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Cálculos e análises de entalpia em reações químicas, Exercícios de Físico-Química

Este documento contém exercícios resolvidos e problemas relacionados à determinação de entalpia em diferentes reações químicas, como formação, combustão e exotérmicas/endotérmicas, utilizando dados de energia de ligação e tabelas de entalpia.

O que você vai aprender

  • Como determinar a entalpia de combustão de uma substância?
  • Como calcular a variação de entalpia em reações de formação?
  • Qual é a diferença entre reações exotérmicas e endotérmicas?

Tipologia: Exercícios

2022

Compartilhado em 10/06/2022

fernando-silveira-1
fernando-silveira-1 🇧🇷

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O 1,2-dicloroetano pode ser obtido a partir da reação do eteno com o gás cloro. Pede-se:
a) A equação termoquímica balanceada que representa esta reação.
b) O cálculo da variação de entalpia envolvida na formação de 1 mol de 1,2-dicloroetano.
c) Essa reação é exotérmica ou endotérmica? Esboce um gráfico de entalpia versus caminho da
reação indicando os patamares de energia dos reagentes e dos produtos.
Dados:
Ligação:
Energia (KJ mol-1)
H-H
436,0
C-C
346,8
C=C -
614,2
C-H
413,4
C-Cl
326,88
Cl-Cl
242,44
Considere a equação a seguir:
C
3
H
8(g)
+ 5O
2(g)
3CO
2(g)
+ 4H
2
O
(l)
Calcule a variação de entaplpia e preveja se é uma reação endotérmica ou exotérmica. Dados:
Entalpia de ligação: C-H = 413,4 kJ mol-1, C-C = 346,8 kJ mol-1, C=O = 744 kJ mol-1, O=O = 498 kJ
mol-1 e O-H = 462 kJ mol-1.
Sódio metálico reage com água liberando grande quantidade de calor, o qual pode
desencadear uma segunda reação, de combustão. Sobre essas reações, é correto afirmar que
a)
Os valores de ΔH são positivos para as duas reações e H
2
O é produto da combustão.
b)
O valor de ΔH é positivo apenas para a formação de NaOH (aq) e CO
2
é um produto da
combustão.
c)
O valor de ΔH é positivo para a formação de NaOH (aq) e negativo para a combustão de H
2
.
d)
O valores de ΔH são negativos para as duas reações e H
2
O é produto da combustão.
e)
O valores de ΔH são negativos para as duas reações e CO
2
é produto da combustão.
4º O monóxido de carbono, um dos gases emitidos pelos canos de escapamento de automóveis,
é uma substância nociva, que pode causar até mesmo a morte, dependendo de sua concentração
no ar. A adaptação de catalisadores aos escapamentos permite diminuir sua emissão, pois
favorece a formação do CO
2
, conforme a equação a seguir:
CO (g) + ½ O
2
(g) CO
2
(g)
Sabe-se que as entalpias de formação para o CO e para o CO
2
são, respectivamente, 110,5
kJ/mol e 393,5 kJ/mol.
É correto afirmar que, quando consumo de 1 mol de oxigênio por esta reação, serão
a) consumidos 787 kJ. b) consumidos 183 kJ. c) produzidos 566 kJ.
d) produzidos 504 kJ. e) produzidos 393,5 kJ.
Sabe-se que a 25°C as entalpias de combustão (em kJ.mol
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) de grafita, gás hidrogênio e gás
NOME:
DATA:
PROF: FERNANDO
DISCIPLINA: Físico-Química I
NOTA
CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA
II LISTA DE EXERCÍCIOS
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1º O 1,2-dicloroetano pode ser obtido a partir da reação do eteno com o gás cloro. Pede-se: a) A equação termoquímica balanceada que representa esta reação. b) O cálculo da variação de entalpia envolvida na formação de 1 mol de 1,2-dicloroetano. c) Essa reação é exotérmica ou endotérmica? Esboce um gráfico de entalpia versus caminho da reação indicando os patamares de energia dos reagentes e dos produtos. Dados:

Ligação: Energia (KJ mol-^1 )

H-H 436,

C-C 346,

C=C - 614,

C-H 413,

C-Cl 326,

Cl-Cl 242,

2º Considere a equação a seguir: C 3 H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g)+ 4H 2 O( l ) Calcule a variação de entaplpia e preveja se é uma reação endotérmica ou exotérmica. Dados: Entalpia de ligação: C-H = 413,4 kJ mol-1, C-C = 346,8 kJ mol-1, C=O = 744 kJ mol-1, O=O = 498 kJ mol-1^ e O-H = 462 kJ mol-1.

3º Sódio metálico reage com água liberando grande quantidade de calor, o qual pode desencadear uma segunda reação, de combustão. Sobre essas reações, é correto afirmar que a) Os valores de ΔH são positivos para as duas reações e H 2 O é produto da combustão. b) O valor de ΔH é positivo apenas para a formação de NaOH ( aq ) e CO 2 é um produto da combustão. c) O valor de ΔH é positivo para a formação de NaOH ( aq ) e negativo para a combustão de H 2. d) O valores de ΔH são negativos para as duas reações e H 2 O é produto da combustão. e) O valores de ΔH são negativos para as duas reações e CO 2 é produto da combustão.

