Termoquímica (Introdução)

01. (FGV-SP) Em um conversor catalítico, usado em veículos automotores em seu cano de escape para redução da poluição atmosférica, ocorrem várias reações químicas, sendo que uma das mais importantes é:

1 CO_(g) + ½ O2_(g) → 1 CO_2(g)

Sabendo-se que as entalpias das reações citadas abaixo são:

C^(grafita) + ½ O2(g) → CO(g) ∆H₁ = -26,4 kcal

C^(grafita) + O_2(g) → CO_2(g) ∆H₂ = -94,1 kcal

1. exotérmica e absorve 67,7 kcal/mol.
2. exotérmica e libera 120,5 kcal/mol.
3. exotérmica e libera 67,7 kcal/mol.
4. endotérmica e absorve 120,5 kcal/mol.
5. endotérmica e absorve 67,7 kcal/mol.

02. (Cesgranrio-RJ) O elemento químico tungstênio, W, é muito utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes comuns. Quando ligado a elementos como carbono ou boro, forma substâncias quimicamente inertes e muito duras. O carbeto de tungstênio, WC_(s), muito utilizado em esmeris, lixas para metais etc., pode ser obtido pela reação:

1 C_(grafite) + 1 W_(s) → 1 WC_(s)

A partir das reações a seguir, calcule o ∆H de formação para o WC(s). Dados:

1 W(s) + 3/2 O_2(g) → 1 WO_3(s) ∆H _COMBUSTÃO = -840 kJ/mol

1 C_(grafite) + 1 O_2(g) → 1 CO_2(g) ∆H _COMBUSTÃO = -394 kJ/mol

1 WC(s) + 5/2 O_2(g) → 1WO_3(s) + 1 CO_2(g) ∆H _COMBUSTÃO =-1196 kJ/mol

1. 19 kJ/mol
2. + 38 kJ/mol
3. - 38 kJ/mol
4. + 2 430 kJ/mol
5. - 2 430 kJ/mol

03. (Fuvest-SP) 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:

C₆H₄(OH)_2(aq) + H₂O_2(aq) → C₆H₄O_2(aq) + 2 H₂O_(l)

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

C₆H₄(OH)_2(aq) → C₆H₄O_2(aq) + H_2(g) ΔH = +177 kJ . mol^-1

H₂O_(l) + ½ O₂(g) → H₂O_2(aq) ΔH = +95 kJ . mol^-1

H₂O_(l) → ½ O_2(g) + H_2(g) ΔH = +286 kJ . mol^-1

Assim sendo, o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro é:

1. -558 kJ . mol^-1
2. -204 kJ . mol^-1
3. -177 kJ . mol^-1
4. +558 kJ . mol^-1
5. +585 kJ . mol^-1

04. (MACK-SP) Relativamente às equações a seguir, fazem-se as seguintes afirmações:

C(grafite)_(s) + O_2(g) → C_O2(g) ΔH = - 94,0 kcal

C(diamante)_(s) + O_2(g) → CO_2(g) ΔH = - 94,5 kcal

I - C(grafite) é a forma alotrópica menos energética.

II - As duas reações são endotérmicas.

III - Se ocorrer a transformação de C(diamante) em C(grafite), haverá liberação de energia.

IV - C(diamante) é a forma alotrópica mais estável.

São corretas:

1. I e II, somente.
2. I e III, somente.
3. I, II e III, somente.
4. II e IV, somente.
5. I, III e IV, somente.

05. (Unificado-RJ) O gás hilariane (N2₂O) tem características anestésicas e age sobre o sistema nervoso central, fazendo com que as pessoas riam de forma histérica. Sua obtenção é feita a partir de decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3), que se inicia a 185 °C, de acordo com a seguinte equação:

NH₄NO_3(s) → N₂O(g) + 2H₂O(g)

No entanto, o processo é exotérmico e a temperatura fornecida age como energia de ativação. Sabe-se que as formações das substâncias N2O, H2O e NH4NO3 ocorrem por meio das seguintes equações termoquímicas:

N_2(g) + ½ O_2(g) → N₂O_(g) – 19,5 kcal

H_2(g) + ½ O_2(g) → H2₂O_(g) + 57,8 kcal

N_2(g) + 2 H_2(g) + 3/2 O_2(g) → NH₄NO_3(s) + 87,3 kcal

A quantidade de calor liberada, em Kcal, no processo de obtenção do gás hilariante é:

1. 8,8
2. 17,6
3. 28,3
4. 125,6
5. 183,4

06. (UDESC) O gás metano pode ser utilizado como combustível, como mostra a equação 1:

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

Utilizando as equações termoquímicas abaixo, que julga necessário, e os conceitos da Lei de Hess, obtenha o valor de entalpia da equação 1.

