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EXERCÍCIOS DE TERMOQUÍMICA - 2º ANO

EXERCÍCIOS DE TERMOQUÍMICA

01. (Fatec-SP). Calcule a energia envolvida na reação 2 HI_(g) + Cl_2(g)  ®  I_2(g)  +  2 HCl_(g). Expresse o resultado em Kcal/mol de HI_(g). Indique se a reação é exotérmica ou endotérmica. 

Dados:

Tipo de ligação      Energia de ligação

                                (Kcal/mol)

H - Cl                            103

H - I                               71

Cl - Cl                             58

I - I                               36

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02. (Fuvest-SP). Observe a tabela:

Ligação	Energia média de ligação Kj/mol
O - H	464
C - C	350
C - H	415
C - O	360

      Calor de combustão no estado gasoso:

A = 1410 kJ/mol; B = 1454 kJ/mol.

A e B são compostos de mesma fórmula molecular C₂H₆O, sendo um deles o álcool etílico e o outro o éter dimetílico. Utilizando os valores de energia de ligação, identifique A e B, explicando o raciocínio usado.

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03. (Mackenzie-SP). Calcular a variação de entalpia na reação

2HBr_(g) + Cl_2(g) ® 2 HCl_(g)  + Br_2(g)

Conhecendo-se as seguintes energias de ligação, todas nas mesmas condições de pressão e temperatura:

    Tipo de ligação    Energia de ligação

                             (Kcal/mol)

 H - Br                    87,4

 Cl - Cl                    57,9

 H - Cl                  103,1

Br - Br                  46,1

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04. (Fuvest-SP). Considere os seguintes dados a 25ºC e 1 atm.

                            Substância                  Entalpia de formação    (em kJ/mol)

amônia (gás)                                - 46

cloreto de hidrogênio (gás)            - 92

cloreto de amônio (sólido)            - 314

a) Calcule a variação de entalpia (em kJ/mol) quando a base reage com o ácido para formar o correspondente sal.

b) Essa reação de salificação é exotérmica ou endotérmica? Por que?

05. Qual é a energia térmica (DH) em kJ envolvida na reação de síntese da amônia:

N₂  +  3 H₂    ®   2 NH₃

Dadas as energias de ligação em kJ por mol de ligações:

N - N ... 950     

H - H ...430               

N - H ...390

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PELO PROFESSOR EUDO ROBSON

Exercícios de Termoquímica - 2º ano

01- (UFMA-2007). Ao ser queimada certa quantidade dos gases hidrogênio e oxigênio em um cilindro, 1150 J de calor são perdidos para as vizinhanças, ao mesmo tempo que o gás, em expansão, realiza 480 J de trabalho nas vizinhanças à medida que pressiona a atmosfera. Desse modo, a mudança da energia interna do sistema é:

a)   – 1630 J.

b)   – 1150 J.

c)    – 480 J.

d)   – 670 J.

e)   – 1320 J.

02- (FURG-2007) O gás natural, utilizado como combustível, é uma das alternativas para a diminuição da poluição nos grandes centros urbanos. Seu principal constituinte é o gás metano, que pode ser obtido por fermentação anaeróbia de material orgânico encontrado no lixo (biogás). A combustão do metano, a 25°C e 1 atm, pode ser representada pela equação termoquímica:

CH_4(g) + 2O_2(g) ¦ CO_2(g) + 2H₂O_(ℓ), DH = - 890 kJ/mol

Considerando essas informações, para as condições propostas está correto afirmar que:

a)   trata-se de uma reação endotérmica, pois a variação de energia no sistema é negativa.

b)   32g de gás metano reagem com 128g de oxigênio gasoso, liberando 1780 kJ de energia.

c)    na combustão completa de 1 kg de metano, há liberação de cerca de 5600 kJ de energia.

d)   a entalpia dos produtos CO₂ e H₂O é maior que a entalpia dos reagentes CH₄ e O₂.

e)   44g de gás carbônico e 18g de água são formados com absorção de 890 kJ de energia.

03- (PUC-RS-2006). Uma importante aplicação dos calores de dissolução são as compressas de emergência, usadas como primeiro-socorro em contusões sofridas, por exemplo, durante práticas esportivas. Exemplos de substâncias que podem ser utilizadas são CaCℓ2(s) e NH4NO3(s), cuja dissolução em água é representada, respectivamente, pelas equações termoquímicas:

CaCℓ_2(s)  + aq ¦ CaCℓ_2(aq)               DH = -82,7 kJ/mol

NH₄NO_3(s)  + aq ¦ NH₄NO_3(aq)        DH = +26,3 kJ/mol

Com base nessas equações termoquímicas, é correto afirmar que

a)   a compressa de CaCℓ₂ é fria, pois a reação ocorre com absorção de calor.

b)   a compressa de NH₄NO₃ é quente, uma vez que a reação ocorre com liberação de calor.

c)      a compressa de CaCℓ₂ é quente, já que a reação é exotérmica.

d)     a compressa de NH₄NO₃ é fria, visto que a reação é exotérmica.

e)   o efeito térmico produzido em ambas é o mesmo.

