Material de apoio do Extensivo
Química
Professor: Allan Rodrigues
Estudos de Calor Nas Reações Químicas
1. Leia as informações a seguir:
Uma árvore, em um ambiente natural a 20°C, apresentando 10 5 folhas com área média de 0,5
dm2 por folha, está perdendo água para a atmosfera através dos estômatos, em uma média de 5
g/dm2/h, durante o dia.
Dado: Calor latente de vaporização da H2O  600 cal
Com base nas informações e considerando-se que esse processo está ocorrendo das 13 às 15
horas, conclui-se que a sua importância e a quantidade de calor absorvido, em cal, são,
respectivamente:
a) Síntese de carboidrato e fornecimento de alimento; 1,5  108
b) Regulação da temperatura e resfriamento do microambiente; 1,5  108
c) Regulação da temperatura e resfriamento do microambiente; 3,0  108
d) Consumo de ATP e disponibilização de energia para o metabolismo; 3,0  107
e) Consumo de ATP e disponibilização de energia para o metabolismo; 1,5  107
2. Diariamente podemos observar que reações químicas e fenômenos físicos implicam em
variações de energia. Analise cada um dos seguintes processos, sob pressão atmosférica.
I. A combustão completa do metano  CH4  produzindo CO2 e H2O
II. O derretimento de um iceberg.
III. O impacto de um tijolo no solo ao cair de uma altura h.
Em relação aos processos analisados, pode-se afirmar que:
a) I é exotérmico, II e III são endotérmicos.
b) I e III são exotérmicos e II é endotérmico.
c) I e II são exotérmicos e III é endotérmico.
d) I, II e III são exotérmicos.
e) I, II e III são endotérmicos.
3. A variação de entalpia (ΔH) é uma grandeza relacionada à variação de energia que depende
apenas dos estados inicial e final de uma reação. Analise as seguintes equações químicas:
i)
C3H8 (g)  5 O2 (g)  3 CO2 (g)  4 H2O( )
ΔH  2.220 kJ
ii) C(grafite)  O2 (g)  CO2 (g)
ΔH  394 kJ
iii) H2 (g)  1 O2 (g)  H2O( )
2
ΔH  296 kJ
Ante o exposto, determine a equação global de formação do gás propano e calcule o valor da
variação de entalpia do processo.
4. A indústria siderúrgica utiliza-se da redução de minério de ferro para obter o ferro fundido, que
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é empregado na obtenção de aço. A reação de obtenção do ferro fundido é representada pela
reação:
Fe2O3  3 CO  2 Fe  3 CO2
Dados: Entalpia de formação (ΔHf ) a 25°C, kJ/mol.
A entalpia de reação (ΔHr ) a 25°C é:
ΔHf , kJ / mol.
Fe2O3
– 824,2
Fe
0
CO
– 110,5
CO2
– 393,5
a) 24,8 kJ / mol
b) 24,8 kJ / mol
c) 541,2 kJ / mol
d) 541,2 kJ / mol
e) 1328,2 kJ / mol
Leia o texto para responder às questões a seguir:
Insumo essencial na indústria de tintas, o dióxido de titânio sólido puro (TiO2) pode ser obtido a
partir de minérios com teor aproximado de 70% em TiO2 que, após moagem, é submetido à
seguinte sequência de etapas:
I. aquecimento com carvão sólido
TiO2 (s)  C(s)  Ti(s)  CO2 (g)
ΔHreação  550kJ  mol1
II. reação do titânio metálico com cloro molecular gasoso
Ti(s)  2C 2 (s)  TiC 4 ( )
ΔHreação  804 kJ  mol 1
III. reação do cloreto de titânio líquido com oxigênio molecular gasoso
TiC 4 ( )  O2 (g)  TiO2 (s)  2C 2 (g)
ΔHreação  140 kJ  mol1
5. Considerando as etapas I e II do processo, é correto afirmar que a reação para produção de 1
mol de TiC 4 ( ) a partir de TiO2 (s) é
a) Exotérmica, ocorrendo liberação de 1 354 kJ.
b) Exotérmica, ocorrendo liberação de 254 kJ.
c) Endotérmica, ocorrendo absorção de 254 kJ.
d) Endotérmica, ocorrendo absorção de 1 354 kJ.
e) Exotérmica, ocorrendo liberação de 804 kJ.
