O calor e as reações - Lei de Hess

 Fala, Pessoal do SOU MAIS ENEM!

O Mundo contemporâneo busca energias alternativas ao combustível calor. Todos procuram novas formas de produzir calor. Termoquímica é o assunto que trata disso. Consequentemente, é um tema muito interessante para ser cobrado no ENEM.

 

1. A ENERGIA E AS REAÇÕES QUÍMICAS – TERMOQUÍMICA

Um dos aspectos mais importantes do estudo das reações químicas é o efeito energético que as acompanha.

Quanto ao calor envolvido, as reações químicas se classificam em endotérmicas (reações que absorvem calor para ocorrer) e exotérmicas (reações que ocorrem liberando calor).

A quantidade de calor liberada ou absorvida em um processo realizado à pressão constante é chamada de variação de entalpia (ΔH).

Na prática, não há interesse em conhecer os valores da entalpia do sistema no estado inicial e no estado final; só há interesse em conhecer a variação da entalpia, ou seja, a quantidade de calor liberada ou absorvida no processo quando o mesmo se realiza nestas condições.

                                                                      ΔH = Hfinal  -  H inicial        ou      ΔH = Hprodutosl  -  H reagentes

 A unidade de energia do Sistema Internacional é o Joule (J). Como o calor é energia, a quantidade de calor e, consequentemente, a variação de entalpia deve ser expresse em Joule ou em um de seus múltiplos, como o kilojoule (KJ). Pode-se ainda expressar o ΔH em calorias (cal) ou kilocalorias (Kcal).

                                               1 cal = 4,18 J

 2. EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA:

É toda equação química que representa a quantidade de calor trocada pelo sistema químico durante a reação.

 

. REAÇÃO EXOTÉRMICA (o calor é liberado, portanto, será considerado como produto retirado dos reagentes):

N 2 (g)  +  3 H 2 (g)  →  2 NH 3 (g)      ΔH = - 110, 5 Kcal

N 2 (g)  +  3 H 2 (g)  →  2 NH 3 (g)     + 110, 5 Kcal

N 2 (g)  +  3 H 2 (g)  - 110, 5 Kcal →  2 NH 3 (g)     

 

. REAÇÃO ENDOTÉRMICA (o calor é absorvido, portanto, será considerado como integrado dos reagentes):

   4 C (grafita)   +   S 8  (rômbico)  → 4 CS2 (l)         ΔH = + 104, 4 Kcal

   4 C (grafita)   +   S 8  (rômbico)  → 4 CS2 (l)     - 104, 4 Kcal

   4 C (grafita)   +   S 8  (rômbico)  + 104, 4 Kcal → 4 CS2 (l)        

 

3. GRAFICAMENTE:

a) Reação Exotérmica = LIBERAÇÃO DE CALOR (ΔH < 0)

 

 b) Reação Endotérmica = ABSORÇÃO DE CALOR (ΔH > 0)

 

4. CASOS IMPORTANTES DE ENTALPIA OU CALORES DE FORMAÇÃO:

4.1. ENTALPIA PADRRÃO DE FORMAÇÃO:

É a energia envolvida, em condição padrão,  na formação de 1 mol de uma determinada substância por síntese total, isto é, a partir das substâncias simples no seu estado mais estável.

EX.:

H 2 (g)  +  1/2 O 2 (g)→ H2O (l)   ΔH = - 68,5 Kcal

H 2 (g)  +   S   (rômbico)  +  2 O 2 (g)→ H2SO4(l)   ΔH = - 194,5 Kcal

É importante lembrarmos que as substâncias simples no seu estado mais estável apresentam entalpia NULA (igual a ZERO).

 

4.2. ENTALPIA PADRRÃO DE COMBUSTÃO:

É a energia envolvida, em condição padrão, na combustão completa de 1 mol de uma determinada substância. É um processo exotérmico.

Ex.:

 C2H6O (l)  +  3 O2 (g) →2 CO2 (g)  + 3H2 O (l)      ΔH = - 94,5 Kcal

 

CH4(l)  +  2 O2 (g) → CO2 (g)  + 2H2 O (l)     ΔH = - 212,8 Kcal

 

Obs.: condição padrãoèTemperatura= 25ºC e Pressão= 1atm

 

4.3. ENTALPIA PADRRÃO DE NEUTRALIZAÇÃO:

É a energia envolvida, em condição padrão, na neutralização de um ácido por uma base (e vice-versa). É um processo exotérmico.

