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TERMOQUÍMICA: EXERCÍCIOS
TERMOQUÍMICA ,[object Object],[object Object],[object Object]
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Solução 1 C 4 H 10   + 13/2 O 2      4 CO 2   + 5 H 2 O   H = - 2900 kJ/mol ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
2- (UFC) Dadas as seguintes equações termoquímicas: I-  1 C (s)   + 1 O 2(g)     1 CO 2 (g)    H = - 94,0 kcal II-  1 H 2 (g)   + ½ O 2 (g)      1 H 2 O (l)    H = - 68 kcal III-  2 C (s)   + 3 H 2(g)  + ½ O 2 (g)     1 C 2 H 6 O (l)    H = -74 kcal Determine o calor de combustão do álcool etílico .
Solução Para exercícios desse tipo devemos: 1- Escrever primeiro a reação que queremos 2- Manipular as reações dadas, colocando reagentes e produtos na ordem que queremos obter na equação final 3- Mudar os sinais dos calores envolvidos, quando invertermos a equação 4- Multiplicar e/ou dividir as equações, para que os coeficientes coincidam com os coeficientes da equação final 5- Cortar os termos semelhantes simplificando-os 6- Por últimos somar as equações, obtendo o calor envolvido na equação final Continua  
1 C 2 H 6 O    2 C  + 3 H 2   + ½ O 2   + 74,0  ( Invertida) ( 2 x) 1 C  +  1 O 2   ->  1 CO 2   - 94,0 ( 2x) ( 3 x)  H 2   +  ½ O 2     1 H 2 O  - 68,0 ( 3x)   1 C 2 H 6 O     2 C  + 3 H 2   + ½ O 2  + 74,0 kcal 2 C  + 2 O 2      2 CO 2   - 188,0 kcal 3 H 2  + 1,5 O 2      3 H 2 O  -  204,00 kcal   C 2 H 6 O  + 3 O 2      2 CO 2   + 3 H 2 O   H = - 318,0 kcal
3- (UFSC) Dadas as variações de entalpia de formação para as substâncias: Substâncias   H 0 f  ( kcal/mol) CH 4(g)   - 17,9 CO 2(g)   - 94,0 H 2 O (g)   - 68,3 Calcule a entalpia de formação ( em kcal/mol) da reação de combustão do metano: CH 4(g)   + 2 O 2 (g)      1 CO 2 (g)   + 2 H 2 O (g)
Solução H  f  CH 4  = -17,9 kcal/mol H  f  CO 2  = - 94,0 kcal/mol H  f  H 2 O   = - 68,3 kcal/mol CH 4(g)   + 2 O 2 (g)      CO 2(g)   +  2 H 2 O  H = Hp – Hr  ou   H = H  final  – H   inicial  H = ( 1.H f CO 2  + 2.H f H 2 O  ) – ( 1.H f CH 4  + 2.H f O 2 )  H = ( 1.-94,0 + 2.-68,3) – ( 1.-17,9 + 0)  H = (- 94,0 – 136,6) + 17,9  H = -212,7 kcal/mol    Reação exotérmica
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],H – N – N – H  H  H   O = N – N = O  O  O
Solução a)  2 N 2 H 4(g)   +  N 2 O 4 (g)      3 N 2(g)   +  4 H 2 O (v) b) 2 . ( 4 N- H) = 2. ( 4. 86) = +688 2. ( N – N) = 1. ( 38 ) = + 76 1. ( N – N) = 1.(38) = + 38 2 .( N – O) = 2. ( 55) = + 110 2 .( N=O) = 2. ( 97) = +194 Energia recebida= + 1.106 kcal 3 . ( N  N) = 3.(226)= - 678 4 . ( 2 H-O) = 4. (2. 111)= - 888  Energia liberada = - 1566 kcal ,[object Object],[object Object], H =  - 406 kcal Reação exotérmica Reagentes Produtos
[object Object],[object Object],[object Object]
Solução S  ortorrômbico     S  monoclínico    G > 0  e   S >0 CNTP    0 0 C = 273 K  1 atm = 101 325 Pa Processo espontâneo      H<0    S>0    G<0, se você tiver os valores      G< 0  G =   H – (T  S)  ,[object Object],[object Object]
6- (IME-RJ) Calcule o valor de energia livre, a 25 0 C, para a reação representada a seguir:  2 Na 2 O 2(s)   + 2 H 2 O (l)      4 NaOH (s)   +  O 2(g) Dados: Substância  Entalpia de formação  S 0  a 25 0 C ( 25 0 C ( kJ.mol -1 )  ( J.mol -1 .K -1 ) H 2 O (l)  -------------------  - 286,0  ------------------  69,69 Na 2 O 2 (s)  ----------------  - 510,9  ------------------  94,60 NaOH (s)   ---------------  - 426,8  ------------------  64,18 O 2 (g)   -----------------  0  ------------------  205,00
