Questões de Concurso sobre Termoquímica

A energia livre de Gibbs é uma função de estado muito utilizada na termodinâmica química para prever a espontaneidade das reações. Para uma transformação espontânea em processos, à temperatura e pressão constantes, procuramos valores de ΔH, ΔS e T que levam a um valor negativo de ΔG. Assim, uma reação endotérmica só será espontânea se ocorrer com

Uma amostra de ciclohexano, C₆H₁₂, foi aquecida até 81ºC, seu ponto de ebulição. O aquecimento continuou até que 32 kJ fossem fornecidos. Como resultado, 67,2 g de ciclohexano, em ebulição, vaporizaram. Assinale a opção que indica a entalpia de vaporização do ciclohexano no ponto de ebulição.

O ácido sulfúrico pode ser obtido a partir de um processo com as seguintes etapas reacionais

S_(s) + O_2(g) → SO_2(g) + 297 kJ/mol

2 SO_2(g) + O_2(g) – 198 kJ/mol → 2 SO_3(g)

SO_3(g) + H₂O_(l) → H₂SO_4(l) + 228 kJ/mol

Dessa forma, determine a entalpia padrão de reação da formação de 1 mol de ácido sulfúrico a partir da queima do enxofre e determine se o processo é endotérmico ou exotérmico.

Em relação aos tipos de chama empregados em Espectroscopia Atômica, são feitas as seguintes considerações:

I - os combustíveis oxidantes comuns empregados em espectroscopia de chama podem alcançar temperaturas na faixa de 1.700 a 3.150°C.

II - as temperaturas entre 1.700 a 2.400°C são obtidas com vários combustíveis quando o ar é usado como oxidante.

III - os metais alcalinos e alcalinos terrosos produzem espectros de emissão úteis na faixa de 1.700 a 2.400°C.

IV - metais pesados não são facilmente excitados e é necessário usar O₂ ou N₂O como oxidante.

Estão CORRETAS as afirmativas:

Os fenômenos descritos abaixo estão relacionados à processos termoquímicos em situações envolvendo trocas de calor em transformações químicas ou físicas, comumente observadas na indústria, em experimentos de laboratório ou em operações de saneamento:

I. A dissolução de hidróxido de sódio sólido em água é um processo endotérmico que resfria o recipiente durante a preparação da solução.

II. Em laboratório, a reação entre ácido clorídrico e hidróxido de sódio é endotérmica, pois exige aquecimento externo para ocorrer.

III. A fotossíntese artificial, em desenvolvimento para produção de combustíveis alternativos, é um processo endotérmico que requer energia luminosa.

IV. A queima de gás natural em caldeiras industriais libera calor, sendo um exemplo clássico de processo exotérmico.

Assinale a alternativa que apresenta apenas asserções CORRETAS.

De acordo com Del Pino J.C; Kruger, V., em “Segurança no Laboratório” (1997), assinale V (verdadeiro) ou F (falso) diante de cada afirmativa a seguir.

( ) Para que haja combustão, o material combustível deve ser aquecido à sua temperatura de ignição.

( ) Para que haja combustão, o material combustível, se sólido ou líquido, deve ser decomposto pelo calor em vapores.

( ) A combustão continuará até que o material combustível seja resfriado abaixo de sua temperatura de fulgor.

( ) A combustão continuará até que a concentração do agente oxidante seja reduzida abaixo da concentração do combustível.

Assinale a alternativa com a sequência correta.

Um trabalhador sofreu uma queimadura química após derramar ácido clorídrico sobre o braço. Em relação aos primeiros socorros adequados, assinale a alternativa correta.

A uma paciente de 33 anos apresentando sonolência, ganho de peso, lentidão na fala, foram requisitados os exames para investigação tireoidiana, obtendo-se os seguintes resultados:

Tabela 7 – Resultados dos exames para investigação tireoidiana.

De acordo com esses resultados e acerca do diagnóstico de distúrbios tireoidianos, é CORRETO afirmar que a paciente apresenta:

Durante o estudo de processos termoquímicos aplicados à geração de energia, uma equipe de pesquisadores investigou o comportamento de uma máquina térmica ideal operando entre dois reservatórios térmicos. O ciclo foi conduzido entre um reservatório quente a 600 K e outro frio a 300 K. No decorrer de 1 hora de operação contínua, a máquina absorveu 9.103 kJ de calor do reservatório quente. Considerando que o sistema opera de maneira reversível e sem perdas, avalie as implicações desse processo do ponto de vista da espontaneidade e da eficiência da conversão energética.

Considere os dados apresentados a seguir.

CH₃CH₂CHO(g) + H₂(g) -→ CH₃CH₂CH₂OH(g)

Tabela - Dados das Energias de Ligação Médias para ligações Simples e Múltiplas

(Fonte: KOTZ, J. C., TREICHEL, P. M., WEAVER, G. C. Química Geral e Reações Químicas, v.1. São Paulo: Cengage Learning, 2010.)