4º O monóxido de carbono, um dos gases emitidos pelos canos de escapamento de automóveis, é uma substância nociva, que pode causar até mesmo a morte, dependendo de sua concentração no ar. A adaptação de catalisadores aos escapamentos permite diminuir sua emissão, pois favorece a formação do CO 2 , conforme a equação a seguir: CO (g) + ½ O 2 (g) → CO 2 (g) Sabe-se que as entalpias de formação para o CO e para o CO 2 são, respectivamente, – 110, kJ/mol e – 393,5 kJ/mol. É correto afirmar que, quando há consumo de 1 mol de oxigênio por esta reação, serão a) consumidos 787 kJ. b) consumidos 183 kJ. c) produzidos 566 kJ. d) produzidos 504 kJ. e) produzidos 393,5 kJ.

5º Sabe-se que a 25°C as entalpias de combustão (em kJ.mol–^1 ) de grafita, gás hidrogênio e gás

NOME:

DATA:

PROF: FERNANDO DISCIPLINA: Físico-Química I

CURSO: LICENCIATURA EM QUÍMICA NOTA

II LISTA DE EXERCÍCIOS

metano são, respectivamente: – 393,5; – 285,9 e – 890,5. Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO da entalpia da seguinte reação: C (grafita) + 2 H 2 (g) → CH 4 (g) a) – 211,1 kJ.mol–^1 b) – 74,8 kJ.mol–^1 c) 74,8 kJ.mol–^1 d) 136,3 kJ.mol–^1 e) 211,1 kJ.mol–^1

6º Sob certas circunstâncias, como em locais sem acesso a outras técnicas de soldagem, pode- se utilizar a reação entre alumínio (Al) pulverizado e óxido de ferro (Fe 2 O 3 ) para soldar trilhos de aço. A equação química para a reação entre alumínio pulverizado e óxido de ferro (III) é: 2 Al ( s ) + Fe 2 O 3 ( s ) → Al 2 O 3 ( s ) + 2 Fe ( s ) O calor liberado nessa reação é tão intenso que o ferro produzido é fundido, podendo ser utilizado para soldar as peças desejadas. Conhecendo-se os valores de entalpia de formação para o Al 2 O 3 (s) = – 1676 kJ/mol e para o Fe 2 O 3 (s) = – 824 kJ/mol, nas condições padrão (25 ºC e 1 atmosfera de pressão), calcule a entalpia dessa reação nessas condições. Apresente seus cálculos. 7º A oxidação do carbono a dióxido de carbono pode ocorrer em dois passos: C (s) + ½ O 2 (g) → CO (g)ΔH^0 = – 110,5 kJ CO (g) + ½ O 2 (g) → CO 2 (g) ΔH^0 = – 283,0 kJ A reação total e o valor da entalpia total da reação são, respectivamente: a) C (s) + ½ O 2 (g) → CO 2 (g); ΔH^0 = – 393,5kJ. d) C (s) + O 2 (g) → 2 CO (g); ΔH^0 = + 393,5kJ. b) C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g); ΔH^0 = + 393,5kJ. e) C (s) + O 2 (g) → 2 CO (g); ΔH^0 = – 393,5kJ. c) C (s) + O 2 (g) → CO 2 (g); ΔH^0 = – 393,5kJ.

8º 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:

O calor envolvido nessa transformação pode ser calculado, considerando-se os processos:

Assim sendo, o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro é a) - 558 kJ. mol-1^ b) - 204 kJ. mol-1^ c) + 177 kJ. mol-1^ d) + 558 kJ. mol-1^ e) + 585 kJ. mol-

9º A hidrazina, cuja fórmula química e N 2 H 4 , é um composto químico com propriedades

similares à amônia, usado entre outras aplicações como combustível para foguetes e propelente para satélites artificiais. Em determinadas condições de temperatura e pressão, são dadas as equações termoquímicas abaixo. I. N 2 (g) + 2 H 2 (g) → N 2 H 4 (g) ΔH = + 95,0kJ/mol II.H 2 (g) + ½ O 2 → H 2 O (g) ΔH = – 242,0kJ/mol A variação da entalpia e a classificação para o processo de combustão da hidrazina, nas condições de temperatura e pressão das equações termoquímicas fornecidas são, de acordo com a equação N 2 H 4 (g) + O 2 (g) → N 2 (g) + 2 H 2 O (g), respectivamente, a) – 579 kJ/mol; processo exotérmico. d) – 147 kJ/mol; processo exotérmico. b) + 389 kJ/mol; processo endotérmico. e) + 147 kJ/mol; processo endotérmico. c) – 389 kJ/mol; processo exotérmico.