Exercícios

Lei de Hess

01.  Com o objetivo de solucionar o problema da grande demanda de energia proveniente de fontes energéticas não-renováveis, uma das alternativas propostas é o uso da biomassa, matéria orgânica que quando fermenta, produz biogás, cujo principal componente é o metano, utilizado em usinas termelétricas, gerando eletricidade, a partir da energia térmica liberada na sua combustão.

O calor envolvido, em kJ, na combustão de 256 g do principal componente do biogás é, aproximadamente,

Dados:

C_(graf) + 2H_2(g) → CH_4(g)      ∆H = -74,4 kJ/mol

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(g)      ∆H = -242,0 kJ/mol

C_(graf) + O_2(g) → CO_2(g)        ∆H = -393,5 kJ/mol

(A)  –801,0.

(B)  +1.606,0.

(C)  –6.425,0.

(D)  +8.120,0.

(E)   –13.010,0.

                           

02.  Dadas as equações termoquímicas:

C_(graf) + O_2(g) → CO_2(g)                                                ∆H = -393 kJ/mol

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(l)                                               ∆H = -286,0 kJ/mol

2 C_(graf) + 2 H_2(g) + O_2(g) → CH₃COOH_(l)                       ∆H = -484,0 kJ

A entalpia-padrão de combustão de um mol de ácido acético é

(A)  + 874 kJ.

(B)  +195 kJ.

(C)  –195 kJ.

(D)  –874 kJ.

(E)   –1163 kJ.

03. Observe os dados a seguir:

2 Mg_(s) + O_2(g) → 2 MgO_(s)                     ∆H = -1203,6 kJ

Mg(OH)_2(s) → MgO_(s) + H₂O_(l)                ∆H = +37,1 kJ

2 H_2(g) + O_2(g) → 2 H₂O_(l)                       ∆H = -571,7 kJ

Baseando-se no exposto acima, a entalpia padrão do Mg(OH)_2(s), a 25ºC e 1 atm, é, aproximadamente:

(A)  +850,5 kJ.

(B)  +37,1 kJ.

(C)  -37,1 kJ.

(D)  -887,6 kJ.

(E)   -924,7 kJ.

04. Para calcular a variação de entalpia da reação (∆H_R), representada por:

Hidroquinona (C₆H₅O₂)  +  H₂O₂ → quinona (C₆H₄O₂) + 2 H₂O_(l)

foram utilizados os seguintes dados:

– combustão do H₂(g) com O₂(g) 

produzindo H₂O(l)        ∆H₁= –286 kJ/mol de H₂O

– decomposição do H₂O₂, em meio aquoso, 

produzindo H₂O(l) e O₂(g)…  ∆H₂= –95 kJ/mol de H₂O

– hidrogenação (H₂) da quinona produzindo hidroquinona ∆H₃= –177 kJ/mol

O valor calculado de(∆H_R), em kJ/mol é da ordem de:

(A)  +200

(B)  +100

(C)  –100

(D)  –150

(E)   –200

05. Quando o óxido de magnésio está na presença de uma atmosfera de gás carbônico, este é convertido a carbonato de magnésio.

São dadas as entalpias-padrão de formação:

Mg_(s) + ½ O_2(g) → MgO_(s)                                          ∆H = -602 kJ/mol

C_(graf) + O_2(g) → CO_2(g)                                            ∆H = -394 kJ/mol

Mg_(s) + C_(graf) + 3/2 O_2(g) → MgCO_3(s)                  ∆H = -1096 kJ/mol

A formação de um mol de carbonato de magnésio, a partir do óxido de magnésio e gás carbônico, é uma reação

(A)  endotérmica, com valor absoluto de entalpia de 100 kJ.

(B)  exotérmica, com valor absoluto de entalpia de 100 kJ.

(C)  endotérmica, com valor absoluto de entalpia de 888 kJ.

(D)  exotérmica, com valor absoluto de entalpia de 888 kJ.

(E)   endotérmica, com valor absoluto de entalpia de 1 304 kJ.

07.  A respiração celular é um processo vital e ocorre por meio de reações químicas. Um exemplo pode ser a conversão da glicose em ácido pirúvico por meio da reação:

C₆H₁₂O_6(S)  + O_2(g) → 2 C₃H₄O_3(s) + 2 H₂O_(l)

glicose                               ácido pirúvico

Considere as reações a 25 ºC e 1 atm:

C₆H₁₂O_6(s) + 6 O_2(g) → 6 CO_2(g) + 6 H₂O_(l)            ∆H = -2808 kJ/mol

C₃H₄O_3(s) + 5/2 O_2(g) → 3 CO_2(g) + 2 H₂O_(l)          ∆H = -1158 kJ/mol

Pode-se então afirmar que, na formação do ácido pirúvico a partir de 1 mol de glicose, há

(A)  liberação de 492 kJ de energia.

(B)  absorção de 492 kJ de energia.

(C)  liberação de 1650 kJ de energia.

(D)  absorção de 1650 kJ de energia.