Estima-se que o valor da entalpia para reação de hidrogenação do propanal é:

Um sistema absorve calor expandindo-se de 1.000 L para 4.000 L, contrapressão constante de 3 atm. Se ΔN para o processo é zero, quantos quilojoules de calor são absorvidos?

Para a produção de titânio metálico ou dióxido de titânio puros, é necessário fazer a cloração do minério que contém dióxido de titânio, com o objetivo de separar esse óxido de outras substâncias presentes no minério. A principal reação química de cloração é representada por:

TiO₂(s) + 2 Cl₂ (g) ⇌ TiCl₄ (g) + O₂ (g) ΔH = +175 kJ/mol

Depois da cloração, o tetracloreto de titânio é condensado e convertido, novamente, a dióxido de titânio.

Após o sistema atingir o equilíbrio químico, como a formação do TiCl₄ pode ser favorecida?

Com base nas leis fundamentais da termodinâmica aplicadas a sistemas químicos, analise as assertivas a seguir:

I. Quanto maior a desordem de um sistema, maior é a sua entropia. E quanto mais ordenado o sistema, menor sua entropia.

II. A relação entre entropia e espontaneidade de uma reação é expressa pela segunda lei da termodinâmica.

III. A primeira lei da termodinâmica é baseada na lei da conservação da energia.

IV. De acordo com a terceira lei da termodinâmica, a entropia de uma substância cristalina perfeita é zero à temperatura do zero absoluto.

Quais estão corretas?

Observe os dados de entalpia de formação (ΔH${}_f^{º}$) da tabela a seguir:

É correto afirmar que a entalpia padrão da reação de combustão completa do etanol (ΔH${}_f^{º}$), em kJ.mol^–1, é

Em um calorímetro a volume constante, foi possível medir calor de combustão da glicose (C₆H₁₂O₆), em termos da variação de energia (ΔU) transferida como calor a volume constante. Uma amostra de glicose de 2,5 g foi queimada completamente na bomba calorimétrica de capacidade calorífica padrão 7,0 kJ/K, e o calor liberado nessa combustão fez a temperatura do calorímetro aumentar de 25,5 °C para 30,5 °C. Diante dessas informações e considerando que todo o calor envolvido no processo foi absorvido pelo calorímetro, assinale a alternativa que apresenta o calor de combustão da glicose, em kJ/mol.

A espontaneidade de uma reação química depende da variação de entalpia (ΔHº), da variação de entropia (ΔSº) e da temperatura absoluta (T). Embora os valores de ΔHº e ΔSº variem pouco com a temperatura, a energia livre padrão de Gibbs (ΔGº) depende diretamente dela, podendo inclusive mudar de sinal com o aumento ou a redução da temperatura. Considerando essas relações, sob condições padrão e pressão constante, quanto à influência da temperatura sobre a variação de energia livre de uma reação, assinale a alternativa INCORRETA.

Em relação à sensibilidade entre RMN de hidrogênio (¹H-RMN) e a RMN de carbono (¹³C-RMN), é CORRETO afirmar que:

Considerando aspectos da termodinâmica, assinale a opção correta.

Um composto orgânico empregado como combustível alternativo aos derivados de petróleo é o metanol, CH₄O, que pode ser obtido de material vegetal. A entalpia de formação desse composto orgânico no estado líquido é $\Delta H_f^{\circ }=-239\frac{\text{kJ}}{\text{mol}}.$

Considere as equações termoquímicas:

CO₂ (g) → CO (g) + ½ O₂ (g) ΔHº = +283 kJ

2CO (g) → C (s) + CO₂ (g) ΔHº = –173 kJ

H₂ (g) + ½ O₂ (g) → H₂ O ($\ell$) ΔHº = –286 kJ

A entalpia padrão de combustão completa do composto CH₄O é

A entalpia (∆H) é uma função de estado extensiva que representa a quantidade de calor trocada em uma transformação físico-química sob pressão constante. Para reações químicas, a variação de entalpia está diretamente relacionada à diferença entre as energias das ligações químicas dos produtos e dos reagentes. Considere as seguintes transformações, todas realizadas sob pressão constante e com energia térmica como única forma de troca com o meio:

I. Combustão completa do metano:

CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g)

∆H = –890 kJ/mol

II. Reação global da fotossíntese (em presença de radiação solar):

6 CO₂(g) + 6 H₂O(l) → C₆H₁₂O₆(s) + 6 O₂(g)

∆H = +2800 kJ/mol

III. Dissolução de 1 mol de NaOH(s) em 100 g de H₂O(l), com aumento da temperatura da solução de 25 °C para 38 °C, em sistema termicamente isolado.

IV. Decomposição térmica de 1 mol de CaCO₃(s):

CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g)

∆H = +178 kJ/mol

Com base na análise energética e termodinâmica desses processos, bem como nos conceitos fundamentais da termoquímica, analise as afirmativas e assinale a alternativa correta.