04- (UCS-2007) Os motores de propulsão dos ônibus espaciais obtêm sua potência a partir da seguinte equação química balanceada:

6NH₄CℓO_4(s) + 10Aℓ_(s) → 3N_2(g) + 9H₂O_(g) + 5Aℓ₂O_3(s) + 6HCℓ_(g) ΔH = – 9,40 kJ

Com base na equação e considerando a transformação de 15 kg de NH₄CℓO_4(s), é correto afirmar que, na propulsão de um ônibus espacial, ocorre

a) liberação de 2000 J.                

b) absorção de 2000 kJ.      

c) liberação de 200 kJ.

d) absorção de 20000 J.

e) liberação de 0,02 kJ.

05- (MACKENZIE-2007) Combustão completa de 190 milhões de litros de álcool produziriam de energia cerca de

Dados do álcool:

entalpia de combustão = ... −1,3 × 103 kJ/mol

massa molar ... 46 g/mol

densidade ... 0,80 g/mL

a) 4 × 103 kJ.            

b) 4 × 105 kJ.

c) 4 × 106 kJ.

d) 4 × 109 kJ.

e) 4 × 1012 kJ.

06- (UNIMONTES-2008) As equações da reação de neutralização do ácido clorídrico (HCℓ), do ácido sulfúrico (H₂SO₄) e do ácido cianídrico (HCN), Ka = 6,2 x 10-10, são dadas abaixo, juntamente com as entalpias de neutralização:

HCℓ_(aq) + NaOH_(aq) ¦ NaCℓ_(aq) + H₂O_(ℓ)              ∆H⁰ = -58 kJ

1/2 H₂SO_4(aq) + KOH_(aq) ¦ 1/2 K₂SO_4(aq) + H₂O_(ℓ)       ∆H⁰ = -58 kJ

HCN_(aq) + NaOH_(aq) ¦ NaCN_(aq) + H₂O_(ℓ)            ∆H⁰ = -12 kJ

Relacionando-se o caráter ácido das substâncias apresentadas com os valores de entalpia de neutralização, é CORRETO afirmar que

a) o sal produzido na neutralização de ácido forte contribui para o aumento do calor liberado.

b) a quantidade de calor liberada na neutralização depende da base forte empregada na reação.

c) a menor entalpia de neutralização do ácido cianídrico é devida à formação de água líquida.

d) a neutralização do ácido fraco libera menos calor devido à sua baixa tendência à ionização.

07- (PUC-RS-2006) A gasolina, combustível obtido a partir do craqueamento do petróleo, é constituída de hidrocarbonetos de cadeia longa e flexível, entre eles o octano. A qualidade da gasolina pode ser melhorada, pela conversão de parte do octano em isoctano, representada por:

A conversão do octano em isoctano e as entalpias de combustão dos dois hidrocarbonetos estão representadas no diagrama abaixo:

Pela análise do diagrama, conclui-se que a entalpia de formação do isoctano é de _____________ kJ/mol, e que a  conversão do octano em isoctano ocorre com __________ de energia.

a) +225,2 absorção.            

b) -225,2 absorção.            

c) -225,2 liberação.

d) -17,0 liberação.

e) +17,0 absorção.

08- (UFPE-2008) O óleo de girassol, cujo principal componente é o ácido cis-9-octadecenóico (C₁₈H₃₄O₂), pode ser utilizado como matéria prima para a produção de biodiesel, pela esterificação com metanol para fornecer o cis-9-octadecenoato de metila (C₁₉H₃₆O₂).

Considere as seguintes massas molares (em g mol–1)

CH₃OH = 32; C₁₉H₃₆O₂ = 296; C₁₈H₃₄O₂ = 282, e as seguintes equações termoquímicas:

CH₃OH_(ℓ) + 3/2 O_2(g) ¦ CO_2(g) + 2 H₂O_(ℓ)              ∆H⁰ = - 726 kJ mol^-1

C₁₈H₃₄O_2(ℓ) + 51/2 O_2(g) ¦ 18 CO_2(g) + 17 H₂O_(ℓ)   ∆H⁰ = - 11.100 kJ mol^-1

C₁₉H₃₆O_2(ℓ) + 27 O_2(g) ¦ 19 CO_2(g) + 18 H₂O_(ℓ)      ∆H⁰ = - 11.800 kJ mol^-1

Sobre a termoquímica destas reações, pode-se afirmar que:

a)   a reação de esterificação do ácido cis-9-octadecenóico com metanol não agrega valor energético ao biocombustível, pois a combustão de 1 mol do éster libera menos calor que a de 1 mol do ácido.