Obs.: A entalpia de neutralização entre ácidos fortes e bases fortes é constante e igual a -13,8 kcal por mol de H+ ou OH- . Isto se justifica porque todos os ácidos fortes e as bases fortes se encontram praticamente 100% dissociados ou ionizados em solução aquosa diluída.

 

Ex.: HCl (aq)   +  NaOH (aq)   → NaCl (aq)  +  H2O (l)     ΔH = - 13,8 Kcal

 

4.4. ENTALPIA PADRRÃO DE DISSOLUÇÃO:

 É a variação de entalpia envolvida, em condição padrão, na dissolução de 1 mol de determinada substância em uma quantidade de água suficiente para que a solução obtida seja diluída.

 Ex.:

KNO3(s)  +  H2O (l)     → K +  (aq)     +   NO3  -  (aq)      ΔH = + 8,5 Kcal ( Dissolução endotérmica)

 

Faça os exercícios que preparamos para você! Os gabaritos estão no final da lista.

 

Continue ligado no Sou Mais Enem!!

Um abração pra você!

 

EXERCÍCIOS PARA VOCÊ TREINAR:

01. (UERJ) Explosivos, em geral, são formados por substâncias que, ao reagirem, liberam grande quantidade de energia. O nitrato de amônio, um explosivo muito empregado em atividades de mineração, se decompõe segundo a equação química:

            2NH4NO3(s) → 2N2(g) + O2(g) + 4H2O(g)

Em um teste, essa decomposição liberou 592,5 kJ de energia e produziu uma mistura de nitrogênio e oxigênio com volume de 168 L, medido nas CNTP.

Nas mesmas condições, o teste com 1 mol de nitrato de amônio libera, em quilojoules, a seguinte quantidade de energia:

a) 39,5

b) 59,3

c) 118,5

d) 158,0

 

02. (UFRRJ) O eteno (etileno) é utilizado na fabricação do polietileno, um tipo de plástico muitíssimo importante na atualidade, pois serve para a confecção de sacos para embalagem, toalhas de mesa, cortinas de banheiro, etc.

Calcule o calor de combustão do eteno, com base nos dados da tabela a seguir:

 

03. (UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes etc. Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta:

 

a) O gráfico representa uma reação endotérmica.

b) O gráfico representa uma reação exotérmica.

c) A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos.

 

04. (UFF) Percebe-se, aproximadamente no 14Ž dia do ciclo menstrual, que a temperatura corporal da mulher aumenta ligeiramente, indicando que está ocorrendo a ovulação. É o chamado "período fértil". O aumento da temperatura é atribuído a um aumento da atividade metabólica, produzindo energia, que é liberada sob a forma de calor.

Sabendo-se que ΔH = Hp - Hr, as reações metabólicas que ocorrem no período fértil da mulher são classificadas como:

a) exotérmicas: Hr < Hp

b) endotérmicas: Hr = Hp

c) endotérmicas: Hr ≥ Hp

d) exotérmicas: Hr > Hp

e) exotérmicas: Hr ≤  Hp

 

05- (PUC-RIO) A amônia (NH3) é usada na produção de fertilizantes nitrogenados, na fabricação de explosivos e de plásticos.

Na indústria, a amônia pode ser obtida a partir de seus elementos constituintes, por um processo denominado Processo de Haber (reação a seguir), em homenagem ao químico alemão Fritz Haber que desenvolveu esse método de síntese em altas pressões.

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)         ΔH° = - 92,2 KJ mol-1 a 25°C

a) A decomposição da amônia é um processo endotérmico? Justifique.

b) Calcule o valor de ΔH°, a 25 °C, quando são produzidos 0,340 g de amônia.

 

06- (UERJ) A atividade humana tem sido responsável pelo lançamento inadequado de diversos poluentes na natureza. Dentre eles, destacam-se:

amônia: proveniente de processos industriais;

dióxido de enxofre: originado da queima de combustíveis fósseis;

cádmio: presente em pilhas e baterias descartadas.

 O trióxido de enxofre é um poluente secundário, formado a partir da oxidação do dióxido de enxofre, poluente primário, em presença do oxigênio atmosférico.

