Exercícios de Química - Termoquímica (resolvidos)

Nesta postagem estamos trazendo 10 exercícios de Termoquímica e suas respectivas respostas. Também faz parte da atividade um resumo com os principais assuntos do conteúdo (se encontra após o último exercício). Se mesmo consultado o resumo você continuar com dúvidas, não deixe de contratar uma aula individual com um de nossos professores. Contatos pelo e-mail: sovestibular@gmail.com .

01. (OSEC) Analise as afirmativas abaixo:

 

I.       Entalpia (H) pode ser conceituada como a energia global de um sistema.

II.     Uma reação exotérmica apresenta D H positivo.

III.  O calor de reação de um processo químico será dado por D H.

 

a)      somente I é correta                                        

b)      somente II é correta                                       

c)      somente III é correta

      d) as afirmativas I e II são corretas

       e) as afirmativas I e III são corretas.

Resposta: E

 

02. Pode uma transformação apresentar diminuição de entalpia e diminuição de entropia ser espontânea?

 

Resolução:  Sim

03. (OSEC) Considerando-se a transformação isotérmica N₂O(g) ® N₂(g) +   O₂(g) à 25°C e sabendo-se que a variação de entalpia (DH) é –19,5 kcal/mol e que a variação de entropia (DS) é 18 cal/grau . mol, podemos afirmar que a variação de energia livre (DG) do sistema é:

 

a)      +19,25 kcal e espontâneo                              

b)      –19,25 kcal e não espontâneo            

c)      +24,86 kcal e não espontâneo

      d)   –24,86 kcal e espontâneo 

        e)   n.d.a.

Resposta: D

 

04.  (FEI) Determinar a espontaneidade da reação C₂H₂ + 2H₂ ® C₂H₆ à temperatura de 100°C. 

       

 

Resolução:  DG = -53.700 cal e a reação é espontânea.  

 

05.  (FEI) Para uma dada reação sabe-se que DH = 20 kcal/mol e DS = 80 cal/mol . k. Qual o DG dessa reação a 

       1 000 K?

 

Resolução:    DG = -60 Kcal/mol.

06. (BRASÍLIA) A energia de ligação média para a ligação C – H no metano CH₄(g) é aproximadamente:

Dado:       DHf⁰ (entalpia de formação-padrão)

CH₄(g) = -17,9 kcal/mol

H(g) = +52,1 kcal/mol

C(g) = +170,9 kcal/mol

 

a)      +99 kcal/mol                                      

b)      +60 kcal/mol                                      

      c)   +73 kcal/mol 

       d)   +397 kcal/mol 

Resposta: A

 

07. (PUC) Considerando a reação dada pela equação H₂(g) + I₂(g) e sabendo que as entropias-padrão, nas condições da reação são:

 

-         para o H₂(g):    31,2 cal/K . mol

-         para o I₂(g):     27,9 cal/K . mol

-         para o HI(g):    49,3 cal/K . mol

 

Podemos concluir que a variação de entropia na reação dada, por mol de HI formado, em cal/K . mol, é igual a:

 

a) –4,9                            

b) –9,8                        

c) +19,7                      

d) +39,5                      

e) +108,4

 

Resposta: C

 

08. (FEI) Por que motivo, às altas temperaturas, as reações químicas tendem a ser espontâneas?

 

Resolução:  A espontaneidade de uma transformação está relacionada com a variação de entalpia e energia de organização  (TDS) que dão valor da variação de energia livre (DG).

  DG = DH – T DS 

À altas temperaturas a entropia (S) dos sistemas aumenta bastante, e, o valor de TD S adquire valor alto e positivo dando D G negativo. 

Devemos lembrar também que altas temperaturas aumentam a Energia Cinética das moléculas, favorecendo a espontaneidade.

