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do cotidiano
Parte II
Unidade F
Capítulo 21 L
ei de Hess e entalpias-padrão
de combustão e de formação
2
Respostas
Respostas dos exercícios essenciais
1 H
C
�H2 � �35 kJ
�Htotal � �60 kJ
B
�H1 � �25 kJ
A
2 H
X
�H3 � �20 kJ
Y
�H4 � �40 kJ
�Htotal � �60 kJ
Z
3 H
T
�H6 � �30 kJ
U
�Htotal � �30 kJ
�H5 � �60 kJ
S
5 a) Vamos somar ambas as equações, invertendo a segunda:
S (rômbico) 1
O2 (g)
#
SO2 (g)
# S (monoclínico) 1 O2 (g)
S (rômbico)
SO2 (g)
DH1 5 2296,8 kJ
# S (monoclínico)
DH2 5 1297,1 kJ
DH 5 DH1 1 DH2
DH 5 10,3 kJ
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b) H
�0,3 kJ
�297,1 kJ
S (monoclínico) � O2 (g)
S (rômbico)
�296,8 kJ
SO2 (g)
� O2 (g)
tito
canto
1
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7 Somando a primeira equação com a segunda, invertida, temos:
N2 (g) 1
N2 (g) 1
2 O2 (g)
#
2 NO2 (g)
DH1 5 166 kJ
2 NO2 (g)
#
2 NO (g) 1 O2 (g)
DH2 5 1113 kJ
O2 (g)
#
2 NO (g)
DH 5 DH1 1 DH2
DH 5 2179 kJ
8 Somando a primeira equação com a segunda, multiplicada por 4,
temos:
1 6 C,2 (g)
#
4 PC,3 (,) DH1 5 21.279 kJ
4 PC,3 (,) 1 4 C,2 (g)
#
4 PC,5 (s) DH2 5 4 ? (2124) kJ
P4 (s)
#
4 PC,5 (s) DH 5 DH1 1 DH2
P4 (s)
1 10 C,2 (g)
DH 5 21.775 kJ
9 Alternativa C.
Usando a Lei de Hess, podemos obter como soma a equação-problema, somando-se essas três equações, tomando o cuidado
de multiplicar a primeira equação por 2, a segunda equação por 3 e
inverter a terceira:
2 C (graf ) 1 2 O2 (g)
# 2 CO2 (g)
DH 5 2788 kJ/mol
3
__
​ 
 ​
 
O
(g)
3
H
O
(,)
3 H2 (g)
1
#
DH 5 −858 kJ/mol
2
2 2
2 CO2 (g) 1 3 H2O (,) # C2H6O (,) 1 3 O2 (g)
DH 5 11.368 kJ/mol
1
2 C (graf ) 1 3 H2 (g)
1 ​ __ ​  O2 (g)
# C2H6O (,)
DH 5 2278 kJ/mol
2
10 Somando a primeira equação, invertida, com a segunda, temos:
N2H4 (,)
#
N2 (g)
N2 (g) 1 3 H2 (g)
#
2 NH3 (g)
DH2 5 292 kJ
#
2 NH3 (g)
DH 5 DH1 1 DH2
N2H4 (,) 1
H2 (g)
1 2 H2 (g) DH1 5 251 kJ
DH 5 2143 kJ
11 Somando a primeira equação, dividida por 2, a segunda, multiplicada
por 2, e a terceira, invertida, temos:
2 HC, (g) 1 __
​ 1 ​  O2 (g)
2
H2 (g) 1
F2 (g)
#
H2O (,)
#
F2 (g)
#
2 HC, (g) 1
C,2 (g) DH1 5 ______
​ 2148
 ​ 
 kJ
2
2 HF (g)
DH2 5 2 ? (2273) kJ
1
__
H2 (g) 1 ​   ​  O2 (g) DH3 5 1286 kJ
2
2 HF (g) 1 C,2 (g) DH 5 DH1 1 DH2 1 DH3
H2O (,) 1
#
DH 5 2334 kJ
12 Somando as três equações, tal qual apresentadas, temos:
H2 (g) 1
C6H6O2 (aq) 1
C6H6O2 (aq)
#
C6H4O2 (aq) 1
H2 (g) DH1 5 1177 kJ
H2O2 (aq)
1 ​  O (g)
​ __
2 2
#
H2O (,) 1
#
H2O (,)
1 ​  O (g) DH 5 295 kJ
​ __
2
2 2
DH3 5 2286 kJ
H2O2 (aq)
#
C6H4O2 (aq) 1 2 H2O (,) DH 5 DH1 1 DH2 1 DH3
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DH 5 2204 kJ
13 a) SiO2 (s) 1 2 Mg (s) # Si (s) 1 2 MgO (s)
b)2292,7 kJ.
