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Termoquı́mica
Exercı́cios Objetivos
1. (2000)Com base nos dados da tabela,
Considere as seguintes reações
(I)2H2 + 2CO → CH4 + CO2
(II)CH4 + CO2 → 2H2 + 2CO
e as energias médias de ligação:
H − H 4, 4x102 kJ/mol
pode-se estimar que o ∆H da reação representada por
C ≡ O(CO) 10, 8x102 kJ/mol
C = O(CO2 ) 8, 0x102 kJ/mol
H2 (g) + Cl2 (g) → 2HCl(g),
C − H 4, 2x102 kJ/mol
dado em kJ por mol de HCl(g), é igual a:
(a) - 92,5
(b) - 185
(c) - 247
A associação correta que ilustra tal processo é
(d) + 185
(e) + 92,5
2. (2002) Considere as reações de oxidação dos
elementos Al, M g e Si representadas pelas
equações abaixo e o calor liberado por mol de
O2 consumido.
4/3Al + O2 → 2/3Al2 O3 ∆H = −1120kJ/moldeO2
2M g + O2 → 2M gO∆H = −1200kJ/moldeO2 4. (2005) Os hidrocarbonetos isômeros antraceno
e fenantreno diferem em suas entalpias (enerSi + O2 → SiO2 ∆H = −910kJ/moldeO2
gias). Esta diferença de entalpia pode ser calculada, medindo-se o calor de combustão toEm reações iniciadas por aquecimento, dental desses compostos em idênticas condições de
tre esses elementos, aquele que reduz dois dos
pressão e temperatura. Para o antraceno, há
óxidos apresentados e aquele que reduz apenas
liberação de 7060 kJ/mol e para o fenantreno,
um deles, em reações exotérmicas, são, respechá liberação de 7040 kJ/mol.
tivamente,
Sendo assim, para 10 mols de cada composto, a
(a) Mg e Si
(d) Si e Mg
diferença de entalpia é igual a
(b) Mg e Al
(a) 20 kJ, sendo o antraceno o mais energético.
(c) Al e Si
(e) Si e Al
(b) 20 kJ, sendo o fenantreno o mais
energético.
3. (2002) Buscando processos que permitam o desenvolvimento sustentável, cientistas imagina(c) 200 kJ, sendo o antraceno o mais
ram um procedimento no qual a energia solar
energético.
seria utilizada para formar substâncias que, ao
(d) 200 kJ, sendo o fenantreno o mais
reagirem, liberariam energia:
energético.
(e) 2000 kJ, sendo o antraceno o mais
energético.
5. (2006) As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q1 J, Q2 J e
Q3 J, sendo Q3 > Q2 > Q1 .
(I)2N H3 + 5/2O2 → 2N O + 3H2 O ∆H1 = −Q1 J
(II)2N H3 + 7/2O2 → 2N O2 + 3H2 O ∆H2 = −Q2 J
(III)2N H3 + 4O2 → N2 O5 + 3H2 O ∆H3 = −Q3 J
Professora: Kelly Galhardo
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Assim sendo, a reação representada por
(IV )N2 O5 → 2N O2 + 1/2O2 ∆H4
será
(a) exotérmica, com ∆H4 = (Q3 − Q1 )J
(b) endotérmica, com ∆H4 = (Q2 − Q1 )J
(c) exotérmica, com ∆H4 = (Q2 − Q3 )J
Com os dados fornecidos, pode-se afirmar que
a dissolução de 1 mol desse sal
(d) endotérmica, com ∆H4 = (Q3 − Q2 )J
(e) exotérmica, com ∆H4 = (Q1 − Q2 )J
(a) é acentuadamente exotérmica, envolvendo
cerca de 103 kJ.
6. (2006) Com a chegada dos carros com motor
Flex, que funcionam tanto com álcool quanto
com gasolina, é importante comparar o preço do
litro de cada um desses combustı́veis. Supondose que a gasolina seja octano puro e o álcool,
etanol anidro, as transformações que produzem
energia podem ser representadas por
(b) é acentuadamente endotérmica,
vendo cerca de 103 kJ.
envol-
(c) ocorre sem troca de calor.
(d) é pouco exotérmica, envolvendo menos de
10 kJ.
C8 H18 (l) + 25/2O2 (g) → 8CO2 (g) + 9H2 O(g)
(e) é pouco endotérmica, envolvendo menos de
10 kJ.
+5100kJ
C2 H5 OH(l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2 O(g)
+1200kJ
Considere que, para o mesmo percurso, idêntica
quantidade de energia seja gerada no motor
Flex, quer se use gasolina, quer se use álcool.
Nesse contexto, será indiferente, em termos
econômicos, usar álcool ou gasolina se o quociente entre o preço do litro de álcool e do litro
de gasolina for igual a
(a) 1/2
(b) 2/3
(c) 3/4
8. (2008) Pode-se calcular a entalpia molar de vaporização do etanol a partir das entalpias das
reações de combustão representadas por
C2 H5 OH(l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2 O(l)∆H1
C2 H5 OH(g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2 O(g)∆H2
Para isso, basta que se conheça, também, a entalpia molar de
(d) 4/5
(a) vaporização da água.
(b) sublimação do dióxido de carbono.
(e) 5/6
(c) formação da água lı́quida.
Dados:
Octano: Massa molar = 114 g/mol, Densidade
= 0,70 g/mL
Etanol: Massa molar = 46 g/mol, Densidade =
0,80 g/mL
7. (2007) A dissolução de um sal em água pode
ocorrer com liberação de calor, absorção de calor ou sem efeito térmico.