Considere as seguintes entalpias-padrão de formação a 25 °C e 1 atm:

SO2 = - 296,8 kJ × mol­1

SO3 = - 394,6 kJ × mol­1

Determine a variação de entalpia da reação de oxidação do dióxido de enxofre.

 

07- (UFRJ)

 

a) Indique as etapas endotérmicas e exotérmicas.

b) Calcule a variação da entalpia na conversão do CO2 em metanol.

 

08- (UERJ) As reações de oxirredução I, II, III, descritas a seguir, compõem o processo de produção do gás metano a partir do carvão, que tem como subproduto o dióxido de carbono.

Nessas reações, o carvão está representado por C(s) em sua forma alotrópica mais estável.

I. C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)

II. CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g)

III. C(s) + 2H2(g) → CH4(g)

Entre as vantagens da utilização do metano como combustível estão a maior facilidade de distribuição, a queima com ausência de resíduos e o alto rendimento térmico.

O alto rendimento térmico pode ser observado na seguinte equação termoquímica.

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)      ΔH = - 802 kJ

Considere as entalpias de formação das substâncias a seguir:

 

Identifique os agentes redutores nas equações II e III e escreva a equação termoquímica que representa a produção do metano a partir do carvão.

 

09- (UFRJ) A produção de energia nas usinas de Angra 1 e Angra 2 é baseada na fissão nuclear de átomos de urânio radioativo 238U. O urânio é obtido a partir de jazidas minerais, na região de Caetité, localizada na Bahia, onde é beneficiado até a obtenção de um concentrado bruto de U3O8, também chamado de "yellowcake".

O concentrado bruto de urânio é processado através de uma série de etapas até chegar ao hexafluoreto de urânio, composto que será submetido ao processo final de enriquecimento no isótopo radioativo 238U, conforme o esquema a seguir.

 

A reação de HF com o dióxido de urânio (fluoretação) libera 44 kJ para cada mol de HF consumido.

Calcule o calor liberado no processo quando 540 kg de dióxido de urânio são reagidos com HF.

 

10- (UFRJ) O prêmio Nobel de Química de 2005 foi concedido a pesquisadores que estudaram reações de metátese.

Um exemplo é a reação de metátese de 2-penteno, na qual moléculas desse hidrocarboneto reagem entre si, fornecendo 2-buteno e 3-hexeno como produtos.

a) Represente o isômero cis do 3-hexeno, usando a representação em bastão.

b) Determine o valor da entalpia de reação de metátese de 2-penteno, sabendo que os valores das entalpias molares de formação das três substâncias envolvidas na reação são:

 

11- (UERJ) Mudanças de estado físico e reações químicas são transformações que produzem variações de energia.

As equações termoquímicas a seguir exemplificam algumas dessas transformações e suas correspondentes variações de energia ocorridas a 25°C e 1 atm.

 

I) H2O (l) → H2O (v)                                                                 ΔH = 44,0 kJ × mol-1

 II) C2H5OH (l) → C2H5OH (v)                                                  ΔH = 42,6 kJ × mol-1

 III) C2H5OH (l) + 3O2(g) →2CO2(g) + 3 H2O (l)                     ΔH = -x kJ × mol-1

 IV) C2H5OH (v) + 3O2(g) →2CO2(g) + 3 H2O (v)                    ΔH = -y kJ × mol-1

 a) Classifique a equação I quanto ao aspecto termoquímico e identifique o tipo de ligação intermolecular rompida na transformação exemplificada pela equação II.

b) Com base na Lei de Hess, calcule a diferença numérica entre a quantidade de calor liberada pela reação III e a quantidade de calor liberada pela reação IV.

 

12- (FGV) A amônia, NH3, é um dos produtos químicos mais utilizados no mundo. O seu consumo está, de certa forma, relacionado com o desenvolvimento econômico de uma nação. O principal processo de fabricação da amônia é o processo Haber-Bosch, a partir dos gases N2 e H2, cuja reação libera 46 kJ de energia por mol de amônia formada. A principal aplicação da amônia é na fabricação de fertilizantes agrícolas. A hidrazina, N2H4, um outro subproduto da amônia, pode ser utilizada como combustível para foguetes e para obtenção de plásticos insuflados. A entalpia de formação de um mol de N2H4(l) é + 50 kJ. A redução da hidrazina com o gás hidrogênio resulta na formação da amônia. Considerando que as entalpias mencionadas estão relacionadas a 25°C, o valor da entalpia da redução de um mol de hidrazina em amônia, nessas mesmas condições, é igual a

 a) +142 kJ.

b) -142 kJ.

c) -96 kJ.

d) +96 kJ.

e) -14 kJ.