Usando a Lei de Hess, podemos obter como soma a equação-problema, somando-se essas duas equações, tomando o cuidado de inverter a primeira equação e multiplicar a segunda equação por 2:
1 SiO2 (s)
#
2 Mg (s) 1
1 O2 (g)
#
1 SiO2 (s) 1
2 Mg (s)
#
1 Si (s) 1
2 MgO (s)
1 O2 (g) DH 5 1910,9 kJ/mol
DH 5 21203,6 kJ/mol
1 Si (s) 1 2 MgO (s) DH 5 2292,7 kJ
tito
canto
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tito
canto
14 194 kcal/mol.
Usando a Lei de Hess, podemos obter como soma a equação-problema, somando-se essas três equações, tomando o cuidado de
inverter as equações I e II, dividir as equações I e II por 2 e multiplicar
3 ​ :
a equação III por ​ __
2
3 ​  H O (,) #
1 ​  C H (g) 1 ​ __
7 ​  O (g) DH° 5 1186,4 kcal
I. CO2 (g) 1 ​ __
​ __
4 2
2 2
2 2 6
3  ​H (g) DH° 5 110,1 kcal
__
II.
​ 1 ​  C2H6 (g) # C (grafite sólido) 1 ​ __
2
2 2
3  ​H O (,)
7 ​  O (g) #
​ __
​ __
III. __
​ 3 ​  H2 (g) 1
DH° 5 2102,4 kcal
4 2
2
2 2
CO2 (g)
# C (grafite sólido) 1 O2 (g)
DH° 5 194,1 kcal/mol
15 Alternativa A.
Usando a Lei de Hess, podemos obter como soma a equação-problema, somando-se essas três equações, tomando o cuidado de inverter
a terceira equação e multiplicar a segunda por 2.
C (s) 1
O2 (g)
#
CO2 (g)
DH 5 2393,5 kJ/mol
2 H2 (g) 1
O2 (g)
#
2 H2O (,)
DH 5 2571,6 kJ/mol
CO2 (g) 1 2 H2O (,)
#
CH4 (g) 1 2 O2 (g) DH 5 1890,3 kJ/mol
#
CH4 (g)
C (s) 1
2 H2 (g)
DH 5 274,8 kJ/mol
16 Alternativa C.
A equacão da alternativa C é aquela que corresponde à combustão
do metano, reação na qual essa substância reage com gás oxigênio
e produz gás carbônico e água.
17 H
CH4 (g) � 2 O2 (g)
�Hoc < 0
(exotérmica)
CO2 (g) � 2 H2O (�)
19 a) A equação de combustão de etanol é:
C2H5OH (,) 1 3 O2 (g) # 2 CO2 (g) 1 3 H2O (,)
Aplicando a Lei de Hess, vamos empregar as equações fornecidas
para chegar à equação de combustão de etanol.
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Para isso, vamos somar a primeira equação, multiplicada por 2, com
a segunda, multiplicada por 3, e a terceira, invertida.
2 C (s) 1
2 O2 (g)
# 2 CO2 (g)
DH°1 5 2 ? (2394) kJ
3 H2 (g) 1
3 ​  O (g)
​ __
2 2
# 3 H2O (,)
DH°2 5 3 ? (2286) kJ
C2H5OH (,)
C2H5OH (,) 1
3 O2 (g)
1 ​  O (g) DH° 5 1278 kJ
3 H2 (g) 1 ​ __
3
2 2
# 2 CO2 (g) 1 3 H2O (,)
DH° 5 DH°1 1 DH°2 1 DH°3
#
2 C (s) 1
DH° 5 21.368 kJ/mol
b)A reação de combustão do etanol é exotérmica porque apresenta
variação de entalpia negativa.