b)   o uso de metanol na reação de esterificação não agrega valor energético ao biocombustível, pois a combustão de 1 mol de metanol libera mais calor que a de 1 mol do ácido.

c)    a reação de esterificação do ácido cis-9-octadecenóico com metanol é exotérmica e libera 26 kJ mol–1.

d)  os biocombustíveis de óleos vegetais são menos eficientes que o metanol, pois a combustão de 1 g de metanol libera mais calor que a combustão de 1 g do cis-9-octadecenoato de metila.

e)   a combustão de 28,2g do ácido cis-9-octadecenóico libera 2.200 kJ de calor.

09- (USP-FUVEST-2006) As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q₁J, Q₂J e Q₃J, sendo Q₃ > Q₂ > Q₁.

I.     2 NH₃ + 5/2 O₂ ¦ 2 NO + 3 H₂O............. ∆H₁ = -Q₁J

II.  2 NH₃ + 7/2 O₂ ¦ 2 NO₂ + 3 H₂O............ ∆H₂ = -Q₂J

III.       2 NH₃ + 4 O₂ ¦ N₂O₅ + 3 H2O................ ∆H₃ = -Q₃J

Assim sendo, a reação representada por

N₂O₅ → 2 NO₂ + 1/2 O₂.............................∆H₄ será

a)   exotérmica, com ∆H₄ = (Q₃ – Q₁)J.

b)   endotérmica, com ∆H₄ = (Q₂ – Q₁)J.

c)    exotérmica, com ∆H₄ = (Q₂ – Q₃)J.

d)   endotérmica, com ∆H₄ = (Q₃ – Q₂)J.

e)   exotérmica, com ∆H₄  = (Q₁ – Q₂)J.

10- (UNISC-2008) Abaixo se encontra um conjunto de equações termoquímicas relacionadas com a obtenção do gás acetileno C2H2 utilizado em maçaricos de soldas.

Eq.1       CaO_(s) + H₂O_(ℓ) ¦ mX_(s)                             ∆H⁰ = - 65 kJ

Eq.2       CaO_(s) + nY_(s) ¦ CaC_2(s) + CO_(g)                 ∆H⁰ = + 462 kJ

Eq.3       CaC_2(s) + 2 H₂O_(ℓ) ¦ X_(s) + C₂H_2(g)              ∆H⁰ = - 126 kJ

Eq.4       2 C_(s) + O_2(g) ¦ pZ_(g)                                ∆H⁰ = - 221 kJ

Eq.5       2 H₂O_(ℓ) ¦ 2 H_2(g) + O_2(g)                           ∆H⁰ = - 572 kJ

Com base nas informações acima, é correto afirmar que

a)   o valor de ΔH⁰f para o acetileno é 50 kJ.

b)   X é um ácido de Lewis.

c)    Y e Z são substâncias puras compostas.

d)   m + n + p = 5.

e)   Eq.2 e Eq.4 descrevem reações de oxi-redução.

11- (USS-2006) Dadas as energias de ligação:

C — H = 99 kcal/mol ; C — C = 83 kcal/mol ;

C — O = 79 kcal/mol ; O — H = 110 kcal/mol ;

O ═ O = 118 kcal/mol ; C ═ O = 178 kcal/mol.

O calor de combustão do etanol é igual a:

a) 251 kcal/mol.                  

b) –502 kcal/mol.                        

c) –2493 kcal/mol.

d) 2493 kcal/mol.

e) –251 kcal/mol.

12. (Puccamp - SP). Considere as seguintes equações termoquímicas:

I. 3 O_2(g) → 2 O_3(g) ∆H1 = +284,6 kJ

II. 1 C_(grafita) + 1 O_2(g)→ 1 CO_2(g) ∆H2 = -393,3 kJ

III. 1 C₂H_4(g) + 3 O_2(g) → 2 CO_2(g) + 2H₂O_(l) ∆H3 = -1410,8 kJ

IV. 1 C₃H_6(g) + 1 H_2(g) → 1 C₃HO_8(g) ∆H4 = -123,8 kJ

V. 1 I_(g) → 1/2 I_2(g) ∆H5 = -104,6 kJ

Qual é a variação de entalpia que pode ser designada calor de formação ou calor de combustão?

a) ∆H1.

b) ∆H2.

c) ∆H3.

d) ∆H4.

e) ∆H5.