 

13- (FGV) A rotulagem nutricional tem como principal função informar o consumidor sobre as propriedades nutricionais dos alimentos e bebidas. Diferentes unidades como cal, kcal, Cal e kJ são utilizadas para esse fim, deixando as pessoas muito confusas quando procuram selecionar alimentos a partir de seu valor calórico. O Sistema Internacional de Unidades (SI) somente reconhece a unidade kJ, que corresponde a 1000 J. A unidade Caloria (Cal) com C maiúsculo corresponde a 1000 calorias e é uma unidade praticamente desconhecida. A ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária - é o órgão responsável pela regulamentação de rotulagem nutricional, que recomenda que os valores calóricos dos alimentos sejam expressos nos rótulos em quilocalorias e que sejam reportados em percentuais (%) de valores diários. Assim, temos a relação entre as diferentes unidades utilizadas:

 1 kcal = 1000 cal = 1 Cal = 4,18 kJ = 4180 J.

 As tabelas apresentam partes dos rótulos de três produtos.

 

Com base nas informações dos rótulos dos produtos, são feitas as seguintes afirmações:

 I. No rótulo do produto II, o valor energético da dieta poderia ser substituído por 2 500 kJ.

II. Três porções do produto II têm igual quantidade de valor calórico que quatro porções do produto I.

III. O produto III é o mais rico em carboidratos.

 É correto apenas o que se afirma em

a) II.

b) III.

c) I e II.

d) I e III.

e) II e III.

 

 14- (UFRJ) A figura a seguir apresenta a variação da entalpia ao longo do caminho de uma reação.

 

a) Determine o valor da entalpia desta reação, classificando-a como endotérmica ou exotérmica.

b) Explique qual o efeito de um catalisador sobre a energia de ativação e sobre a entalpia da reação.

 

EXERCÍCIOS PARA APROFUNDAR OS SEUS CONHECIMENTOS:

15- (UFRRJ) Em aluminotermia, o alumínio, além de reduzir o óxido de ferro III a ferro metálico, se oxida a óxido de alumínio. Para esse processo, dados:

 ΔH0 Fe2O3 = - 197,3 kcal/mol

ΔH0 Al2O3 = - 400,5 kcal/mol

a) dê a reação devidamente balanceada.

b) informe a quantidade de calor envolvida na reação quando dois mols de óxido de ferro III reagem com alumínio?

c) diga se a reação, em função do tipo de calor envolvido, é endotérmica ou exotérmica e, em seguida, justifique essa resposta.

 

16- (UFRRJ) Ao se misturar 20 mL de água com 10 mL de ácido sulfúrico concentrado, a temperatura sobe de 25°C para 80 °C logo após a adição do ácido.

 Isso ocorre devido à

a) dissociação do ácido na água ser endotérmica.

b) dissociação do ácido na água ser exotérimca.

c) precipitação ser endotérmica.

d) precipitação ser exotérmica.

e) formação de gases.

 

 17- (UERJ) Na série homóloga dos álcoois, os quatro primeiros são: metanol, etanol, propanol e butanol. Dentre as propriedades apresentadas por esses compostos, destacam-se a combustão e a grande solubilidade na água. Com o objetivo de comprovar a qualidade de um combustível, foi determinado seu teor de etanol em uma amostra. Foram totalmente queimados 287,5 g de álcool hidratado, o que resultou na liberação de 1.632 kcal, a 25 °C e 1 atm.

A tabela a seguir fornece os valores das entalpias-padrão de formação nas condições da experiência.

 

Determine a porcentagem da massa de etanol contida na amostra de álcool hidratado.

 

 18- As equações químicas a seguir representam reações de síntese, realizadas em diferentes condições, para a obtenção de uma substância hipotética XY.

 I – X2(g) + Y2(g) → 2 XY (l) + Q1

II - X2(g) + Y2(g) → 2 XY (s) + Q2

III - X2(g) + Y2(g) → 2 XY (g) + Q3

 Considere Q1 , Q2 e Q3 as quantidades de calor liberadas, respectivamente, nas reações I, II e III. A relação entre essas quantidades está expressa na seguinte alternativa:

a) Q1 > Q2 > Q3

b) Q2 > Q1 > Q3

c) Q3 > Q1 > Q2

d) Q3 > Q2 > Q1

 

19- Nuvens de gotas d'água condensadas são freqüentemente vistas surgindo de escapamentos de automóveis. Isto ocorre porque a queima de combustíveis (álcool ou gasolina) produz dióxido de carbono (CO2) e água (H2O).