Solução 2 Na 2 O 2(s)  + 2 H 2 O (l)     4 NaOH (s)   + O 2(g)  G =   H - T  S  H = Hp – Hr  H = ( 4.H f  NaOH + 1.H f O 2 ) – ( 2 .H f Na 2 O 2  + 2.H f H 2 O)   H = ( 4.-426,8 + 0) – ( 2.-510,9 + 2. –286)  H = ( -1707,2) – ( -1021,8 – 572)  H = -1707,2 + 1593,8  H = -113,4 kJ ou –113.400 J  G =   H - T  S  G = -113.400 – (298.133,4)  G = -113.400 – 39675,12  G = - 153.075 J  G = - 153,075 kJ
7- (MED.Pouso Alegre-MG) Assinale a alternativa correta. Observe o gráfico a seguir: H Caminho da reação B  [ Y 2 X 2 ]   0 - A Y 2 + X 2 2 YX ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Solução Temos nesse exercício, um cálculo de variação de entalpia de uma reação, através de um gráfico. É a maneira mais fácil de calcular, a variação de entalpia.  Como a variação de entalpia é dada por entalpia dos produtos menos a entalpia dos reagentes teremos: Hr = 0     Hp = -A   H = Hp – Hr = - A – O   H = -A     LETRA  A
8- ( CESGRANRIO-RJ) Dado o esquema abaixo, estabelecido nas condições padrão: Entalpia ( kcal) 2 H 2(g)  + CO (g)  + 1,5 O 2(g) CH 3 OH (l)   + 1,5 O 2(g) CO 2(g)  + 2 H 2 O (l)  H = -173 kcal  H = -204 kcal E sabendo que a entalpia padrão de formação do CO (g)  é igual –26,0 kcal/mol, calcule a entalpia padrão de formação do metanol líquido.
Solução Esse exercício envolve vários métodos para podermos calcular a entalpia de formação do metanol . Temos pelo gráfico três equações: 2 H 2   + CO + 1,5 O 2     CO 2  + 2 H 2 O   H = -204,0 kcal CH 3 OH + 1,5 O 2     CO 2   + 2 H 2 O   H = -173,0 kcal OBS: não coloquei o estado físico, das substâncias por comodidade, mas... nunca deixe de colocar. CO 2  + 2 H 2 O    CH 3 OH + 1,5 O 2    H = + 173,0 2 H 2  + CO + 1,5 O 2     CO 2   + 2 H 2 O   H = - 204,0 2 H 2   + CO     CH 3 OH   H = -31,0 kcal  H = Hp – Hr  H = ( H f CH 3 OH  ) – ( 2.H f H 2  + H f CO ) -31 = ( H f CH 3 OH )   – ( 0 + -26) H f CH 3 OH  = -31-26 =  -57 kcal
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Solução Etanol    1 g    7 kcal  pessoa    3 500 kcal d etanol = 0,8 g/ml 7 kcal ------ 1 g 3 500 kcal---x g    x = 500 g LETRA    A
10- (UF-Vale do Sapucaí-MG) O volume de álcool ( C 2 H 5 OH) que produzirá, por combustão completa , a mesma quantidade energia que um litro de gasolina ( aqui representado apenas por isoctano – C 8 H 18 ) será: Dados: a 25 0 C, o calor de combustão do etanol é igual a 330,0 kcal/mol, o calor de combustão do isoctano é igual a 1 320 kcal/mol, a massa específica do etanol é igual a 0,75 g/ml, a massa específica do isoctano é igual a 0,80 g/ml, as massa atômicas : H-1; O-16; C-12
Solução C 2 H 5 OH V = ? d = 0,75 g/ml H combustão = 330 kcal/mol Massa molar = 46 g/mol C 8 H 18 d = 0,80 g/ml H combustão = 1 320 kcal/mol Massa molar = 114 g/mol 1 mol C 8 H 18     114 g -------- 1 320 kcal 1 000 ml    800 g ------- x = 9.263, 15 kcal 1 mol C 2 H 5 OH    46 g ------ 330 kcal x g ------ 9.263,15 kcal x = 1291,22 g C 2 H 5 OH LETRA   A

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TERMOQUÍMICA - EXERCÍCIOS

  • 2.
