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

Considere o seguinte equilíbrio e assinale a alternativa INCORRETA.

2SO_2(g) + O_{2 (g)} ⇆ 2SO_3(g)ΔH<0

Algumas reações são caracterizadas por possuírem balanço energético positivo quando comparado a energia entálpica dos produtos em relação aos reagentes. Assim, a variação dessa energia possui sinal positivo (+ΔH) e indica que houve mais absorção de energia do meio externo que liberação. Nesse contexto, estamos falando de que tipo de reação?

Algumas reações são caracterizadas por possuírem energia livre positiva, sendo desfavoráveis termodinamicamente e não espontâneas, ou seja, é necessária a adição de energia para que a reação ocorra. Assim, a variação dessa energia possui sinal positivo (ΔG>0) e indica que houve absorção de energia. Nesse contexto, está-se falando de que tipo de reação?

Nos motores de controle de altitude do ônibus espacial, a metilhidrazina, usada como combustível, reage com o tetróxido de dinitrogênio.

A reação é representada pela equação a seguir.

4 CH₆N₂ ($\ell$) + 5 N₂O₄($\ell$) $\to$ 4 CO₂(g) + 12 H₂O ($\ell$) + 9 N₂(g)

As duas substâncias reagem instantaneamente quando estão em contato. A energia liberada por 1,00 g de CH₆N₂ à temperatura constante é de 7kJ.

Dados: Massas molares (g.mol^-1): H=1; C =12; N=14.

A variação de entalpia da reação apresentada, em kJ, é

A reação representada pela equação a seguir ocorre em uma única etapa estabelecendo-se equilíbrio entre reagente (R) e produto (P).

A energia da reação direta é igual a – 100kJ/mol e a energia de ativação da reação direta é igual a 140 kJ/mol. Com a adição de um catalisador, a energia de ativação da reação direta diminui 60 kJ/mol, fazendo com que a energia de ativação da reação inversa seja igual a

Algumas reações químicas envolvidas no processo de formação de gás de síntese são representadas pelas equações termoquímicas a seguir.

I - C (s) + H₂O (v) → CO (g) + H₂ (g) ΔH° = -28.000 cal mol^-1

II - CO (g) + H₂O (v) → CO₂ (g) + H₂ (g) ΔH° = +9.400 cal mol^-1

III - C (s) + 2 H₂O (v) → CO₂ (g) + 2 H₂ (g)

Considerando-se essas informações, a variação de entalpia, em cal mol^-1, da equação termoquímica III é

Considere as três reações abaixo:

(1) Ca(s) + ½O₂ (g) $\leftrightharpoons$ CaO(s)

(2) C₁₂H₂₂O₁₁(s) + 12O₂ (g) → 12CO₂ (g) + 11H₂ O(l)

(3) N₂ (g) + 3H₂(g) → 2NH₃ (g)

Sobre os valores esperados da variação da entropia padrão das reações (∆_r S°), podemos dizer que:

A corrosão é o termo geralmente usado para designar a deterioração de metais por um processo eletroquímico. O exemplo mais familiar de corrosão é, sem dúvida, o da formação de ferrugem sobre o ferro. Com base nos valores de potenciais padrão de redução abaixo, qual desses metais poderia fornecer proteção catódica ao ferro?

Considere: Fe²⁺ _(aq) + 2 e^- → Fe_(s) E° _red = -0,44 V

O termo “superácido” é usado para descrever os ácidos mais fortes do que o ácido sulfúrico, um dos ácidos comuns mais fortes. George Andrew Olah (1927 - 2017), um químico húngaro-estadunidense, ganhou o Prêmio Nobel de Química em 1994, com a aplicação de superácidos ao estudo de carbocátions. A água é um solvente incapaz de distinguir os superácidos do ácido sulfúrico, uma vez que ela apresenta o chamado “efeito nivelador”. Portanto, na quantificação da acidez dos superácidos é comum o uso da função de acidez de Hammett, H₀, que é definida matematicamente como:

$H_0=pK{a}_{\left(B{H}^{+}\right)}-\log \frac{\left[B{H}^{+}\right]}{\left[B\right]}$

onde B é um indicador básico, BH⁺ é o ácido conjugado desse indicador e pKa_(BH+) é a constante de acidez deste último. Quando o indicador é nitroanilina (C₆H₆N₂O₂), experimentos realizados para ácidos puros nas mesmas condições, permitem construir a tabela abaixo:

Tabela: função de acidez de Hammett para superácidos comuns.

*O HF não é um superácido e é colocado aqui apenas para comparação.

