singular
Exercícios com resolução sobre Termoquímica – Lei de Hess
Prof. Cidinha – 3C13
1- Um passo do processo de produção de ferro metálico, Fe(s), é a redução do óxido ferroso (FeO) com
monóxido de carbono (CO).
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ∆H = x
Utilizando as equações termoquímicas abaixo e baseando-se na Lei de Hess, indique o valor mais
próximo de “x”:
Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g) ∆H = -25 kJ
3 FeO(s) + CO2(g) → Fe3O4(s) + CO(g) ∆H = -36 kJ
3 Fe3O4(s) + CO2(g) → 3 Fe2O3(s) + CO(g) ∆H = +47 kJ
2- Dadas as seguintes equações termoquímicas:
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(ℓ) ∆H = -571,5 kJ
N2O5(g) + H2O(ℓ) → 2 HNO3(ℓ) ∆H = -76,6 kJ
½ N2(g) + 3/2 O2(g) + ½ H2(g) → HNO3(ℓ) ∆H = -174,1 kJ
Baseado nessas equações, determine a alternativa correta a respeito da formação de 2 mols de N2O5(g) a
partir de 2 mols de N2(g) e 5 mols de O2(g): É uma reação exotérmica ou endotérmica? Qual o valor da
variação de entalpia
3- Em um conversor catalítico, usado em veículos automotores em seu cano de escape para redução da
poluição atmosférica, ocorrem várias reações químicas, sendo que uma das mais importantes é:
1 CO(g) + ½ O2(g) → 1 CO2(g)
Sabendo-se que as entalpias das reações citadas abaixo são:
C(grafita) + ½ O2(g) → CO(g) ∆H1 = -26,4 kcal
C(grafita) + O2(g) → CO2(g) ∆H2 = -94,1 kcal
Pode-se afirmar que a reação inicial é endotérmica ou exotérmica? Libera ou absorve quanto de
Kcal/mol?
4- O elemento químico tungstênio, W, é muito utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes
comuns. Quando ligado a elementos como carbono ou boro, forma substâncias quimicamente inertes e
muito duras. O carbeto de tungstênio, WC(s), muito utilizado em esmeris, lixas para metais etc., pode ser
obtido pela reação:
1 C(grafite) + 1 W(s) → 1 WC(s)
A partir das reações a seguir, calcule o ∆H de formação para o WC(s). Dados:
1 W(s) + 3/2 O2(g) → 1 WO3(s) ∆HCOMBUSTÃO = -840 kJ/mol
1 C(grafite) + 1 O2(g) → 1 CO2(g) ∆HCOMBUSTÃO = -394 kJ/mol
1 WC(s) + 5/2 O2(g) → 1WO3(s) + 1 CO2(g) ∆HCOMBUSTÃO =-1196 kJ/mol
5-O Benzeno pode ser obtido a partir de hexano por reforma catalítica. Considere as reações de
combustão:
H2(g) + ½ O2(g) -> H2O(l) ∆H = -286 KJ/mol
C6H6(l) + 15/2 O2(g) -> 6CO2(g) + 3H2O(l) ∆H = -3268 KJ/mol
C6H14(l) + 19/2 O2(g) -> 6CO2(g) + 7H2O(l) ∆H = -4163 KJ/mol
Pode-se então afirmar que na formação de 1 mol de benzeno, a partir do hexano, há liberação ou absorção
de energia? Calcule a variação de entalpia.
RESOLUÇÃO
Questão 1
O valor que queremos descobrir é o da variação da entalpia da reação:
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ∆H = x
Segundo a lei de Hess, a variação da entalpia de uma reação depende somente da entalpia do estado final
e inicial, independentemente se a reação ocorreu em uma única etapa ou em mais. Por isso, podemos
somar as três reações e descobrir o valor do “x”. Mas observe que é preciso multiplicar a primeira
equação por 2 e a segunda por 3:
3 Fe2O3(s) + 9 CO(g) → 6 Fe(s) + 9 CO2(g) ∆H = -75 kJ
6 FeO(s) + 2 CO2(g) → 2 Fe3O4(s) + 2 CO(g) ∆H = -72 kJ
3 Fe3O4(s) + CO2(g) → 3 Fe2O3(s) + CO(g) ∆H = +47 kJ
6 FeO(s) + 6 CO(g) → 6 Fe(s) + 6 CO2(g) ∆H = -100 kJ
Dividindo a equação inteira por 6, inclusive o valor de ∆H, temos o seguinte valor aproximado:
FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ∆H = -17 kJ
Questão 2
Queremos descobrir o calor que foi liberado ou absorvido (variação de entalpia) na seguinte equação:
2 N2(g) + 5 O2(g) → 2 N2O5(g) ∆H = ?
Para resolver essa questão aplicando a Lei de Hess, temos que inverter a primeira e a segunda equação,
multiplicar a segunda equação por 2 e multiplicar a terceira equação por 4:
2 H2O(ℓ) → 2 H2(g) + O2(g) ∆H = +571,5 kJ
4 HNO3(ℓ) → 2 N2O5(g) + 2 H2O(ℓ) ∆H = +153,2 kJ
2 N2(g) + 6 O2(g) + 2 H2(g) → 4 HNO3(ℓ) ∆H = -696,4 kJ
2 N2(g) + 5 O2(g) → 2 N2O5(g) ∆H = + 28,3 kJ
O sinal positivo indica que houve absorção de energia na forma de calor.
Questão 3
O inverso da equação 1 somado à equação 2:
CO(g) → C(grafita) + ½ O2(g) ∆H1 = +26,4 kcal
C(grafita) + O2(g) → CO2(g) ∆H2 = -94,1 kcal
CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) ∆H = -67,7 kcal
Questão 4
Para chegar à equação desejada, temos que inverter a terceira equação:
1 W(s) + 3/2 O2(g) → 1 WO3(s) ∆HCOMBUSTÃO = -840 kJ/mol
1 C(grafite) + 1 O2(g) → 1 CO2(g) ∆HCOMBUSTÃO = -394 kJ/mol
1WO3(s) + 1 CO2(g) →1 WC(s) + 5/2 O2(g) ∆HCOMBUSTÃO = +1196 kJ/mol
1 C(grafite) + 1 W(s) → 1 WC(s) ∆H = -38 kJ/mol
Questão 5
1- Inverte-se a primeira equação multiplicando por 4
2- Inverte-se a segunda equação
3- A terceira equação permanece a mesma
(H2O(l) -> H2(g) + ½ O2(g)).4
(∆H = +286 KJ/mol).4
+
6CO2(g) + 3H2O(l) -> C6H6(l) + 15/2 O2(g) ∆H = +3268 KJ/mol
C6H14(l) + 19/2 O2(g) -> 6CO2(g) + 7H2O(l) ∆H = -4163 KJ/mol
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C6H14(l) -> C6H6(l) + 4H2(g) ∆H = +249 KJ/mol