3
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20 É possível determinar o valor do DH° de vaporização aplicando a Lei
de Hess. Para isso, deve-se somar a equação de combustão do octano
líquido com o inverso da equação de combustão do octano gasoso.
25 ​ O (g) #
C8H18 (,) 1 ​ ___
2 2
8 CO2 (g) 1 9 H2O (,) DH°1 5 25.470,5 kJ
8 CO2 (g) 1 9 H2O (,) #
25 ​ O (g) DH° 5 15.512,0 kJ
C8H18 (g) 1 ​ ___
2
2 2
C8H18 (g)
DH° 5 DH°1 1 DH°2
C8H18 (,) #
DH° 5 141,5 kJ
21 Alternativa D.
Uma consequência da definição de entalpia-padrão de formação é
que o DH°f é nulo para as substâncias simples, desde que estejam
no estado-padrão, no estado físico e na variedade alotrópica mais
estáveis.
Nas condições citadas, 25 °C e 1 atm, o bromo se encontra no estado
líquido e sendo assim o correto seria DH°f (Br2 (,)) 5 0
23 Aplicando a Lei de Hess, vamos empregar as equacões fornecidas
para chegar à equação da reação termite. Isso pode ser feito somando
a primeira com a segunda, invertida.
3 ​  O (g)
​ __
2 2
#
Fe2O3 (s)
#
2 A, (s) 1 Fe2O3 (s)
#
2 A, (s) 1
A,2O3 (s)
DH°1 5 21.676 kJ
3 ​  O (g) DH° 5 1824 kJ
​ __
2
2 2
2 Fe (s) 1 A,2O3 (s) DH° 5 DH°1 1 DH°2
2 Fe (s) 1
DH° 5 2852 kJ
24 a) Verdadeira, pois o gráfico permite deduzir que a reação:
1 ​  O (g) # CO (g)
C (graf.) 1 ​ __
2 2
apresenta DH° 5 2110,5 kJ.
H (kJ)
C (graf.) � O2 (g)
�Hº � �110,5 kJ
�110,5
CO (g) � 1 O2 (g)
2
�393,5
CO2 (g)
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b)Falsa. Pelo gráfico, a reação:
C (graf.) 1 O2 (g) # CO2 (g)
tem DH° 5 2393,5 kJ.
H (kJ)
C (graf.) � O2 (g)
CO (g) �
�110,5
�Hº � �393,5 kJ
�393,5
CO2 (g)
1
O (g)
2 2
2
tito
canto
4
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2
c) Falsa, porque a transformação:
CO (g) 1 __
​ 1 ​  O2 (g) # CO2 (g)
2
apresenta DH° 5 2283,0 kJ.
H (kJ)
C (graf.) � O2 (g)
CO (g) � 1 O2 (g)
2
�110,5
�Hº � �283,0 kJ
CO2 (g)
�393,5
d)Falsa, pois a transformação em questão é o inverso da reação do
item b. Portanto, seu DH° vale 1393,5 kJ.
H (kJ)
C (graf.) � O2 (g)
CO (g) � 1 O2 (g)
2
�110,5
�Hº � �393,5 kJ
CO2 (g)
�393,5
25 Vamos somar a primeira equação, multiplicada por 2 e invertida,
com a segunda, multiplicada por 2.