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6. Considere a tabela abaixo, em que Hc representa a entalpia de combustão para os
compostos listados, a 25°C:
Nome IUPAC
Nome usual
Estado físico (25°C)
ΔHc kJ/mol
Etanol
Etano
Eteno
Etino
2,2,4-trimetilpentano
Álcool etílico
Etano
Etileno
Acetileno
Isoctano
Líquido
Gás
Gás
Gás
Líquido
–1366,8
–1560,7
–1411,2
–1301,1
–5462,6
Com base nos dados acima, é CORRETO afirmar que:
01) As reações de combustão para os compostos listados na tabela são exotérmicas, ou seja,
ocorrem com liberação de calor para o meio, e representam transformações químicas.
02) As quantidades de energia liberadas por mol a partir da combustão do acetileno e do
etileno são menores que a quantidade de energia liberada por mol na combustão do etano
devido à presença de ligações π no acetileno e no etileno.
04) A combustão completa de um mol de isoctano, um hidrocarboneto que é um dos
principais componentes da gasolina, requer o fornecimento de 5462,6 kJ de energia e a
presença de 25 mol de oxigênio molecular.
08) A combustão completa do acetileno pode ser representada pela equação química
2C2H2  5O2  4CO2  2H2O.
16) A 25°C, o isoctano é encontrado na forma líquida em função da atuação de forças
intermoleculares dipolo-dipolo, mais intensas que as forças de van der Waals presentes,
por exemplo, na molécula de acetileno, que é um gás na mesma temperatura.
32) Para produzir a mesma quantidade de energia proveniente da combustão de 57 g de
isoctano, são necessários aproximadamente 92 g de etanol.
7. A explosão da nitroglicerina, C3H5(NO3)3, explosivo presente na dinamite, ocorre segundo a
reação:
4C3H5 NO3 3 
  12CO2  g  10H2O  g  6N2 g  O2 g
São fornecidas as seguintes informações:
Entalpia de formação de CO2 gasoso
Entalpia de formação de H2O gasoso
Entalpia de formação de C3H5(NO3)3 líquido
Volume molar de gás ideal a 0°C e 1 atm de pressão
–400 kJ.mol–1
–240 kJ.mol–1
–365 kJ.mol–1
22,4 L
Considerando que ocorra a explosão de 1 mol de nitroglicerina e que a reação da explosão seja
completa, calcule:
a) O volume de gases, medido nas condições normais de pressão e temperatura.
b) A entalpia da reação, expressa em kJ.mol–1.
8. A variação de entalpia de uma reação química, que ocorre à pressão constante, é
representada pelo gráfico:
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Admitindo que R corresponde aos reagentes, I ao intermediário e P aos produtos, é correto
afirmar que
a) A energia de ativação da segunda etapa da reação é maior que a energia de ativação da
primeira etapa.
b) A variação de entalpia da reação é maior que zero. Desta forma, o processo global é
endotérmico.
c) A adição de um catalisador aumenta a velocidade da reação, promovendo, também,
aumento na variação de entalpia.
d) O calor de reação independe do estado de agregação dos reagentes e produtos.
e) A velocidade da reação depende apenas da concentração do intermediário I.
9. O diagrama a seguir representa algumas transformações relacionadas à formação do metano
a partir de gás hidrogênio e grafite:
Os valores das energias de ligação H–H e C–H obtidas a partir do diagrama são,
respectivamente,
a) 172 kcal/mol e 208 kcal/mol.
b) 104 kcal/mol e 99,5 kcal/mol.
c) 208 kcal/mol e 90,5 kcal/mol.
d) 104 kcal/mol e 398 kcal/mol.
e) 52 kcal/mol e 380 kcal/mol.
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Gabarito
1. C
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia]
A importância da transpiração foliar, em um ambiente natural a 20°C, consiste em produzir a
subida da seiva inorgânica (bruta), absorvida pelas raízes e transportada até a copa das árvores
pelos vasos lenhosos (xilema).
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química]
Calor latente ou calor de transformação equivale à quantidade de calor (por unidade de massa)
que uma substância dever receber para mudar de estado físico.
Neste caso árvore perde água para a atmosfera através dos estômatos para regular a
temperatura e resfriar o microambiente.
