Professor • Thé
Aluno (a): _____________________________________
03
05/02/2013
Química
AULA 23
01.
Qual o trabalho realizado na transformação de um gás
representado pelo gráfico:
a)
b)
02.
03.
Qual o trabalho recebido na transformação de um gás
representado pelo gráfico:
Dados:
Constante universal dos gases R ≈ 8,3J/K mol
Massa molar do Al é 27g/mol
07.
A 25ºC e a uma pressão constante de 101 kPa, a reação de
0,500 mol de OF 2 com vapor d’água de acordo com a equação:
OF 2 (g) + H 2 O(g) → O 2 (g) + 2HF (g), libera 162 kJ.
Calcule ∆H e ∆E em unidades de kJmol-1 de OF 2 .
08.
A reação Ca(s) + O 2 (g) + H 2 (g) → Ca (OH 2 ) (s) tem ∆Hº = -897
kJ. Qual o ∆E para esta reação?
09.
(ITA-SP) Num cilindro, provido de um pistão móvel sem atrito,
é realizada a combustão completa de carbono (grafita). A
temperatura no interior do cilindro é mantida constante desde
a introdução dos reagentes até o final da reação.
Calcular o trabalho realizado por 5 mols de um gás, numa
transformação isobárica na qual a temperatura passa 25 ºC
para 45 ºC
Considere as seguintes afirmações:
I.
A variação da energia interna do sistema é igual a zero.
II.
O trabalho realizado pelo sistema é igual a zero.
III.
A quantidade de calor trocada entre o sistema e a
vizinhança é igual a zero.
IV. A variação da entalpia do sistema é igual à variação da
energia interna.
R = 8,31 J/k · mol
04.
Calcular o trabalho realizado na reação realizada à pressão
constante, à temperatura de 27 ºC (também constante),
sabendo que no início havia 1 mols do gás .
R = 8,31 J/k · mol
05.
Calcular o trabalho da reação:
Calcule o número de mols de H 2 que serão produzidos
pela dissolução completa de 270kg de alumínio no ácido
a 300K .
Calcule o trabalho mecânico (em Joules ) realizado pelo
gás a 300K . Considere o hidrogênio um gás ideal.
Quais dessas afirmações, estão CORRETAS?
a)
I
b)
I e IV
d)
II e IV
e)
III e IV
10.
c)
I, II e III
Determinada massa de gás ideal sofre a transformação cíclica
ABCDA mostrada no gráfico.
As transformações AB e CD são isobárica, BC é isotérmica e DA
é adiabática. Considere que, na transformação AB, 400 kJ de
calor tenham sidos fornecidos ao gás e que, na transformação
CD, ele tenha perdido 440 kJ de calor para o meio externo.
Dados:
•
Reação isobárica
•
Reação isotérmica, T = 57 ºC
•
Número de mols inicial 2 mols de A e 3 mols de B
R = 8,31 J/k · mol
06.
A dissolução do alumínio metálico em ácido clorídrico produz
hidrogênio gasoso conforme a reação química abaixo.
Al(s) + 3HCl(aq) → AlCl 3 (aq) + 3/2H 2 (g)
Um aparato foi construído para que todo gás produzido nessa
reação química seja utilizado para mover um pistão em um
cilindro contra uma pressão externa constante, conforme
esboçado na abaixo.
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Calcule o trabalho realizado pelas forças de pressão do gás na
expansão AB e variação de energia interna sofrida pelo gás na
transformação adiabática DA
1
GABARITO
01.
b)
w = 2,0 · 106J
(1) OF2 (g) + (1) H2O → (1) O2 (g) + (2) HF (g)