2 SO2 (g)
#
2 S (rômb.) 1
2 O2 (g) DH°1 5 2 ? (1297) kJ
2 S (rômb.) 1
3 O2 (g)
#
2 SO3 (g)
DH°2 5 2 ? (2396) kJ
2 SO2 (g) 1
O2 (g)
#
2 SO3 (g)
DH° 5 DH°1 1 DH°2
DH° 5 2198 kJ
27 Para chegar à equação desejada, vamos somar a primeira, multiplicada por 2, a segunda, multiplicada por 3, e a terceira, invertida. Assim,
temos:
2 C (graf.) 1 2 O2 (g) # 2 CO2 (g)
DH°1 5 2 ? (2394) kJ
3 ​  O (g)
​ __
2 2
#
2 CO2 (g) 1 3 H2O (,)
#
C2H6 (g) 1
#
C2H6 (g)
3 H2 (g) 1
2 C (graf.) 1
3 H2 (g)
3 H2O (,)
DH°2 5 3 ? (2286) kJ
7 ​  O (g) DH° 5 11.561 kJ
​ __
3
2 2
DH° 5 DH°1 1 DH°2 1 DH°3
DH° 5 285 kJ
A entalpia-padrão de formação do etano é:
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DH°f 5 285 kJ/mol
28 Empregando a Lei de Hess, vamos somar a primeira equação, invertida, a segunda, tal como apresentada, e a terceira, multiplicada por 2.
Desse modo, chegamos à equação desejada:
3 ​  O (g) DH° 5 1726 kJ
CO2 (g) 1 2 H2O (,) # CH4O (,) 1 ​ __
1
2 2
C (graf.) 1
O2 (g) #
CO2 (g)
DH°2 5 2394 kJ
2 H2 (g) 1
O2 (g)
1
C (graf.) 1 2 H2 (g) 1 ​ __ ​  O2 (g)
2
# 2 H2O (,)
DH°3 5 2 ? (2286) kJ
#
DH° 5 DH°1 1 DH°2 1 DH°3
CH4O (,)
Portanto, a entalpia-padrão de formação do metanol é:
DH°f 5 2240 kJ/mol
DH° 5 2240 kJ
tito
canto
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29 A equação em que MnO2 (s) é formado a partir de Mn (s) e O2 (g) pode
ser obtida por meio da soma da primeira equação com a segunda,
invertida.
3 O2 (g)
#
3 Mn (s) 1 2 A,2O3 (s)
4 A, (s) 1
#
3 Mn (s) 1
#
3 O2 (g)
2 A,2O3 (s)
DH°1 5 23.351 kJ
4 A, (s) 1 3 MnO2 (s) DH°2 5 11.792 kJ
3 MnO2 (s)
DH° 5 DH°1 1 DH°2
DH° 5 21.559 kJ
No entanto, o valor calculado refere-se à formação de três mols de
MnO2 (s). Dividindo-o por 3, obtemos a entalpia-padrão de formação
do MnO2 (s):
DH°f 5 2520 kJ/mol
30 A equação da reação de formação do sulfeto de carbono pode ser
obtida por meio da soma da primeira equação, da segunda, multiplicada por 2, e da terceira, invertida.
C (graf.) 1
O2 (g)
#
CO2 (g)
2 S (rômb.) 1
2 O2 (g)
#
2 SO2 (g)
CO2 (g) 1
2 SO2 (g)
#
CS2 (,) 1 3 O2 (g) DH°3 5 1 1.072 kJ
C (graf.) 1 2 S (rômb.)
#
CS2 (,)
DH°1 5 2394 kJ
DH°2 5 2 ? (2297) kJ
DH° 5 DH°1 1 DH°2 1 DH°3
DH° 5 184 kJ
Assim, a entalpia-padrão de formação do sulfeto de carbono é
DH°f 5 184 kJ/mol. Portanto, a reação de formação desse composto
é endotérmica.
31 Alternativa B.
Usando a Lei de Hess, podemos obter como soma a equação-problema, somando-se essas três equações, tomando o cuidado de inverter
a terceira equação, multiplicar a primeira por 4 e a segunda por 8.
4 H2 (g) 1
2 O2 (g)
# 4 H2O (,)
DH° 5 21.160 kJ
8 C (s) 1
8 O2 (g)
# 8 CO2 (g)
DH° 5 23.120 kJ
8 CO2 (g) 1 4 H2O (,)
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8 C (s) 1
4 H2 (g)
#
C8H8 (,) 1 10 O2 (g) DH° 5 14.400 kJ
#
C8H8 (,)
DH° 5 1120 kJ/mol
2
tito
canto
6