A partir dos dados, teremos:
LH2O  600 cal / g
calor
latente
105 folhas  0,5 dm2  5,0  10 4 dm2 (área total)
Em uma hora :
1 dm2
5g
5  104 dm2
m
m  25  104 g
Em duas horas (das 13h às 15h) : 2  25  10 4 g  50  10 4 g
1g
600 cal
50  104 g
E
4
E  30.000  10  3,0  108 cal
2. B
I. Combustão completa do metano: CH4  2O2  2H2O  CO2  calor , processo exotérmico.
II. O derretimento de um iceberg: H2O(s)  calor  H2O( ) , processo endotérmico.
III. Parte da energia cinética é transformada em calor, portanto, processo exotérmico.
3. Teremos, de acordo com a Lei de Hess:
i)
C3H8 (g)  5 O2 (g)  3 CO2 (g)  4 H2O( )
ΔH  2.220 kJ (inverter)
ii) C(grafite)  O2 (g)  CO2 (g)
ΔH  394 kJ (3)
iii) H2 (g)  1 O2 (g)  H2O( )
2
ΔH  296 kJ (4)
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i) 3 CO2 (g)  4 H2O( )  C3H8 (g)  5O2 (g)
ΔH1  2.220 kJ
ii) 3C(grafite)  3O2 (g)  3CO2 (g)
ΔH2  3( 394) kJ
iii) 4H2 (g)  2O2 (g)  4H2O( )
ΔH3  4( 286) kJ
3C(grafite)  4H2 (g)  1C3H8 (g) ΔH  ΔH1  ΔH2  ΔH3
ΔH  2.220 kJ  3( 394) kJ  4( 286) kJ
ΔH  106 kJ
4. B
Fe2O3 
824,2 kJ
3 CO
 2 Fe 
3 CO2
3( 110,5 kJ)
0
3( 393,5 kJ)
ΔH  [3  ( 393,5 kJ)  0]  [ 824,2 kJ  3( 110,5 kJ)]
ΔH  24,8 kJ / mol
5. C
2 A (s)  Fe2O3 (s)  2 Fe (s)  A 2O3 (s)  calor
0
 824,2 kJ
0
Hreagentes
 1675,7kJ
Hprodutos
ΔH  Hprodutos  Hreagentes
ΔH  [0  ( 1675,7)]  [0  ( 824,2)]  851,5 kJ
6. B
Aplicando a Lei de Hess, vem:
TiO2 (s)  C(s)  Ti(s)  CO2 (g)
ΔHI  550kJ  mol1
Ti(s)  2C 2 (s)  TiC 4 ( )
ΔHII  804 kJ  mol1
TiO2 (s)  C(s)  2C 2 (s)  CO2 (g)  TiC 4 ( )
ΔH  ΔH I ΔH II
ΔH  550  804  254 kJ
7. 01 + 02 + 08 + 32 = 43.
[01] Verdadeira. Toda combustão é uma transformação exotérmica. Isto se verifica pelo sinal
negativo do ΔHC .
[02] Verdadeira. A presença de ligações pi aumenta a energia que deve ser absorvida para a
quebra das moléculas. Isso faz com que, ao final do processo, uma menor quantidade de
energia seja liberada para a vizinhança.
[04] Falsa. A reação ocorre com liberação de energia, e não com absorção.
[08] Verdadeira. A equação está corretamente montada e balanceada.
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[16] Falsa. As forças intermoleculares no isoctano não são do tipo dipolo-dipolo, pois a molécula
apresenta dipolos induzidos, e não permanentes. Portanto, são forças de dipolo temporário.
[32] Verdadeira.
Isoctano (C8H18): MM = 114g/mol
Assim:
114g de isoctano ______ 5462,6 kJ  liberados 
57g
______
E
E = 2713,3 kJ
Para o etanol (C2H6O): MM = 46g/mol
46g de etanol ______ 1366,8 kJ  liberados 
m
m
______ 2713,3 kJ
91,3g.
8.
a) Teremos:
4C3H5 (NO3 )3 ( )  12CO2 (g)  10H2O(g)  6N2 (g)  O2 (g)
29 mols
4 mols
1 mol
29  22,4 L
V
 162,4 L
4
29  22,4 L
V
b) Teremos:
4C3H5 (NO3 )3 ( )  12CO2 (g)  10H2O(g)  6N2 (g)  O2 (g)
4( 365 kJ)
12( 400 kJ) 10( 240 kJ) 6  0
0
ΔH  [12( 400 kJ)  10( 240 kJ)  6  0  0]  [4( 365 kJ)]
ΔH  5750 kJ / 4 mol de nitroglicerina
ΔH  1435 kJ / mol
9. B
A variação de entalpia é maior do que zero, pois a entalpia dos produtos é maior do que a entalpia
dos reagentes.
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10. B
De acordo com o diagrama, para a quebra de 2 mols de ligações H–H são necessários 208 kcal,
então:
2 mol H  H
1 mol H  H
208 kcal
EHH
EHH  104 kcal
De acordo com o diagrama, para a quebra de quatro mols de ligações C–H são necessários 362
kcal  208 kcal  172 kcal  18 kcal, então:
4 mol C  H
1 mol C  H
362 kcal
ECH
ECH  90,5 kcal
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