Questões de Concurso sobre Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess

Em um experimento de cinética química, a velocidade inicial de uma reação genérica A + B $⭢$ produtos foi medida para diferentes concentrações iniciais dos reagentes, conforme a tabela:

Com base nos dados, a lei de velocidade da reação é:

O petróleo é a principal fonte de hidrocarbonetos. O metano (CH₄) é um hidrocarboneto que constitui um dos principais componentes do gás natural e a sua principal utilização é como fonte de energia. O gás produzido (biogás) em aterros sanitários ou lixões é drenado por um tubo e então mandado para uma usina que o converte em energia. A combustão do metano pode acontecer de forma completa, formando dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), ou ainda pode ser uma combustão parcial ou incompleta, tendo neste caso como produto o monóxido de carbono (CO), a fuligem (C) e a água.

Disponível em: SOLOMONS, T. W. G; FRYHLE, C. B. SNYDER, S. A. Química Orgânica, v. 1, 13 ed., Rio de Janeiro: LTC, 2024. (Adaptado).

A figura abaixo representa um diagrama de entalpia para a combustão de um mol de metano.

BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, B. E.; MURPHY, C. J.; WOODWARD, P. M.; STOLTZFUS, M. W. Química, a ciência central. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016 (adaptado).

A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 80 g do gás metano resultando em CO₂(g) e H₂O(g) é:

(Dados: massas atômicas C = 12, H =1)

A entalpia é uma grandeza termodinâmica que mensura a quantidade de calor trocada em processos que ocorrem sob pressão constante. Considerando os conceitos de calores de reação e a Lei de Hess, analise as afirmativas a seguir.

I.Uma reação endotérmica apresenta variação de entalpia positiva, indicando que o sistema absorveu calor da vizinhança durante a transformação.

II.A Lei de Hess estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende dos estados inicial e final, independentemente das etapas intermediárias.

III.A entalpia padrão de formação de uma substância simples em sua forma alotrópica mais estável, a vinte e cinco graus Celsius, é considerada numericamente igual a zero.

Está correto o que se afirma em:

O processo de Haber-Bosch é a reação química de síntese da amônia, desenvolvida por Fritz Haber e industrializada por Carl Bosch.

N_𝟐 + 𝟑H_𝟐 ⇌ 𝟐NH_𝟑

De elevada relevância industrial na produção de fertilizantes nitrogenados, essa reação pode ser analisada sob o ponto de vista termodinâmico. Considerando a variação da energia livre de Gibbs (∆G) antes e no estado de equilíbrio químico para essa reação, em condições de temperatura e pressão constantes, assinale a alternativa correta.

Em um experimento realizado em laboratório, foi observada a liberação de calor durante a reação entre uma solução ácida e uma base. Considerando o conceito de entalpia (AH), essa reação é classificada como:

A formação do monóxido de nitrogênio a partir de nitrogênio e oxigênio é descrita pela seguinte reação:

$\frac{1}{2}{\text{N}}_2(g)+\frac{1}{2}{\text{O}}_2(g)\to \text{NO}(g)$

A 298 K, a variação de entalpia padrão é ΔH° = +90,25 kJ/mol e a variação de entropia padrão é ΔS° = +12,4 J/mol·K. Considerando esses dados, assinale a alternativa que apresenta o valor da variação de energia livre padrão (ΔG°) e a correspondente classificação da reação quanto à espontaneidade nessas condições.

Considere os dados de energia de ionização sucessivas – I₁ (primeira ionização) a I₅ (quinta ionização) –, em kJ/mol, apresentados na tabela a seguir:

Acerca das informações apresentadas, é correto afirmar que

Analise a reação abaixo.

$2C{H}_{3}COCООH_{\left(aq\right)}+50_{2\left(g\right)}\iff 6C{O}_{2\left(g\right)}+4H_2{O}_{\left(l\right)}$

$\left(△H<0\right)$

Sobre a reação acima, é correto afirmar que:

Durante uma atividade experimental, foram adicionados, lentamente, pequenos cristais de hidróxido de sódio sólido — NaOH(s) — a um béquer contendo água destilada à temperatura ambiente. Após alguns instantes, percebeu-se que a temperatura da água aumentou, mesmo sem aquecimento externo.