Considerando que a combustão de 1,0 mol de gasolina (sendo octano – C8H18 - seu constituinte típico) libera 940 Kcal, a massa de dióxido produzido e a energia liberada na queima de 10 (dez) litros de gasolina (d = 0,79 kg/L) são, respectivamente,

 a) 12,2 kg e 6,5 × 105 kcal.

b) 24,4 kg e 6,5 × 104 kcal.

c) 42,2 kg e 3,5 × 102 kcal.

d) 48,8 kg e 6,5 × 105 kcal.

e) 42,2 kg e 3,5 × 106 kcal.

 

 20- (UFRJ) Em 1854, com a inauguração da Companhia de Iluminação a Gás, o Rio de Janeiro passou a ser uma das primeiras cidades, no mundo, a usufruir de iluminação a gás. O processo era baseado na reação entre carvão incandescente e vapor d'água, produzindo uma mistura gasosa chamada de gás de água ou gás azul, segundo a equação:

 

O gás de água era estocado em reservatórios e chegava às casas por meio de uma grande rede de tubulações. O gás de água continuou sendo usado como combustível doméstico até 1967, quando foi substituído por gás proveniente do processamento de petróleo.

 a) Escreva a equação de combustão completa do gás de água e, com base nos calores de combustão de CO e de H2, calcule a sua entalpia de combustão.

 Dados: ΔH combustão de CO = -280 kJ/mol

            ΔH combustão de H2 = -240 kJ/mol

 b) Um reservatório que contém uma certa quantidade de gás de água a uma temperatura de 300 K e a uma pressão de 2 atm recebe uma quantidade adicional de gás. O número final de mols de gás no reservatório é seis vezes o número inicial e a temperatura final do gás é igual a 400 K.

Admitindo que o gás seja ideal, determine a pressão no interior do reservatório ao final do enchimento.

 

21- (UFF) Considere as informações:

I) A + B à C + D        ΔH0 = - 10,0 kcal

II) C + D à E              ΔH0 = +15,0 kcal

 Calcule o  ΔH° para cada uma das reações a seguir:

 a) C + D → A + B

b) 2C + 2D → 2A + 2B

c) A + B → E

 

22- (UFF) O índice de nutrição alimentar de um país é medido pela quantidade de proteína (nitrogênio) ingerida por um indivíduo. Entretanto, para a produção de energia diária, os carboidratos são bons alimentos (fonte) e, a utilização da glicose pelas células implica sua oxidação por meio de uma série de reações que podem ser assim resumidas:

 C6H12O6 + 6 O2 → 6CO2 + 6H2O + calor

 Essa reação pode ser classificada como:

a) simples troca

b) endotérmica

c) adição

d) substituição

e) exotérmica

 

23- (UERJ) Nos motores de combustão interna, o sulfeto de hidrogênio, presente em combustíveis, é convertido no poluente atmosférico óxido de enxofre IV, como mostra sua equação de combustão abaixo.

O sulfeto de hidrogênio é extraído dos combustíveis por um solvente que possui baixa polaridade molecular e natureza ácido-básica oposta à sua.

 

 H2S(g) + 3/2 O2(g) → SO2(g) + H2O(l)

 As entalpias-padrão de formação de substâncias participantes na combustão do sulfeto de hidrogênio são fornecidas adiante.

 

O valor da entalpia-padrão de combustão do sulfeto de hidrogênio em kJ × mol-1 é igual a:

a) - 562

b) - 602

c) - 1124

d) – 1204

 

24- (UNIRIO) A queima de substâncias combustíveis produz um percentual de resíduos considerados popularmente como poluição. Os combustíveis menos poluentes, em geral, são os de maior custo econômico, como o gás hidrogênio que em sua queima produz água e muito calor. A quantidade de calor que o hidrogênio é capaz de produzir (poder calorífico) é da ordem de 33.900 Kcal/kg.