** Dependendo da concentração de SbF₅ em HF.

Fonte: MIESSLER, GL; FISCHER, PJ; TARR, DA. Química Inorgânica,

5. ed., São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2014.

Diante dessas informações, assinale a opção que mostra a ÚNICA reação termodinamicamente espontânea entre pares das substâncias citadas acima:

Os parâmetros termodinâmicos de uma reação química são de fundamental importância para a compreensão de seu processamento. A tabela a seguir apresenta os valores de variação de entalpia (ΔH), variação de entropia (ΔS) e temperatura para quatro processos distintos (I, II, III e IV) realizados à pressão e temperatura constantes.

O processo espontâneo é o

Uma amostra de água (150 g) resfria de 70 °C para 20 °C. A quantidade de calor liberada da água para o ambiente será de:

Dados: calor específico da água = 1 cal/g.°C

A reação PF₃ (g) + F₂ (g) ⇌ PF₅ (g) tem ∆H = -675 kJ/mol. É possível aumentar o rendimento em PF₅ por deslocamento de equilíbrio provocado pelas seguintes alterações:

As energias de ligação do H₂, do Cl₂ e do HCl nas condições padrão e a 25 ºC, em kJ mol^-1, são 434, 243 e 431, respectivamente. Com base nessas informações, assinale a alternativa que apresenta a entalpia padrão de formação do HCI, em kJ mol^-1.

Se em um sistema contendo um gás houver aumento da pressão e da temperatura e o volume permanecer constante, o que ocorre com a energia interna e a energia cinética média das moléculas:

Segundo o princípio de Le Chatelier “Quando um fator externo age sobre um sistema em equilíbrio, este se desloca, sempre no sentido de minimizar a ação do fator aplicado”.

Considerando as afirmativas a seguir:

I. Quando aumentamos a concentração de reagentes o equilíbrio se desloca na formação de produtos

II. Ao aumentar a temperatura favorece reações exotérmicas

III. O aumento da pressão total desloca o equilíbrio para o sentido de maior volume

IV. O catalisador diminui o tempo necessário para que o equilíbrio seja atingindo

100 g de água a 80 ºC são transferidos a um recipiente de vidro contendo 100 g de água a 20 ºC. Sobre esse processo são feitas as seguintes afirmações:

I - A temperatura de equilíbrio será 50 ºC.

II - A água fria sofre aumento de energia interna e de entropia.

III - A água fria sofre aumento de entalpia e diminuição de entropia.

IV - A água quente sofre diminuição de energia interna e aumento de entropia.

Quais estão corretas?

A caldeira de recuperação de um navio produz vapor com pressão de 10 MPa, a partir de água líquida em uma temperatura inicial de 40^o C. Nesse caso, a temperatura de saturação da água é de 311^o C. O estado final do vapor é de superaquecido a 500^o C, conforme apresentado na Figura abaixo.

Sabendo-se que o calor específico da água é igual 1,87 kJ/kg^.K e que a variação de entalpia na região saturada é de 1.378 kJ/kg, a quantidade de calor aproximada, em kJ/kg, para uma vazão de vapor de 1 kg/s, é de

Em relação à termoquímica, analise as assertivas abaixo, assinalando V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) A variação de entalpia (ΔH) de um sistema informa a quantidade de calor trocado por esse sistema à pressão constante. O sinal de ΔH informa se o processo é exotérmico ΔH>0 ou endotérmico ΔH<0.

( ) A representação de uma equação termoquímica deve incluir os coeficientes estequiométricos de todos os participantes e o ΔH do processo.

( ) A entalpia padrão de formação (ΔH⁰_f) é positiva para as substâncias simples, desde que estejam no estado-padrão, no estado físico e na variedade alotrópica mais estável.

( ) Os valores ∆H são numericamente iguais, mas de sinais opostos, para reações químicas que sejam o inverso uma da outra.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Uma forma de avaliar a estabilidade de um alceno é através da determinação de sua entalpia-padrão de hidrogenação. Quanto menor a energia liberada nessa reação, maior a estabilidade do alceno.

Na Tabela a seguir, são apresentados três alcenos isômeros.

A representação em ordem crescente de energia liberada na combustão de 1 mol do alceno é a seguinte

“A variação de entalpia de uma reação é igual à soma das variações de entalpia das etapas em que essa reação pode ser desmembrada, mesmo que esse desmembramento seja teórico.” Este enunciado foi proposto em 1840, sendo muito utilizado em cálculos de termoquímica. Ele se refere ao que foi estabelecido pela lei de