química
Moderna plus
química na abordagem
do cotidiano
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 E
nergia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Respostas
Respostas dos exercícios essenciais
1 Quanto maior a energia de uma ligação, maior a energia necessária
para romper essa ligação, o que indica que mais forte ela é.
2 a) A força cresce na ordem em que cresce a energia de ligação:
HI (299 kJ/mol) , HBr (366 kJ/mol) , HC, (431 kJ/mol) , HF (565 kJ/mol).
b)I2 (151 kJ/mol) , F2 (158 kJ/mol) , Br2 (193 kJ/mol) , C,2­ (242 kJ/mol).
3 Elaborando as fórmulas estruturais, podemos perceber que no etano
há ligação simples entre os carbonos, no eteno há ligação dupla e no
etino há ligação tripla.
H
H
H
C
C
H
H
H
H
H
C
H
C
H
etano
C
C
H
H
eteno
etino
Assim, de acordo com os dados tabelados, os carbonos estão mais
fortemente unidos no etino.
6 Na síntese da água pela equação dada:
2H H � O O # 2O H
H
considerando que 2 mol de H2 reagem com 1 mol de O2 formando
2 mol de H2O, ocorre:
• quebra de 2 mol de ligações simples H k H:
12 ? 436 kJ
• quebra de 1 mol de ligações duplas O l O:
1496 kJ
• formação de 4 mol de ligações simples O k H:
24 ? 463 kJ
que, no cômputo geral, conduz a: DH 5 2484 kJ
Na síntese de peróxido de hidrogênio pela equação dada:
H
2H
H
�
2O
O
#
2O
O
H
considerando que 2 mol de H2 reagem com 2 mol de O2 formando
2 mol de H2O, ocorre:
• quebra de 2 mol de ligações simples H k H:
12 ? 436 kJ
• quebra de 2 mol de ligações duplas O l O:
12 ? 496 kJ
• formação de 4 mol de ligações simples O k H: 24 ? 463 kJ
• formação de 2 mol de ligações simples O k O: 22 ? 157 kJ
que, no cômputo geral, conduz a: DH 5 2302 kJ
www.modernaplus.com.br
Assim, a síntese de água libera maior quantidade de calor.
Professor: Pode parecer estranho termos apresentado a segunda
equação com coeficientes que não são os menores inteiros.
Se apresentássemos a segunda equação com os menores coeficientes inteiros (todos unitários), deveríamos apresentar a primeira equação com coeficiente 1 para a água (pois a finalidade da
questão é comparar a quantidade de energia liberada na síntese
1  ​ para o O .
de H2O e H2O2), o que conduziria a um coeficiente ​ __
2
2
E um coeficiente fracionário seria um complicador desnecessário
nessa fase em que o aluno está se familiarizando com o conceito
de energia de ligação.
2
tito
canto
1
química
Moderna plus
química na abordagem
do cotidiano
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 E
nergia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
7 No processo:
H k H 1 C, k C, # 2 H k C,
ocorre:
• quebra de 1 mol de ligações simples H k H:
1436 kJ
• quebra de 1 mol de ligações simples C, k C,:
1242 kJ
• formação de 2 mol de ligações simples H k C,: 22 ? 431 kJ
que, no cômputo geral, conduz a: DH 5 2184 kJ
8 No processo:
H
H
C
H
H
�
C�
C�
#
H
C
H
�
H
C�
H
C�
ocorre:
• quebra de 4 mol de ligações simples C k H:
14 ? 412 kJ
• quebra de 1 mol de ligações simples C, k C,:
1242 kJ
• formação de 3 mol de ligações simples C k H: 23 ? 412 kJ
• formação de 1 mol de ligações simples C k C,:
2338 kJ
• formação de 1 mol de ligações simples H k C,:
2431 kJ
que, no cômputo geral, conduz a: DH 5 2115 kJ
9 a) N2 (g) 1 3 H2 (g) # 2 NH3 (g)
b)No processo:
N
N
�
3H
#
H
2H
N
H
H
ocorre:
• quebra de 1 mol de ligações triplas N m N:
1944 kJ
• quebre de 3 mol de ligações simples H k H: 13 ? 436 kJ
• formação de 6 mol de ligações simples N k H: 26 ? 388 kJ
que, no cômputo geral, conduz a: DH 5 276 kJ
c) A tabela informa que a entalpia-padrão de formação da amônia
é 245,9 kJ/mol. Na equação em questão, que é de formação de
amônia, o coeficiente do produto é 2. Assim, deduzimos que o DH
é o dobro da entalpia-padrão de formação da amônia. Assim:
DH 5 291,8 kJ
www.modernaplus.com.br
d)Os valores calculados não são iguais. A diferença deve-se ao fato
de o método usado no item b ser aproximado, pois alguns valores
de energia de ligação são a média obtida em várias moléculas.
(Além disso, são ignoradas as interações entre as moléculas, pois
o conceito de energia de ligação envolve apenas a quebra e a formação das ligações interatômicas, admitindo-se que a molécula
esteja livre da interação com outras moléculas. Na prática, mesmo
no estado gasoso, há alteração nas interações intermoleculares
quando comparamos reagentes a produtos, cujo efeito global
sobre o DH pode não ser desprezível.)
