Questões de Concurso sobre Termoquímica

Dadas as afirmativas relacionadas à termoquímica e à termodinâmica química,

I. Quando um sistema se expande livremente, o trabalho é o maior possível, pois o sistema se expande no vácuo.

II. Em um sistema fechado, contendo um gás ideal, entre os mesmos estados inicial e final, mantido em contato com um reservatório térmico, o processo isotérmico reversível é o que produz o maior trabalho.

III. Em sistemas abertos operando em regime permanente, a variação de entalpia entre a entrada e a saída participa do balanço de energia, junto ao calor trocado, ao trabalho de eixo e à energia associada ao escoamento do fluido.

IV. A entalpia de uma reação química é invariável com a pressão para qualquer sistema, desde que a temperatura seja mantida constante e não ocorram mudanças de fase.

verifica-se que estão corretas apenas

A energia necessária para remover um elétron da camada de valência de um átomo em seu estado fundamental, em fase gasosa, é conhecida como

Em uma investigação pericial, duas reações químicas distintas apresentam valores igualmente negativos de energia livre de Gibbs (ΔG < 0), indicando que ambas são termodinamicamente espontâneas. No entanto, observa-se experimentalmente que uma ocorre rapidamente, enquanto a outra se processa de forma extremamente lenta à temperatura ambiente.

Essa diferença no comportamento reacional é explicada, principalmente, pela:

Em um processo adiabático irreversível em um sistema fechado, a variação de entropia do sistema é necessariamente positiva, pois não há transferência de calor e a entropia gerada internamente é maior que zero.

Considere que, ao realizar a leitura de transmitância no UV-VIS de uma amostra de permanganato de potássio, o técnico tenha observado uma transmitância percentual (T_%) de 10%. Nesse caso, o valor da absorvância (A) para essa amostra é igual a 1,0.

A produção industrial de monóxido de carbono, (CO), pode ser analisada a partir de dados químicos de combustão. Considere as seguintes equações:

I- C(s, grafite) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = −393,5 kJ·mol⁻¹

II- CO(g) + ½ O₂(g) → CO₂(g) ΔH = −283,0 kJ·mol⁻¹

Tomando por referência essas informações, assinale a alternativa que apresente o valor correto da variação de entalpia, (ΔH), para a reação: C(s, grafite) + ½ O₂(g) → CO(g).

A variação da energia livre de Gibbs-padrão ($\Delta Gº$) para a reação em apreço é negativa, com valor inferior a −45 kJ/mol, o que indica que a reação é espontânea nas condições-padrão.

A reação de combustão da glicose, também chamada de respiração, produz gás carbônico e água. Esse é um importante processo metabólico, porque fornece energia para as células e garante o bom funcionamento do organismo. Considere as seguintes entalpias-padrão de formação ( ) a 25 °C.

Com base nessas informações, é correto concluir que a variação de entalpia envolvida na queima de 1 mol de glicose é

Pela teoria usual de Arrhenius, a energia de ativação de uma reação química é constante, mas, segundo a teoria de Aquilanti-Mundim, ela varia com a temperatura.

Considere a reação de formação do metanol e os dados termoquímicos a seguir:

CO_(g) + 2H_2(g) → CH₃OH_(l)

Considerando T = 298 K, a análise termoquímica correta é:

Em aterros sanitários ou usinas de biogás, a decomposição anaeróbia da matéria orgânica gera o metano como um de seus principais produtos. Esse gás é capturado e, por meio de reações de combustão, libera calor (energia térmica), que é convertido em energia elétrica, por meio de geradores adequados.

Considere as reações termoquímicas a seguir (condições-padrão):

I. C_{(s, grafite)} + O_2(g) → CO_2(g)

ΔH₁= −393,5 kJ

II. H_2(g) + 1/2O_2(g) → H₂O_(l)

ΔH₂= −285,8 kJ

III. C_{(s, grafite)} + 2H_2(g) → CH_4(g)

ΔH₃= −74,8 kJ

Mediante a aplicação da Lei de Hess, pode-se determinar o ΔH da reação:

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_(l)

A partir dessas informações, assinale a alternativa que apresenta o ΔH da reação de combustão do metano e o calor liberado na combustão de 32,0 g de metano, respectivamente.

(Dado: CH₄ = 16 g/mol.)

Durante a análise de uma amostra desconhecida, foram obtidos os seguintes resultados: a fórmula molecular do composto foi previamente determinada por espectrometria de massas como C₄H₈O₂, o espectro de RMN de ¹H (300 MHz) apresentou três sinais – um tripleto em δ 1,25 ppm (3H), um quarteto em δ 4,12 ppm (2H) e um singlete em δ 2,03 ppm (3H) – e, por fim, no espectro de RMN de ¹³C (75 MHz), observaram-se sinais em δ 14, 21, 60 e 171 ppm. Considerando os dados espectroscópicos e as regras de deslocamento químico e acoplamento spin-spin, assinale a alternativa que identifica corretamente o composto e justifica os sinais observados.

A reação de combustão do monóxido de carbono é representada pela seguinte equação química:

CO _(g) + ½ O_{2 (g)} → CO_{2 (g)}

Considere um estudo dessa reação, realizada a 298 K. A Tabela a seguir apresenta a entropia padrão (S^o ) e a entalpia padrão de formação ($\Delta$H^o_f) dos participantes da reação nessa temperatura.

A variação de energia livre padrão dessa reação, em kJ/mol, corresponde, aproximadamente, a

Atente-se às equações termoquímicas I, II e III e leia o texto a seguir.

I. C₆ H₁₂O₆ (s) + 6O₂ (g) 6CO₂ (g) + 6H₂O (l) ΔH^o < 0

II. N₂ (g) + 3Cl₂ (g) 2NCl₃ (l) ΔH^o > 0

III. 2POCl₃ (g) 2PCl₃ (g) + O₂ (g) ΔH^o > 0

Considerando as equações no sentido da formação dos produtos, a reação representada na equação ____________ será espontânea a partir do valor de temperatura, T > ΔHº /ΔSº, e a reação representada na equação _____________ não será espontânea, independentemente da temperatura.

Em face do exposto, as lacunas do texto devem ser preenchidas, correta e respectivamente, por

Durante a análise de um artefato incendiário, o perito avalia a viabilidade energética de uma reação química envolvida no processo de combustão.

Assinale a alternativa correta considerando os conceitos da termodinâmica química.