  • 3.
  • 4.
  • 5. 2- (UFC) Dadas as seguintes equações termoquímicas: I- 1 C (s) + 1 O 2(g)  1 CO 2 (g)  H = - 94,0 kcal II- 1 H 2 (g) + ½ O 2 (g)  1 H 2 O (l)  H = - 68 kcal III- 2 C (s) + 3 H 2(g) + ½ O 2 (g)  1 C 2 H 6 O (l)  H = -74 kcal Determine o calor de combustão do álcool etílico .
  • 6. Solução Para exercícios desse tipo devemos: 1- Escrever primeiro a reação que queremos 2- Manipular as reações dadas, colocando reagentes e produtos na ordem que queremos obter na equação final 3- Mudar os sinais dos calores envolvidos, quando invertermos a equação 4- Multiplicar e/ou dividir as equações, para que os coeficientes coincidam com os coeficientes da equação final 5- Cortar os termos semelhantes simplificando-os 6- Por últimos somar as equações, obtendo o calor envolvido na equação final Continua 
  • 7. 1 C 2 H 6 O  2 C + 3 H 2 + ½ O 2 + 74,0 ( Invertida) ( 2 x) 1 C + 1 O 2 -> 1 CO 2 - 94,0 ( 2x) ( 3 x) H 2 + ½ O 2  1 H 2 O - 68,0 ( 3x) 1 C 2 H 6 O  2 C + 3 H 2 + ½ O 2 + 74,0 kcal 2 C + 2 O 2  2 CO 2 - 188,0 kcal 3 H 2 + 1,5 O 2  3 H 2 O - 204,00 kcal C 2 H 6 O + 3 O 2  2 CO 2 + 3 H 2 O  H = - 318,0 kcal
  • 8. 3- (UFSC) Dadas as variações de entalpia de formação para as substâncias: Substâncias  H 0 f ( kcal/mol) CH 4(g) - 17,9 CO 2(g) - 94,0 H 2 O (g) - 68,3 Calcule a entalpia de formação ( em kcal/mol) da reação de combustão do metano: CH 4(g) + 2 O 2 (g)  1 CO 2 (g) + 2 H 2 O (g)
  • 9. Solução H f CH 4 = -17,9 kcal/mol H f CO 2 = - 94,0 kcal/mol H f H 2 O = - 68,3 kcal/mol CH 4(g) + 2 O 2 (g)  CO 2(g) + 2 H 2 O  H = Hp – Hr ou  H = H final – H inicial  H = ( 1.H f CO 2 + 2.H f H 2 O ) – ( 1.H f CH 4 + 2.H f O 2 )  H = ( 1.-94,0 + 2.-68,3) – ( 1.-17,9 + 0)  H = (- 94,0 – 136,6) + 17,9  H = -212,7 kcal/mol  Reação exotérmica
  • 10.
  • 11.
  • 12.
  • 13.