Nesse caso, a transformação observada é classificada como

Ao dissolver hidróxido de sódio (soda cáustica) em água para preparar uma solução, percebe-se que o frasco fica bastante aquecido. Sobre esse fenômeno, é correto afirmar que se trata de:

Para aquecimento controlado de um meio reacional até 100 °C, deve-se colocar o vaso reacional em

Em um laboratório de pesquisa química, um relatório técnico apresentou dados experimentais envolvendo massa, volume, temperatura, energia e pressão, todos expressos segundo o Sistema Internacional de Unidades (SI). Durante a avaliação do documento, o químico responsável decidiu verificar a correção conceitual das unidades utilizadas, considerando a distinção entre grandezas fundamentais e derivadas, bem como a coerência dimensional do SI.

Com base nos princípios do Sistema Internacional de Unidades, assinale a alternativa correta.

As transições de fase em sólidos podem ser classificadas conforme as variações nas funções termodinâmicas. Transições em que a capacidade calorífica se torna infinita na temperatura de transição são chamadas de transições λ. Um exemplo clássico de transição de fase de segunda ordem (ou transição λ) que envolve a modificação da simetria da estrutura cristalina sem descontinuidade na entalpia é

O processo de Downs é um método industrial empregado para a obtenção de metais altamente eletropositivos. Um exemplo de obtenção de sódio metálico por esse processo é:

O metanol (CH3 OH) é um solvente amplamente empregado na indústria, e sua reação de obtenção pode ser representada na equação a seguir.

Considere que essa reação ocorra com 100% de rendimento, em temperatura de 300 K e pressão constante (reação feita em reator de pistão de volume variável).

Nessas condições, ao produzir 10 mol de CH₃ OH_(g), a partir de quantidades estequiométricas de C(s), O_2(g) e H_2(g), a variação de energia interna (△U) dessa reação, em kJ, foi mais próxima de

Foi solicitado ao técnico do laboratório de análises químicas e de alimentos que efetuasse a determinação do calor de combustão do aminoácido glicina (C₂H₅NO₂) em uma bomba calorimétrica de volume constante. A capacidade calorífica padrão da bomba é igual a 8,0 kJ/K. Foram queimados 2,0 g de glicina, e o calor liberado na combustão elevou a temperatura do calorímetro de 27,5 °C para 32,5 °C. Sabe-se que a energia transferida como calor a volume constante corresponde à variação de energia interna. Com base nessas informações, e considerando que todo o calor envolvido no processo foi absorvido pelo calorímetro, assinale a alternativa que apresenta o calor de combustão da glicina, em kJ/mol.

Dado: massa molar da glicina = 75 g/mol.

Em um combate a incêndio em um depósito de materiais inflamáveis, a equipe do Corpo de Bombeiros observa que uma parede metálica próxima às chamas aquece rapidamente, mesmo sem contato direto com o fogo; que o ar quente se desloca para as regiões superiores do ambiente; e que objetos localizados nas proximidades começam a aquecer sem contato físico direto com as chamas.

Com base nos mecanismos de transferência de calor, assinale a alternativa que relaciona adequadamente cada mecanismo à situação descrita.

A reação química de oxidação do dióxido de enxofre, representada pela equação termoquímica a seguir, foi analisada em um reator.

Com o intuito de deslocar o equilíbrio dessa equação e aumentar a concentração de SO₃ no interior do reator, podem ser empreendidas as seguintes ações:

O etano é um hidrocarboneto saturado, incolor e inodoro, constituído por dois átomos de carbono com hibridização sp3 e seis de hidrogênio. É um gás inflamável, obtido do gás natural e refinarias de petróleo, sendo essencial na indústria petroquímica como matéria-prima principal para produzir etileno.

Disponível em: BRUICE, P. Y.; PERROTTI-GARCIA, A. J.; GAUZE, G. F. Fundamentos de Química Orgânica. 2 ed. São Paulo: Pearson, 2014 (adaptado).

Sabe-se que a 25 °C as entalpias de formação (em kcal/mol) do gás etano, gás dióxido de carbono e vapor de água são, respectivamente: -20,2; -94,1 e -58,0. Assinale a alternativa que apresenta o valor correto da entalpia da seguinte reação:

$C_2{H}_{6(g)}+\frac{7}{2}{O}_{2(g)}\to 2C{O}_{2(g)}+3H_2{O}_{(v)}$

Os alótropos do oxigênio, O₂ e O₃, possuem valores de ΔH°_f iguais a 0 e 142,2 kJ/mol, respectivamente, a 25°C.

Com base nessa informação, assinale a a opção correta.