C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g) ΔH = 131,3 kj mol^-1

CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) ΔH = 283,0 kj mol^-1

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g) ΔH = 241,8 kj mol^-1

C(s) + 2H2(g) → CH4(g) ΔH = 74,8 kj mol^-1

O valor da entalpia da equação 1, em kj, é:

1. -704,6
2. -725,4
3. -802,3
4. -524,8
5. -110,5

07. (FUVEST) Benzeno pode ser obtido a partir de hexano por reforma catalítica. Considere as reações da combustão:

H₂(g) + ½ O₂(g) → H₂O(l)

Calor liberado = 286 kJ/mol de combustível

C₆H₆(l) + 15/2 0₂(g) → 6 CO₂(g) + 3H₂O(l)

Calor liberado = 3268 kJ/mol de combustível

C₆H₁₄(l) + 19/2 0₂(g) → 6 CO₂(g) + 7H₂O(l)

Calor liberado = 4163 kJ/mol de combustível

Pode-se então afirmar que na formação de 1 mol de benzeno, a partir do hexano, há:

1. liberação de 249 kJ.
2. absorção de 249 kJ.
3. liberação de 609 kJ.
4. absorção de 609 kJ.
5. liberação de 895 kJ.

08. (FAAP) O enxofre constitui-se na matéria prima essencial na fabricação de H₂SO₄. No estado sólido, o enxofre apresenta as formas alotrópicas rômbica e monoclínica. Sabendo que:

S_{(monoclínico)} O₂(g) → SO₂(g)  ΔH -71,1 kcal/mol

S_(rômbico) O₂(g) → SO₂(g)  ΔH -71,0 kcal/mol

podemos afirmar que:

1. a transformação da forma monoclínica para a rômbica se dá com a liberação de 71,0 kcal/mol.
2. o enxofre sólido, em temperaturas mais baixas, apresenta-se na forma monoclínica
3. a transformação da forma rômbica para a monoclínica se dá com a liberação de 0,1 kcal/mol.
4. a forma rômbica precede à monoclínica quando o enxofre sólido é aquecido.
5. a transformação do enxofre sólido de uma forma alotrópica para outra, não envolve variação de energia.

09. (UNEMAT) A Lei de Hess tem importância fundamental no estudo da Termoquímica e pode ser enunciada como “a variação da entalpia em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final da reação”. Uma das consequências da Lei de Hess é que as equações termoquímicas podem ter tratamento algébrico.

Dadas as equações:

C(grafite) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH₁ = -393,3 kj

C(diamante) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH₂ = -395,2 kj

Com base nas informações acima, calcule a variação de entalpia da transformação do carbono grafite em carbono diamante e assinale a alternativa correta.

1. -788,5 kj
2. +1,9 kj
3. +788,5 kj
4. -1,9 kj
5. +98,1 kj

10. (FEI) A fabricação de diamante pode ser feita comprimindo-se grafite a uma temperatura elevada empregando-se catalisadores metálicos como o tântalo e o cobalto. Analisando os dados obtidos experimentalmente em calorímetros:

C_(grafite) O₂(g) → CO₂(g)  ΔH -393,5 kJ/mol

C_(diamante) O₂ (g) → CO₂(g) ΔH -395,6 kJ/mol

1. a formação de CO₂ é sempre endotérmica.
2. a conversão da forma grafite na forma diamante é exotérmica.
3. a forma alotrópica estável do carbono nas condições da experiência é a grafite.
4. a variação de entalpia da transformação do carbono grafite em carbono diamante nas condições da experiência é ΔH = - 2,1 kJ/mol.
5. a forma alotrópica grafite é o agente oxidante e a diamante é o agente redutor das reações de combustão.