(E)   liberação de 5124 kJ de energia.

08. Durante a produção industrial do ácido sulfúrico são necessárias as seguintes etapas intermediárias: combustão do enxofre e oxidação do dióxido de enxofre.

2 S_(s)  +  3 O_2(g) → 2 SO_3(g)                    ∆H = -791,44 kJ

S_(s)  +  O_2(g) → SO_2(g)                              ∆H = -296,83 kJ

Determine a entalpia padrão de formação do trióxido de enxofre de acordo com a reação abaixo:

2 SO_2(g)  +  O_2(g) → 2 SO_3(g)

(A)  – 197,78 kJ  

(B)  – 1088,27 kJ  

(C)  + 197,78 kJ  

(D)  – 494,61 kJ

(E)   + 1088,27 kJ

09. A gaseificação da biomassa pode produzir uma mistura gasosa que, entre outras substâncias, contém CO e H₂, mistura esta conhecida como gás de síntese. A partir deste gás de síntese, pode-se obter o dimetil – éter, outro combustível alternativo, com potencial para substituir combustíveis derivados do petróleo. Este processo é complexo e envolve uma série de reações, como as representadas pelas seguintes equações termoquímicas:

CO  +  H₂O → CO₂  + H₂                                       ∆H = -40,9 kJ

CO₂ + 3 H₂ → CH₃OH + H₂O                               ∆H = -56,3 kJ

2 CH₃OH → CH₃OCH₃ + H₂O                              ∆H = -21,3 kJ

Resultados experimentais mostram que, para cada mol de dimetil – éter produzido, se forma também um mol de CO₂. Assim, a quantidade de calor, em kJ, envolvida na produção de 1 mol de dimetil – éter + 1 mol de CO₂ a partir do gás de síntese, é

(A)  – 21,3 

(B)  – 118,5  

(C)  – 256,6  

(D)  + 75,9  

(E)   + 214,0

10. Considere as seguintes equações termoquímicas:

N_2(g)  +  3 O_2(g)  +  H_2(g) → 2 HNO_3(aq)                               ∆H = -415 kJ

2 H_2(g)  +  O_2(g) → 2 H₂O_(l)                                                     ∆H = -572 kJ

N₂O_5(g)  +  H₂O_(l) → 2 HNO_3(aq)                                            ∆H = -140 kJ

A entalpia de formação do pentóxido de nitrogênio, em kJ/mol, é igual a

(A)  –847. 

(B)  –11,0.  

(C)  +11,0.  

(D)  +22,0.  

(E)   +847.

GABARITO: 1)E  2)D  3)  4)E  5)B  6)B  7)A  8)A  9)C  10)C

Obs: Elaboração Prof. Paulo Silva

Concentrações

1. Qual a concentração comum em g/L de uma solução de 3L com 60g de NaCl?

2. Qual a molaridade de uma solução de 3L com 87,75g de NaCl?

3. Uma solução contém 8g de NaCl e 42g de água. Qual o título em massa da solução? E seu título percentual?

4. No rótulo de um frasco de HCl há a seguinte informação: Título percentual em massa = 36,5%, Densidade = 1,18g/mL. Qual a molaridade desse ácido?

Gabarito:

1)

C = m1/V

C = 60/3

C = 20 g/L

2)

n = m1/ MM

n = 87,75/ 58,50

n = 1,5 mol

M = n1/ V

M = 1,5/3

M = 0,5 mol/L ou 0,5 molar ou ainda 0,5 M

3)

T = m1/m

T = m1/ (m1+m2)

T = 8/ (8+42)

T = 0,16  

% = ?

% = 100 x T

% = 100 x 0,16

% = 16%                      

4)

Transformar o percentual em título:

Depois aplicar a fórmula:

C = 1000.d.T

C  = 1000 x 1,18 x 0,365
C = 430,7 g/L

Para achar a molaridade: 

 C = M x MM

430,7 = M x 36,5
M = 11,8 mol/L

36,5 / 100 = 0,365 T

                 

Estequiometria (Casos Gerais)

1.Considere a equação química:

HCl  +  Ca(OH)₂  ®  CaCl₂  +  H₂O

Utilizando 22,2g de hidróxido de cálcio, calcule:

a) a massa, em gramas, de ácido clorídrico que reage.

b) a massa, em gramas, de cloreto de cálcio que se forma.

c) o número de moléculas de água que se forma.

2.  O sulfeto de zinco sofre combustão para produzir óxido de zinco e dióxido de enxofre. Partindo de 28 litros de oxigênio nas CNTP, calcule:

a) a massa, em gramas, de sulfeto de zinco que reage.

b) o número de moléculas de óxido de zinco que se formam.

c) o número de mols de moléculas e o volume, nas CNTP, de dióxido de enxofre formado.

3.        Que massa de cloreto de amônio é obtida pela reação completa de 1,00 mol de amoníaco com 1,00 mol de ácido clorídrico?