Esse valor corresponde, em KJ/kg, a aproximadamente:

a) 182            

b) 1.820                     

c) 14.200                   

d) 142.000     

e) 182.000

 

25- (UERJ) O ciclopropano, anestésico, e o 2,4,6-trimetil-s-trioxano, sedativo, cuja estrutura é apresentada a seguir (figura 1), são dois compostos químicos utilizados como medicamentos.

A reação de combustão completa do ciclopropano tem, como produtos finais, dióxido de carbono e água. Na tabela adiante são apresentados os valores médios de energia de ligação envolvidos neste processo, nas condições-padrão

 

a) Determine a fórmula mínima do 2,4,6-trimetil-s-trioxano.

b) Calcule a entalpia-padrão de combustão do ciclopropano.

 

26- (CESGRANRIO) A angina do peito é uma sensação dolorosa do músculo cardíaco, causada pela redução do fluxo sangüíneo coronariano, implicando menor oferta de O‚ aos tecidos do coração, o que pode resultar numa atividade cardíaca insuficiente.

A nitroglicerina (trinitrato de glicerina), substância muito conhecida por suas propriedades explosivas, também tem sido usada com sucesso no tratamento da angina. Na medicina, por sua propriedade vasodilatadora, ela é empregada para aumentar o fluxo sangüíneo e restaurar o suprimento de oxigênio ao músculo cardíaco.

Nas indústrias de explosivos, por suas propriedades conhecidas, ela é usada na fabricação da dinamite e tem sua reação de decomposição expressa na equação:

 4C3H5(ONO2)3(l) → 12CO2(g) + 10H2O(g) + 6N2(g) + O2(g)     ΔH = - 6161 kJ

 Segundo a reação descrita no texto, na decomposição de uma determinada quantidade de nitroglicerina foram produzidos exclusivamente 64,96 L de substâncias gasosas, medidas em CNTP. Com base nos valores apresentados, a quantidade de calor produzida nesse processo, para um rendimento de 100%, é igual, em kJ, a:

 a) 123,2

b) 246,4

c) 369,6

d) 492,9

e) 616,1

 

27- (UFF) Utiliza-se o carbeto de tungstênio na fabricação das brocas de máquinas para perfuração de rochas, ferramentas de corte etc. Tal composto é formado, a partir de seus elementos, pela reação:

 

                        W (s) + C (grafita) → WC (s)

 

Como essa reação ocorre a 1400°C, sua variação de entalpia (ΔH) não é facilmente medida. Entretanto, obtém-se o valor de ΔH da reação a partir do cálculo dos calores de combustão dos elementos e do carbeto.

Sabe-se que:

 (I) 2W (s) + 3O2(g) → 2WO3 (s)                                   ΔH = - 1680,6 kJ.mol­1.

 (II) C (grafita) + O2(g) → CO2(g)                                   ΔH = - 393,5 kJ.mol­1

 (III) 2WC(s) + 5O2(g) → 2WO3 (s) + 2CO2(g)  ΔH = - 2391,6 kJ.mol­1

 Determine o calor de formação do carbeto de tungstênio.

 

 28- (UFF) Sabe-se que a amônia é produzida por meio da seguinte reação em fase gasosa:

                         3H2(g) + N2(g)  → 2NH3(g)

 Considere, para essa reação ΔH° = - 91,8 kJ.mol­1.

 Determine a quantidade de calor liberada ao se produzirem 907,0 kg de amônia segundo a reação.

 

29- (UERJ)

 

O poder calorífico de um combustível pode ser definido como o calor produzido na queima por unidade de massa.

Dentre os combustíveis apresentados, aquele que possui o maior poder calorífico é:

a) etino

b) etano

c) eteno

d) metano

 

30. (UFRJ) O biodiesel tem sido considerado uma importante alternativa bioenergética ao diesel produzido a partir do petróleo. O biodiesel é constituído por uma mistura de ésteres derivados de óleos vegetais. Quando o biodiesel é obtido a partir da reação de óleo de soja com metanol, um de seus principais componentes é o oleato de metila, cuja fórmula estrutural está representada a seguir:

 

a) Escreva a fórmula estrutural do isômero geométrico do oleato de metila.

b) Calcule a soma das energias de ligação do oleato de metila, sabendo que a soma das energias de ligação presentes no ácido oleico é de 21.169 kJ/mol.

 

 

GABARITO:

EXERCÍCIOS PARA VOCÊ TREINAR:

01- [C]

02- ΔH = 337,2 kcal.