 

09.  (PUC – MG) Os DGf ⁰ da glicose e etanol em solução aquosa são –219,20 e –43,40 Kcal/mol, respectivamente, e o DGf ⁰ do dióxido de carbono gasoso é –94,30 Kcal/mol. A 25°C, o DG ⁰ em Kcal/mol da reação: Glicose ® 2 etanol + 2 CO₂ é:

 

a)  494,60                        

b) –81,50                    

c) 81,50                      

d) –56,20                    

e) 56,20

 

DGf ⁰ = energia livre de formação

          = energia livre padrão = energia livre normal

 

Resposta: D

Lembretes Só Vestibular Blog:

Para facilitar a resolução de algum problema em que você encontrou dificuldades fizemos um resumo do conteúdo.

Reação exotérmica e reação endotérmica

Reação exotérmica é a que ocorre com liberação de calor.

[Entalpia dos produtos] < [Entalpia dos reagentes] ® DH < 0

Reação endotérmica é a que ocorre com absorção de calor.

[Entalpia dos produtos] > [Entalpia dos reagentes] ® DH > 0

Equação termoquímica

Equação termoquímica - É a equação química acompanhada do valor do l , g, aq);

os estados alotrópicos, se houver;

a temperatura e a pressão.

Entalpia

Por convenção, a entalpia padrão de substâncias simples na forma alotrópica mais estável a 25°C e 1 atm é igual a zero (H⁰ = 0).
Entalpia padrão de formação, ou simplesmente entalpia de uma substância X, é o DH⁰ da reação de formação de 1 mol de X a partir de seus elementos, com H⁰ = 0.

DHreação = S H (produtos) - S H (reagentes)

Entalpia de combustão de uma substância X é o DH da reação de combustão completa de 1 mol da substância X.
Entalpia de solução de uma substância X é o DH do processo de dissolução de 1 mol da substância X numa quantidade de solvente suficientemente grande para que uma diluição da solução obtida não seja acompanhada de liberação nem de absorção de calor.
No caso do DH de solução de um composto sólido (cristalino) em água, temos:

DH_(solução) = DH_(reticular) + DH_{(hidratação)}

Calor de neutralização ou entalpia de neutralização:

H⁺_(aq) + OH^-_(aq) ® H₂O_(l)

^{DH = -58 kJ}

O calor de neutralização é constante (DH = -58 kJ) na neutralização entre ácidos fortes e bases fortes.

Energia de ligação

Energia de ligação é a energia absorvida na quebra de 1 mol de ligação no estado gasoso.

DHreação = calor liberado na formação das ligações presentes nos produtos - calor absorvido na quebra das ligações presentes nos reagentes

Lei de Hess

Lei de Hess ou lei dos estados inicial e final - O DH de uma reação só depende dos estados inicial e final e não depende dos estados intermediários.
Como conseqüência da lei de Hess, temos que as equações termoquímicas podem ser operadas como se fossem equações algébricas.
A lei de Hess permite determinar o DH de reações que não ocorrem ou que dificilmente ocorrem na prática, através dos DH de outras reações que ocorrem na prática. A maioria dos DH de formação são calculados indiretamente pela aplicação da lei de Hess.

Entropia

Entropia é uma grandeza termodinâmica relacionada com o grau de desordem dos sistemas.

maior desordem ® maior entropia
menor desordem ® menor entropia

SA (g) > SA (l) > SA (s)

S aumenta com a temperatura.

Equação de Gibbs

G = H - T·S ® DG = DH - T·DS

• DG < 0 ® liberação de energia livre ® reação espontânea
• DG > 0 ® absorção de energia livre ® reação não-espontânea
• DG = 0 ® equilíbrio

A energia livre liberada numa reação é a energia máxima que é livre para produzir trabalho útil.
Energia de organização = T·DS

DH	DS	DG
+	-	+	(sempre)
-	+	-	(sempre)
+	+	+ -	quando DH > T· DS quando DH < T· DS
-	-	+ -	quando |DH| < |T· DS| quando |DH| > |T· DS|