  • 14. 6- (IME-RJ) Calcule o valor de energia livre, a 25 0 C, para a reação representada a seguir: 2 Na 2 O 2(s) + 2 H 2 O (l)  4 NaOH (s) + O 2(g) Dados: Substância Entalpia de formação S 0 a 25 0 C ( 25 0 C ( kJ.mol -1 ) ( J.mol -1 .K -1 ) H 2 O (l) ------------------- - 286,0 ------------------ 69,69 Na 2 O 2 (s) ---------------- - 510,9 ------------------ 94,60 NaOH (s) --------------- - 426,8 ------------------ 64,18 O 2 (g) ----------------- 0 ------------------ 205,00
  • 15. Solução 2 Na 2 O 2(s) + 2 H 2 O (l)  4 NaOH (s) + O 2(g)  G =  H - T  S  H = Hp – Hr  H = ( 4.H f NaOH + 1.H f O 2 ) – ( 2 .H f Na 2 O 2 + 2.H f H 2 O)  H = ( 4.-426,8 + 0) – ( 2.-510,9 + 2. –286)  H = ( -1707,2) – ( -1021,8 – 572)  H = -1707,2 + 1593,8  H = -113,4 kJ ou –113.400 J  G =  H - T  S  G = -113.400 – (298.133,4)  G = -113.400 – 39675,12  G = - 153.075 J  G = - 153,075 kJ
  • 16.
  • 17. Solução Temos nesse exercício, um cálculo de variação de entalpia de uma reação, através de um gráfico. É a maneira mais fácil de calcular, a variação de entalpia. Como a variação de entalpia é dada por entalpia dos produtos menos a entalpia dos reagentes teremos: Hr = 0  Hp = -A  H = Hp – Hr = - A – O  H = -A  LETRA A
  • 18. 8- ( CESGRANRIO-RJ) Dado o esquema abaixo, estabelecido nas condições padrão: Entalpia ( kcal) 2 H 2(g) + CO (g) + 1,5 O 2(g) CH 3 OH (l) + 1,5 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O (l)  H = -173 kcal  H = -204 kcal E sabendo que a entalpia padrão de formação do CO (g) é igual –26,0 kcal/mol, calcule a entalpia padrão de formação do metanol líquido.
  • 19. Solução Esse exercício envolve vários métodos para podermos calcular a entalpia de formação do metanol . Temos pelo gráfico três equações: 2 H 2 + CO + 1,5 O 2  CO 2 + 2 H 2 O  H = -204,0 kcal CH 3 OH + 1,5 O 2  CO 2 + 2 H 2 O  H = -173,0 kcal OBS: não coloquei o estado físico, das substâncias por comodidade, mas... nunca deixe de colocar. CO 2 + 2 H 2 O  CH 3 OH + 1,5 O 2  H = + 173,0 2 H 2 + CO + 1,5 O 2  CO 2 + 2 H 2 O  H = - 204,0 2 H 2 + CO  CH 3 OH  H = -31,0 kcal  H = Hp – Hr  H = ( H f CH 3 OH ) – ( 2.H f H 2 + H f CO ) -31 = ( H f CH 3 OH ) – ( 0 + -26) H f CH 3 OH = -31-26 = -57 kcal
  • 20.
  • 21. Solução Etanol  1 g  7 kcal pessoa  3 500 kcal d etanol = 0,8 g/ml 7 kcal ------ 1 g 3 500 kcal---x g  x = 500 g LETRA  A
  • 22. 10- (UF-Vale do Sapucaí-MG) O volume de álcool ( C 2 H 5 OH) que produzirá, por combustão completa , a mesma quantidade energia que um litro de gasolina ( aqui representado apenas por isoctano – C 8 H 18 ) será: Dados: a 25 0 C, o calor de combustão do etanol é igual a 330,0 kcal/mol, o calor de combustão do isoctano é igual a 1 320 kcal/mol, a massa específica do etanol é igual a 0,75 g/ml, a massa específica do isoctano é igual a 0,80 g/ml, as massa atômicas : H-1; O-16; C-12
  • 23. Solução C 2 H 5 OH V = ? d = 0,75 g/ml H combustão = 330 kcal/mol Massa molar = 46 g/mol C 8 H 18 d = 0,80 g/ml H combustão = 1 320 kcal/mol Massa molar = 114 g/mol 1 mol C 8 H 18  114 g -------- 1 320 kcal 1 000 ml  800 g ------- x = 9.263, 15 kcal 1 mol C 2 H 5 OH  46 g ------ 330 kcal x g ------ 9.263,15 kcal x = 1291,22 g C 2 H 5 OH LETRA  A