03- [B]

04- [D]

05-  

a) Sim. A reação de formação de amônia é exotérmica, pois a variação de entalpia é negativa (ΔH° < 0), isto significa que a reação inversa (decomposição da amônia), é endotérmica (ΔH° > 0).

 

b) O valor do ΔH° é de 0,922 kJ.

 

06. ΔH = - 97,8 kJ × mol­1

 

07. a) Etapa endotérmica: II à III.

    Etapas exotérmicas: I à II e III à IV.

 

a)    ΔH = - 40 kJ.

 

 

08-

Equação II: CO(g).

Equação III: H2(g).

 

2C(s) + 2H2O(g) à CH4(g) + CO2(g)                ΔH = +16 kJ

 

 

 

08- O calor liberado é 352 × 103 kJ.

 

09-               

a) A representação em bastão do isômero cis do 3-hexeno é:

 

 

b) A reação equilibrada é: 2C5H10 à C4H8 + C6H12. Portanto, o valor da entalpia da reação de metátese de 2-penteno é:(-11-54)-(2×(-32)) = -1 kJ por cada 2 mols de 2-penteno reagidos, ou seja, - 0,5 kJ/mol de 2-penteno reagido.

 

11-

a) Classificação: endotérmica.

     Ligação rompida: ligação de hidrogênio ou pontes de hidrogênio.

 

b) Observe a figura a seguir:

 

Logo: -y = 89,4 - x => x - y = 89,4 kJ × mol ­1

 

 

12- [B]

13- [B]

 

14-

a) A entalpia de reação é igual a (100-300)= -200 kJ/mol de produto. A reação é exotérmica.

 

b) Um catalisador diminui a energia de ativação, mas não altera o valor da entalpia de reação.

 

 

EXERCÍCIOS PARA APROFUNDAR OS SEUS CONHECIMENTOS:

 

15- a) 2Al + Fe2O3 à Al2O3 + 2Fe

 

b) 2 mols de óxido de ferro III liberam 406,4 kcal.

 

c)    Como o ΔH0 da reação é negativo, a reação é exotérmica.

 

16- [B]

 

17- 80%

 

18- [B]

 

19- [B]

 

20-

a) CO(g) + 0,5O2(g) à CO2(g)    ΔH1 = - 280 kJ

      H2(g) + 0,5O2(g) à H2O(v)    ΔH2 = - 240 kJ   

  --------------------------------------------------------------------

    CO(g) + H2(g) + O2(g) à CO2(g) + H2O(v)

 

‘ ΔH =  ΔH1 + ΔH2 = - 520 kJ

 

b) Início ---------------- Final

         n                             6n

     300 K                      400 K

     2 atm                          P

         V                             V

 

    PV = nRT

    PV/nT = R (constante)

    (2 x V)/(n x 300) = (P x V)/(6n x 400)

    P = 16 atm.

 

 

21-

a) C + D à A + B      ΔH0 = + 10,0 kcal

 

b) 2C + 2D à 2A + 2B      ΔH0 = 2(+10,0)   ΔH0 = + 20,0 kcal

 

c) A + B à C + D        ΔH1 = - 10,0 kcal 

    C + D à E              ΔH2 = + 15,0 kcal  

  ----------------------------------------------------------

     A + B à E                ΔH0 = + 5,0 kcal

 

22-

 

23- [A]

 

24- [D]

25- a) (C2H4O)n

 

b) C3H6 + 4,5 O2 à 3CO2 + 3H2O

 

    Total de ligações rompidas: 1379 kcal.

    Total de ligações formadas: 1734 kcal.

   ΔH = 1379 - 1734 = - 355 kcal/mol.

.

13-  [E]

14-  - 38,0 kJ/mol

15-  - 4,9 × 106 kJ

16-  [D]

17-   

 

 

Soma das energias de ligação do ácido oleico = 21.169 kJ/mol.

Cálculo da soma das energias de ligação do oleato de metila a partir da soma das energias de ligação do ácido oleico:

- Retirar uma ligação O-H = - 46 kJ/mol.

- Acrescentar uma ligação C-O = + 336 kJ/mol.

- Acrescentar 3 ligações C-H = 3 × (+ 414 kJ/mol).

Soma das energias de ligação de oleato de metila: 22.286 kJ/mol.

 

 



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