13. (ERSHC-2018). Calcular o DH da reação de combustão de etano (C₂H_6(G)), sabendo que:

a) O DHº_F do etano é - 20,2 kcal/mol

b)  DHº_F do CO₂ é - 94,1 kcal/mol

c)  DHº_F do H₂O é - 63,8 kcal/mol

Resposta: DH = - 359,4 kcal/mol

14. (ERSHC-2018). Dadas as equações termoquímicas:

a) C_(S)  +  O_2(G)    ®   CO_2(G)    DH = - 94,1 kcal

b) H_2(G)  +  ½O_2(G)      ®   H₂O_(L)        DH = - 68,3 kcal

c) 2C_(S)  +  H_2(G)    ®   C₂ H_2(G)           DH = + 54,2 kcal

Calcular a quantidade de calor liberado na combustão completa de 104 g de acetileno (C₂ H₂)  

Resposta: DH = -1242,8 kcal/mol

15. (FUVEST-2006). As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q₁J, Q₂J e Q₃J, sendo Q₃ > Q₂ > Q₁.

I. 2NH₃ + 2 5 O₂® 2NO + 3H₂O ……… D H₁ = –Q₁J

II. 2NH₃ + 2 7 O₂ ® 2 NO₂ + 3H₂O ……… D H₂ = –Q₂J

IV. 2NH₃ + 4O₂ ® N₂O₅ + 3H₂O ……… D H₃ = –Q₃J

Assim sendo, a reação representada por

N₂O₅  ® 2NO₂ + 1/2 O₂ ………… D H₄ será

a) exotérmica, com D H₄ = (Q₃ – Q₁)J.

b) endotérmica, com D H₄ = (Q₂ – Q₁)J.

c) exotérmica, com D H₄ = (Q₂ – Q₃)J.

d) endotérmica, com D H₄ = (Q₃ – Q₂)J.

e) exotérmica, com D H₄ = (Q₁ – Q₂)J.

16. (FUVEST-2010). O besouro bombardeiro espanta seus predadores, expelindo uma solução quente. Quando ameaçado, em seu organismo ocorre a mistura de soluções aquosas de hidroquinona, peróxido de hidrogênio e enzimas, que promovem uma reação exotérmica, representada por:

C₆H₄(OH)_2(aq) + _H2O2(aq) ¾ENZIMAS ¾ ¾® C₆H₄O₂(a_q) + H₂O_(l) hidroquinona

O calor envolvido nessa transformação pode ser calculado, considerando-se os processos:

C₆H₄(OH)_2(aq) → C₆H₄O_2(aq) + H_2(g) ∆H°= + 177 kJ.mol^-1

H₂O_(l) + ½ O_2(g) → H_2(aq) ∆H°= + 95 kJ.mol^-1

H₂O_(l) → ½ O_2(g) + H_2(g) ∆H°= + 286 kJ.mol^-1

Assim sendo, o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro é 

a) -558 kJ.mol^-1

b) -204 kJ.mol^-1

c) +177 kJ.mol^-1

d) +558 kJ.mol^-1

e) +585 kJ.mol^-1

17. (Unirio-1999). Os romanos utilizavam CaO como argamassa nas construções rochosas. O CaO era misturado com água, produzindo Ca(OH)‚, que reagia lentamente com o CO‚ atmosférico, dando calcário:

Ca(OH)_2(s) + CO_2(g) à CaCO_3(s) + H₂O_(g)

Substância DH (KJ/Mol)

Ca(OH)_2(s) -986,1

CO_2(s) -1206,9

CaCO_3(g) -393,5

H₂O_(g) -241,8

A partir dos dados da tabela acima, a variação de entalpia da reação, em KJ/mol, será igual a:

a) +138,2

b) +69,1

c) -69,1

d) -220,8

e) -2828,3

18. (Unicamp-1999). A hidrazina (H₂N-NH₂) tem sido utilizada como combustível em alguns motores de foguete. A reação de combustão que ocorre pode ser representada, simplificadamente, pela seguinte equação: H₂N-NH_2 (g) + O_2 (g) = N_2(g) + 2 H₂O_(g) A Entalpia dessa reação pode ser estimada a partir dos dados de entalpia das ligações químicas envolvidas. Para isso, considera-se uma absorção de energia quando a ligação é rompida, e uma liberação de energia quando a ligação é formada. A tabela (ver imagem) apresenta dados de entalpia por mol de ligações rompidas.

a) Calcule a variação de entalpia para a reação de combustão de um mol de hidrazina. 

b) Calcule a entalpia de formação da hidrazina sabendo-se que a entalpia de formação da água no estado gasoso é de - 242 kJ mol^-1.

PELO PROFESSOR EUDO ROBSON