4.       Calcule a massa, em gramas, de ferro necessária para, em reação com água suficiente, obter 67,2 L de gás hidrogênio, nas CNTP, de acordo com a equação:

 Fe  +  H₂O --> Fe₃O₄  +  H₂

5.        Ferro reage com oxigênio para produzir óxido de ferro III. Calcule:

a) o número de mols de moléculas de oxigênio necessário para reagir com 5 mols de átomos de ferro.

b) o número de moléculas de Fe₂O₃ que se formam a partir de 3,01x10²³ moléculas de O₂.

6.       Considere a reação entre hidrogênio e monóxido de carbono, conforme a equação:

  4 H₂  +  2CO  --> C₂H₆O  +  H₂O

Agora, calcule:

a) o volume de hidrogênio, nas CNTP, necessário para obter 14,4g de água

b) o número de mols de moléculas de CO necessário para obter 207g de etanol (C₂H₆O)

c) o número de moléculas de água obtidas a partir de 20g de hidrogênio

7.  Dada a equação  Zn  +  HCl  -->  ZnCl₂  +  H₂  calcule:

a) o número de mols de átomos de zinco que reagem com 20 mols de moléculas HCl.

b) o número de mols de moléculas H2 que se formam a partir de 5 mols de moléculas HCl.

Termoquímica

1.      (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.

d) A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.

e) A variação de entalpia é maior que zero.

2.      (UFRRJ) A produção de álcool volta a ser apontada como uma das soluções para os problemas da poluição ambiental. Recentemente um acordo entre Brasil e Alemanha permitirá a fabricação de carros movidos a álcool. Sabendo-se os valores das entalpias de formação a 25ºC:

·         94,1 kcal/mol para CO₂ (g)

·         68,3 kcal/mol para H₂O (l)

·         66,4 kcal/mol para C₂H₅OH

a)      Escreva a reação que corresponde a essa combustão.

b)     Calcule o calor envolvido na queima de 92g de etanol.

3.      Considere a equação a seguir:

2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (l) ΔH = –572 kJ

É correto afirmar que a reação é:

a) exotérmica, liberando 286 kJ por mol de oxigênio consumido.

b) exotérmica, liberando 572 kJ para dois mols de água produzida.

c) endotérmica, consumindo 572 kJ para dois mols de água produzida.

d) endotérmica, liberando 572 kJ para dois mols de oxigênio consumido.

e) endotérmica, consumindo 286 kJ por mol de água produzida.

4.      (ITA 2010) – Sabe-se que a 25°C as entalpias de combustão (em kJ.mol^-1) de grafita, gás hidrogênio e gás 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 H2 (g) → CH4 (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

5.      (VUNESP 2006) – 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 CO2, conforme a equação a seguir:

CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g)

Sabe-se que as entalpias de formação para o CO e para o CO2 são, respectivamente, – 110,5 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.

                                                  ELETRÓLISE

1)(unitau) Assinale a alternativa incorreta

a) Eletrólise ígnea é a reação química provocada pela passagem de corrente elétrica através de 
um composto iônico fundido.                                                                                                          
b) Eletrólise aquosa é a reação química provocada pela passagem de corrente elétrica por meio 
de uma solução aquosa de um eletrólito.                                                                                                 
c) Com a eletrólise podemos produzir substâncias na indústria química como a soda cáustica e
hipocloritos.                                                                                                                                                   
d) A ddp negativa indica que a reação é espontânea e que poderá ser usada para 
gerar corrente elétrica.                                                                                                                                
e) Na eletrólise de uma solução aquosa de KI, o íon iodeto, quando volta a ser átomo, perde um 
elétron.

2)(fuvest) A eletrólise de cloreto de sódio fundido produz sódio metálico e gás cloro. Nesse processo, cada íon

a) sódio recebe dois elétrons.                                                                                                                       

b) cloreto recebe um elétron.                                                                                                                      c) sódio recebe um elétron.                                                                                                                               

d) cloreto perde dois elétrons.                                                                                                                       

e) sódio perde um elétron.

3)(fuvest) É comum encontrar nas lojas de materiais para piscinas o anúncio: "Temos cloro líquido. "            

a) Há erro em tal anúncio? Explique.

4) (PUC-RIO 2007)

Considere a célula eletroquímica abaixo e os potenciais das semi-reações:

Sobre o funcionamento da pilha, e fazendo uso dos potenciais dados, é INCORRETO afirmar que:

A)	os elétrons caminham espontaneamente, pelo fio metálico, do eletrodo de níquel para o de cobre
B)	a ponte salina é fonte de íons para as meia-pilhas.
C)	no anodo ocorre a semi-reação Ni(s) → Ni2+(aq) + 2e
D)	no catodo ocorre a semi-reação Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
E)	a reação espontânea que ocorre na pilha é: Cu(s) + Ni2+(aq) → Cu2+(aq) + Ni(s)

Gabarito:

1)d                                                                                                                                                                    
2)c                                                                                                                                                               
3)a) O cloro nas condições ambientes, é gasoso.

4)e