Para dois mol de RbF a entalpia será 165,64 kJ. 
QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
8 
 
 
Questão 21 – A entalpia da reação a 70°C será igual a -558,65 kJ.mol-1. 
Questão 22 – a) Considerando o oxigênio puro: T = 7874 K; b) A presença do ar no sistema: T = 2666,76 K. 
Questão 23 – T = 2178,28 K. 
Questão 24 – 






y
Q
x
Q
zHTOTAL
21. 
Questão 25 – UH  . 
Questão 26 – ∆H°F(C2H6) = + 64,20 kcal.mol
-1. 
Questão 27 – (Olimpíada de Química do Distrito Federal) C(g) + 2 H2(g) → CH4(g); ∆H = - 17,90 kcal. 
Questão 28 – (Olimpíada Norte – Nordeste de Química) a) Qp = ∆H° = - 36,00 kJ.mol-1; b) Qp = ∆H° = - 13150,0 kJ.mol-1; 
c) Qp = ∆H° = - 2030, 00 kJ.mol
-1. 
Questão 29 – (ITA) T = -5°C. A esta temperatura calculada, não há processo de fusão. 
Questão 30 - (GRILLO) Qp = ∆H = + 3561,77 cal.mol-1. 
Questão 31 – (IME) A entalpia de formação do gás metano fica representado através da seguinte expressão, ΔH°f,CH4 = 
(ΔH°f,CO2) + 2.ΔH°f,H2O - ΔHr. 
Questão 32 – (GRILLO) ΔHr = + 1248,62 cal.mol
-1. 
Questão 33 – (IME) CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3 H2(g) ΔH° = + 207 kJ.mol
-1. 
Questão 34 - (U. S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD): 
a) Equação química balanceada de combustão completa do etano: C2H6(l) + 7/2 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l). 
b) 
i. H° = -84,4 kJ.mol-1 
ii. H° = +838,8 kJ.mol-1. 
c) Cálculo da entropia padrão ( S ): (-312,50 J.mol-1.K-1) 
Questão 35 – (U. S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD) 
a) Equação química balanceada de combustão do octano líquido: 
C8H18(l) + 25/2 O2(g) → 8 CO2(g) + 9 H2O(g). 
b) Entalpia molar de formação do octano líquido: ΔH° = - 234,20 kJ.mol-1. 
c) Energia interna: ΔU = - 5103,95 kJ.mol-1. 
d) Cálculo da entropia: ΔS° = + 0,375 J.mol-1K-1. 
Questão 36 – (GRILLO) 4 HI(g) + O2(g)  2 I2(g) + 2 H2O(g) H(3) = - 589,56 kJ.mol
-1 
Questão 37 – (Olimpíada Portuguesa de Química) Para retirar o diamante rapidamente que está preso no cubo de gelo, será 
necessário misturar ácido clorídrico com hidróxido de sódio, o que vai gerar uma reação de neutralização. Para este processo, 
trata-se de uma reação exotérmica, logo colocando na presença do cubo de gelo, haverá o derretimento de forma rápida e com 
isso o diamante ficará livre. 
Questão 38 – (∆H°) = - 45,98 kJ.mol-1. 
Questão 39 – (∆H°) = - 9003,6 J.mol-1. 
Questão 40 – (ITA) a) ∆H° = (- 7,35 x 104 kJ); b) ∆H° = (- 2,035 x 105 kJ); c) ∆H° = (- 87,89 kJ); d) ∆H° = (- 211, 98 kJ). 
 
 
QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
9 
 
EXERCÍCIOS EXTRAS 
Questão 01 – (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 02 – (IFRJ - Concurso para docente) Um mol de um gás ideal monoatômico, comcapacidade calorífica molar a 
volume constante iguala a (3R/2), realiza o ciclo reversível, representado na figura abaixo. 
 
Para esse processo, sabendo que durante a transformação C 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 03 – (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 04 – (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. 
QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
10 
 
 
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 05 – (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 06 – (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 07 – (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 ∆G
0
 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). 
 
 
QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
11 
 
Questão 08 – (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 09 – 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 ideais: 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 10 – (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
. Resposta: ΔHf
o
 = -910,6 kJ. 
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
; Resposta: ΔH = 360,8 J/K.mol. 
c) Determine ΔG
o
 for the reaction at 25°C; Resposta: 5,82 x 10
5
 J/mol. 
d) Find the minimum temperature in °C at which this reaction is spontaneous. Assume that ΔH
o
 and ΔS
o
 do not vary 
with temperature. Resposta: 1912,14 K. 
 
Questão 11 - Calcule a temperatura adiabática de chama da queima completa de um gás natural contendo metano puro a 
1 atm com: 
c) oxigênio puro; 
d) ar atmosférico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 12 - (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. 
 
 
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 
QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
12 
 
Questão 13 – (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 ( 0
fG ) 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 14 - (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 perdasde calor e trabalho, e vice-versa. Identifique 
e denomine as quatro etapas dessa transformação cíclica. 
 
Questão 15 - (IME) Considere o diagrama de fase hipotético representado esquematicamente na figura ao lado. O que 
representa os pontos A, B, C, D e E? 
 
 
Questão 16 - (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 16 - (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: 
III. 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) 
IV. CO(g) + H2(g) → C(grafite) + H2O(g) ∆H° = - 131 kJ.mol
-1
. 
 
Questão 17 – (IME – 1980/1981) 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
. 
Resposta: - 29,60 kcal.mol
-1
; processo exotérmico. 
 
Questão 18 – (IME – 1978/1979) Calcule a quantidade de calor liberado na queima de 130 kg de acetileno a 25
o
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
. Resposta: 1,50 
x 10
6
 kcal. 
 
QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA - LISTA IX – PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
13 
 
Questão 19 – (IME – 1988/1989) 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. 
Resposta: -35,40 kcal. 
 
Questão 20 – (IME – 2008) 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 21 – (IME – 2008) 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
o
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 22 – (IME – 2003) 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
o
C na 
temperatura do calorímetro. Sabendo-se que a capacidade calorífica do calorímetro era de 2570 cal.
o
C e considerando-se 
que a variação de pressão foi muito pequena, calcule a entalpia de 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 23 – (Russell) Uma certa reação se realiza a pressão constante. Durante o processo, o sistema absorve das 
vizinhanças 125 kJ de calor, e como o sistema se expande no decorrer da reação, ele realiza um trabalho de 12 kJ sobre as 
vizinhanças. Calcule o valor de q, w, ΔU e ΔH do sistema. 
 
Questão 24 – (Russell) Uma reação química se realiza a pressão constante e libera 225 kJ de calor. Enquanto o processo 
se realiza, o sistema se contrai quando as vizinhanças realizam trabalho de 15 kJ. Calcule os valores de q, w, ΔU e ΔH do 
sistema. 
 
Questão 25 – (Russell) Uma amostra de 0,828 gramas de metanol é colocada numa bomba calorimétrica com uma 
quantidade de gás oxigênio (sob pressão) suficiente para assegurar a combustão completa. O calorímetro contém 1,35 
quilogramas de água, e a capacidade calorífica do interior do calorímetro (sem água) é 1,06 kJ.
o
C
-1
. Quando o metanol 
queima, a temperatura aumenta de 23,10 para 25,90 
o
C. Qual é o calor molar de combustão do metanol?