10 Alternativa A.
H
H
C
H
�
2O
O
#
O
C
O
�
2H
H
Nesse processo ocorre:
• quebra de 4 mol de ligações simples C k H:
• quebra de 2 mol de ligações duplas O l O:
• formação de 2 mol de ligações duplas C l O:
• formação de 4 mol de ligações simples O k H:
No global, temos: DH 5 2820 kJ
O
H
14 ? 413 kJ
12 ? 494 kJ
22 ? 804 kJ
24 ? 463 kJ
2
tito
canto
2
química
Moderna plus
química na abordagem
do cotidiano
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 E
nergia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
11 Alternativa B.
2 H k H 1 O l O # 2 H k O k H
Nesse processo ocorre:
• Quebra de 2 mol de ligações simples H k H:
12 ? 437 kJ
• Quebra de 1 mol de ligações duplas O l O:
11 ? 494 kJ
• Formação de 2 mol de ligações simples O k H:
22 ? 463 kJ
No global, temos DH 5 2242 kJ/mol
15 a) Grandezas:
b) Grandezas:
Massa
180 g
Energia
liberada
2.808 kJ
1,00 g
x
Energia
(em kcal)
1 kcal
Energia
(em kJ)
4,18 kJ
y
15,6 kJ
V
x 5 15,6 kJ
V
y 5 3,7 kJ
Expressando o resultado como número inteiro chega-se a 4 kcal, que
coincide com o mencionado no enunciado.
16 Alternativa C.
2 H2 (g) 1 1 O2 (g) # 2 H2O (g) DH 5 2484 kJ
Proporção: 2 mol
1 mol
2 mol
Grandezas: Massa
Energia
liberada
4g
2484 kJ
1g
x
x 5 2121 kJ
17 a) H2 (g) 1 __
​ 1 ​  O2 (g) # H2O (v)
2
b)A quantidade de matéria de gás hidrogênio necessária para encher
o balão segundo dado fornecido é 8,1 ? 106 mol.
• Cálculo da massa de ferro necessária:
Proporção:
Grandezas:
Fe (s) 1 2 H1 (aq) # Fe21 (aq) 1 H2 (g)
1 mol
1 mol
Massa
Quantidade
de matéria
56 g
1 mol
x
8,1 ? 106 mol
x 5 4,5 ? 105 kg
18 a) 7,3 ? 105 L
Equação da reação entre hidrogênio e oxigênio:
www.modernaplus.com.br
Proporção:
Grandeza:
2 H2 (g)
2 mol
Massa
1
1 O2 (g)
1 mol
Massa
4g
1g
# 2 H2O (g)
2 mol
32 g
8g
Proporção em massa: 1 9 8
• Cálculo da massa de hidrogênio (mH2):
mH2 5 d ? V 5 0,071 g ? cm23 ? 1,46 ? 106 L V mH2  1,04 ? 108 g
• Cálculo da massa de oxigênio (mO2):
mO2 5 8 ? mH2 5 8 ? 1,04 ? 108 g V mO2 5 8,32 ? 108 g
• Cálculo do volume de oxigênio (VO2):
VO2 5 ___
​ m ​ 5 8,32 ? 108 g/1,14 g ? cm23 V VO2 5 7,3 ? 105 L
d
2
tito
canto
3
química
Moderna plus
química na abordagem
do cotidiano
Parte II
Unidade F
Capítulo 22 E
nergia de ligação e aspectos
estequiométricos da Termoquímica
Assim, a capacidade mínima do tanque de oxigênio deverá ser de
7,3 ? 10 5 L.
b)No desastre do Hindemburg.
• Condição estabelecida na questão 3:
2 H2 (g)
Proporção:
2 H2O (g)
1 mol
6
#
1 O2 (g)
1
2 mol
6
8,1 ? 10 mol 4,05 ? 10 mol
2 mol
8,1 ? 106 mol
• Condição estabelecida na questão 5:
2 H2 (g)
Proporção:
4 g
1,04 ? 108 g
#
1 O2 (g)
1
2 mol
2 H2O (g)
1 mol
2 mol
32 g
36 g
8,32 ? 108 g
• Cálculo das quantidades de matéria de cada reagente:
Grandezas:
Massa (H2)
Quantidade
8
1,04 ? 10 g
1 mol
x
x 5 5,2 ? 107 mol de H2
de matéria (H2)
2 g
Grandezas: Massa (O2)
Quantidade
de matéria (O2)
32 g
1 mol
8,32 ? 108 g
y
7
y 5 2,6 ? 10 mol de O2
• Comparando as proporções:
2 H2 (g)
Proporção:
1
2 mol
1 O2 (g)
#
1 mol
5,2 ? 107 mol 2,6 ? 107 mol
2 H2O (g)
2 mol
5,2 ? 107 mol
Assim é possível concluir que, quanto maior a quantidade de
reagentes, maior será o calor liberado na reação. Nesse caso o voo
da nave espacial libera maior quantidade de energia.
www.modernaplus.com.br
19 Segundo a reação dada, 3 mol de H2 liberam em reação com o benzeno 205 kJ/mol de energia. Para 1 mol de H2 a energia liberada seria
de 88,3 kJ.
2
tito
canto
4