n1 = 1 + 1 = 2
nf = 1 + 2 = 3
∆n = (3) - (2) = 1
W= (∆n) RT
W = (1) (8,31) (298) = - 2476 J = 2,5 kJ
∆H = ∆E + W
02.
03.
w = P ∆v
= 4 · 105 (8 - 3)
= 20 · 105 J = 2,0 · 106J
w (recebido) = 12 · 105J
w = P ∆v
= (3 · 105) (5 -9) = -12 · 105 J
-324 = ∆E + 2,5 ∴ ∆E = -326,5 kJ
08.
∆E = -892 kJ
Ca(s) + 1O2 (g) + (1) H2 (g) → Ca (OH)2 (s) ∆H = -897 kJ

nf = 0
n1 = 1 + 1 = 2
∆E = ?
∆n = (0) - (2) = -2
W= (∆n) RT
w = 831 J
n = 5 mols
P = isobárica
R = 8,31
W = (-2) (8,31) (298) = - 4953 J = -5kJ
∆H = ∆E + W → -897 = ∆E + (-5) ∴ ∆E = -892 kJ
09.
d
T1 = 25ºC + 273 = 298K
∆T = 20K
T2 = 45ºC + 273 = 318K
04.
PV = nRT
P∆v = nR∆T
w = (5) (8,31) (20) = 831 J
I.
w = 7479 J
II.
(F) ∆E não é igual a zero, porque a energia dos produtos
é diferente da energia dos reagentes.
(g) → (1) CO2 (g)
(V) −1C(graf) + (1)O
2






1
0


nP = 1
nR =1
O aumento do volume é causado pelo aumento do número de
mols da reação (∆n = 5 – 2 = 3)
PV = nRT
(T = 27 ºC + 273 = 300K)
P∆V = (∆n) RT
w = (3) (8,31) (300) = 7479 J
05.
w = 5485 J
III.
IV.
10.
a)
b)
06.
P∆V = (∆n) RT
(T = 57 + 273 = 330 K)
w = (-2) (8,31) (330) = -5485 J
a)
3
2
Al(s) + 3HCl(aq) → AlCl 3 (aq) + H2 (g)
n Al =
b)
07.
270 · 103
→ n Al = 104 mols de Al
27
1 mol de Al _____ 1,5 mol de H 2
104 mols de Al __ x
∴ x = 1,5 · 104 mols de H 2
τ = P∆v
Sabemos que PV = nRT, então:
τ = ∆nRT = 1,5 · 104 · 8,3 · 300
∴ τ = 3,73 · 107 J
∆H = -324 kJ/ mol
Resolução:
T = 25ºC → 298 K
P = cte = 101 kPa
∆E = -326,5
n = 0,5 mol de OF2
Q = 162 kJ/mol
∆n = n P - n R ∴ ∆n = (1) – (1) = 0
Não há trabalho porque não há variação de volume
porque não há variação no número de mols da reação
nem variação de temperatura.
(F) Há assim, troca de calor entre energia, entre sistema
e o meio exterior.
(V) ∆H = ∆E + W. Como o trabalho é igual a zero, ∆H = ∆E.
A transformação AB é isobárica
τ = P · ∆V
τ AB = 4 · 105 · (1 – 0,3)
τ AB = 2,8 · 105 J
A variação da energia interna do ciclo é a soma das
variações das energias internas de cada transformação:
•
Transformação AB
∆U = Q – τ
∆U AB = Q AB - τ AB
∆U AB = 4 · 105 – 2,8 · 105
∆U AB = 1,2 · 105 J
•
Transformação BC
∆U AB = 0 (a transformação BC é isotérmica)
•
Transformação CD
τ = P · ∆V
τ CD = 2 · 105 · (0,5 - 2)
τ CD = -3 · 105 J
∆U CD = Q CD - τ CD
∆U CD = (-4,4 · 105) – (-3 · 105)
∆U CD = -1,4 · 105J
•
No ciclo
∆U ciclo = ∆U AB + ∆U BC + ∆U CD + ∆U DA
0 = 1,2 · 105 + 0 + (-1,4 · 105) + ∆U DA
∆U DA = 2 · 104J
0,5 mol ___________ 162 kJ

a) 1,0 mol ___________ x
x = 324 kJ

DH = -324 kJ/mol
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