Conhecidos os calores envolvidos nas transformações, mostradas no diagrama que segue, é
possı́vel calcular o calor da dissolução de cloreto
de sódio sólido em água, produzindo N a+ (aq)
e Cl− (aq) .
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(d) formação do etanol lı́quido.
(e) formação do dióxido de carbono gasoso.
9. (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:
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C6 H4 (OH)2 (aq) + H2 O2 (aq) →enzimas
C6 H4 O2 (aq) + 2H2 O(l)
O calor envolvido nessa transformação pode ser
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calculado, considerando-se os processos:
Essa última transformação
C6 H4 (OH)2 (aq) → C6 H4 O2 (aq) + H2 (g)
(a) libera quantidade de energia maior do que
114 kJ.
∆H o = +177kJ/mol
H2 O(l) + 1/2O2 (g) → H2 O2 (aq)
(b) libera quantidade de energia menor do que
114 kJ.
∆H o = +95kJ/mol
H2 O(l) → 1/2O2 (g) + H2 (g)
(c) absorve quantidade de energia maior do
que 114 kJ.
∆H o = +286kJ/mol
Assim sendo, o calor envolvido na reação que
ocorre no organismo do besouro é
(a) -558 kJ/mol
(b) -204 kJ/mol
(c) +177 kJ/mol
(d) absorve quantidade de energia menor do
que 114 kJ.
(d) +558 kJ/mol
(e) ocorre sem que haja liberação ou absorção
de energia.
(e) +585 kJ/mol
10. (2012) Em cadeias carbônicas, dois átomos de
carbono podem formar ligação simples (C − C),
dupla (C = C) ou tripla (C ≡ C). Considere que, para uma ligação simples, a distância
média de ligação entre os dois átomos de carbono é de 0,154 nm, e a energia média de ligação
é de 348 kJ/mol.
Assim sendo, a distância média de ligação (d)
e a energia média de ligação (E), associadas à
ligação dupla (C = C), devem ser, respectivamente,
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
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12. (2013)A partir de considerações teóricas, foi
feita uma estimativa do poder calorı́fico (isto é,
da quantidade de calor liberada na combustão
completa de 1 kg de combustı́vel) de grande
número de hidrocarbonetos.Dessa maneira, foi
obtido o seguinte gráfico de valores teóricos:
d < 0,154 nm e E > 348 kJ/mol.
d < 0,154 nm e E < 348 kJ/mol.
d = 0,154 nm e E = 348 kJ/mol.
d > 0,154 nm e E < 348 kJ/mol.
d > 0,154 nm e E > 348 kJ/mol.
11. (2012) O monóxido de nitrogênio (N O) pode
ser produzido diretamente a partir de dois gases que são os principais constituintes do ar atmosférico, por meio da reação representada por
N2 (g) + O2 (g) → 2N O(g) ∆H = +180kJ
O NO pode ser oxidado, formando o dióxido
de nitrogênio (N O2 ), um poluente atmosférico
produzido nos motores a explosão:
2N O(g) + O2 (g) → 2N O2 (g) ∆H = −114kJ
Tal poluente pode ser decomposto nos gases N2
e O2 :
2N O2 (g) → N2 (g) + 2O2 (g)
Com base no gráfico, um hidrocarboneto que
libera 10.700 kcal/kg em sua combustão completa pode ser representado pela fórmula
(a) CH4
(b) C2 H4
(c) C4 H10
(d) C5 H8
(e) C6 H6
Dados: Massas molares (g/mol): C = 12,0 e
H = 1,00
Gabarito
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(5) D
(7) E
(9) B
(11) B
(2) B
(4) C
(6) B
(8) A
(10) A
(12) B
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Solução de exercı́cios selecionados
1.
7.
2.
8.
3.
9.
4.
10.
5. Somando as equações equações II e III:
(II)2N H3 + 7/2O2 → 2N O2 + 3H2 O∆H2 = −Q2 J11.
(III)N2 O5 + 3H2 O → 2N H3 + 4O2 ∆H3 = +Q3 J
12. Para encontrar qual o hidrocarboneto que libera 10.700 kcal/kg na combustão devemos enEncontramos:
contrar no gráfico qual a relação de massa de
N2 O5 → 2N O2 + 1/2O2 ∆H4 = (Q3 − Q2 )J
carbono e massa de hidrogênio, assim:
Portanto, a alternativa correta é D.
6. Dadas equações:
C8 H18 (l) + 25/2O2 (g) → 8CO2 (g) + 9H2 O(g)
+5100kJ
C2 H5 OH(l) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2 O(g)
+1200kJ
1 mol de gasolina cuja massa molecular é
114g/mol equivale a um volume de:
0,70 g ............ 1 mL
114 g ............. V1
V1 = 162,9 mL
Assim, 1 mol de gasolina libera 5100kJ
Vamos agora encontrar quanto em volume de
alcool equivale a energia da gasolina.
46 g .............. 1200 kJ
m ................. 5100 kJ
m = 1173/6 g
0,80 g ............. 1 mL
1173/6 g ........... V2
V2 = 244,4 mL
Assim, o quociente entre o preço do litro de
álcool e do litro de gasolina é:
V1 / V2 = 162,9/244,4 ' 0,666 = 2/3
Portanto, a resposta correta é B.
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Assim,
(a) CH4 =⇒ 12/(4.1) = 3
(b) C2 H4 =⇒ (2.12)/(4.1) = 6
(c) C4 H10 =⇒ (4.12)/(10.1) = 4,8
(d) C5 H8 =⇒ (5.12)/(8.1)= 7,5
(e) C6 H6 =⇒ (6.12)/(6.1)= 12
Portanto, a resposta correta é B.
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