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

Quais as três grandezas que realizam o balanço de energia de um dado sistema de acordo com a primeira lei da termodinâmica?

Considere as afirmações a respeito da reação de combustão completa de misturas estequiométricas, nas condições ambientes.

I. Em uma mistura de hidrogênio e oxigênio, o combustível representa aproximadamente 11% da massa total.

II. Em uma mistura de octano e oxigênio, o combustível representa aproximadamente 78% da massa total.

III. A variação de temperatura da reação de combustível e oxigênio (por mol de combustível) é igual à variação de temperatura da reação de combustível e ar atmosférico (por mol de combustível).

IV. A entalpia molar de combustão de uma mistura de combustível e oxigênio é igual à entalpia molar de combustão de uma mistura de combustível e ar atmosférico.

Assinale a opção que contém as afirmações CORRETAS.

O valor aceito atualmente para o equivalente mecânico de calor é aproximadamente: 1 cal = 4,0 J. É preciso destacar que o termo calor só pode ser usado para indicar a energia térmica em trânsito, isto é, a energia térmica que está sendo transferida em razão de uma diferença de temperatura entre os materiais envolvidos. A Banana split 1 porção (200 g) contém 428 kcal. Convertendo esta quantidade de energia em joule, encontramos:

Calcule a variação de entalpia quando 72 g de gelo se fundem.

Considere: ΔH fus= 6009,5 J/mol

Considerando a imagem, analise as assertivas e assinale a alternativa correta.

I. O valor de ∆G° _produtos > ∆G° _reagentes.

II. A constante de equilíbrio será menor que um, e o equilíbrio favorecerá os produtos.

III. Como ∆G° global < 0, o valor da constante de equilíbrio também será menor que zero.

Uma planta de potência, com capacidade nominal de 900.000kW, gera vapor d’água a 600 K e descarrega calor para um rio a 300 K. Se a eficiência térmica da planta é 75% do valor máximo possível, que quantidade de calor é descarregada para o rio.

O conceito de temperatura de um sistema pode ser explicado em termos de comportamento de seus átomos e moléculas por meio do modelo cinético-molecular, segundo o qual os materiais são constituídos por partículas e espaços vazios. Essas partículas são infinitamente pequenas e se movimentam continuamente nesses espaços.

Fonte: Mortimer E. et al. Matéria, energia e vida, uma abordagem interdisciplinar − transformações e conservação. São Paulo: Editora Scipione, 2020.

Portanto, como a temperatura expressa o grau de agitação térmica dos átomos e das moléculas de um corpo, identifique a alternativa que contenha a informação CORRETA.

Qual é a relação entre densidade e temperatura para a maioria das substâncias?

Um processo industrial para a obtenção de etanol consiste na reação de adição entre eteno e água. Os valores de energia de ligação referentes a esses compostos estão representados a seguir.

A variação de entalpia, em kJ mol^-1, da reação correspondente a esse processo industrial é

O ácido cinâmico é utilizado na indústria de perfumes e pode ser obtido a partir do óleo de canela. Algumas plantas também produzem esse ácido a partir da fenilalanina, eliminando amônia. A formação do ácido cinâmico partindo da fenilalanina é representada, simplificadamente, como:

A tabela a seguir apresenta os valores de energias das ligações:

Utilizando os valores das energias das ligações fornecidos, a variação de entalpia envolvida na transformação da fenilalanina em ácido cinâmico representada, em kJ mol^-1, corresponde a:

O acetileno com 99,8% de pureza é utilizado como gás para instrumentos de Espectrometria de Absorção Atômica com chama (AAS). A combustão do gás acetileno pode ser representada pela equação química a seguir.

C₂H₂ (g) +5/2 O₂(g) → 2 CO₂ (g) + H₂O (L)

Considere os dados apresentados no quadro a seguir.

Fonte: https://www .fq.pt/images/tabelas/entalpiasdeformacao. pdf.

Qual o valor mais próximo do calor de combustão (ΔH) de 52 g do gás acetileno?

O tetranitrato de pentaeritritol (PETN) é um composto de estrutura cristalina amplamente utilizado para fins militares, como explosivo secundário de detonadores. A reação de sua detonação pode ser descrita pela equação a seguir.

C₅H₈N₄O₁₂ (s) → 4 H₂O (g) + 3 CO₂ (g) + 2 N₂ (g) + 2 CO (g)

As entalpias padrão de formação (∆$H_0^f$), a 1 atm e 298 K, são informadas na tabela a seguir.

A partir desses dados, é correto concluir que a variação de entalpia para a reação de detonação de PETN, a 1 atm e 298 K, é

O carbureto de cálcio (CaC₂) é uma substância utilizada em processos industriais de soldagem, na produção de acetileno, de fertilizantes e de plásticos. Este composto pode ser produzido em altas temperaturas por meio da reação do óxido de cálcio com carvão, na qual o monóxido de carbono também é produzido.

Considere os valores das entalpias de formação do óxido de cálcio (–636kJ), do monóxido de carbono (–111kJ) e do carbureto de cálcio (–63kJ).

A variação de entalpia da reação de produção do carbureto de cálcio é igual a

O grafite e o diamante são formas cristalinas de um único elemento químico. Ambos são feitos do mesmo elemento, ou seja, são formas alotrópicas do carbono. Apesar de serem compostos do mesmo elemento, o diamante é o mineral mais duro conhecido pelo homem e o grafite é um dos mais suaves. No entanto, a combustão do grafite e do diamante apresenta valores de variação da entalpia muito próximos. Considere as equações químicas a seguir:

C_grafite + O₂ (g) → CO₂ (g) ∆H = – 393,5 kJ mol^–1

C_diamante + O₂ (g) → CO₂ (g) ∆H = – 395,4 kJ mol^–1

Qual a variação de entalpia necessária, em quilojoules para converter um mol de grafite em diamante?

A quantidade de calor Q trocada por certa massa de fluido m, estimada por Q = m$c_p$ΔT, em que $c_p$ representa o calor específico a pressão constante, terá o mesmo valor para uma dada variação de temperatura (ΔT), independentemente de a unidade de temperatura associada a ΔT ser Celsius (°C) ou Kelvin (K).

Algumas granadas incendiárias, como as do modelo AN-M14 TH3, possuem em sua composição alumínio metálico em pó e óxido de ferro III. Quando acionadas, elas produzem uma reação extremamente exotérmica, que pode atingir temperaturas da ordem de 3000 ºC. Por essa característica, são utilizadas para destruir ou inutilizar equipamentos. A reação aluminotérmica que ocorre na granada é representada pela seguinte equação química:

2 A𝓁 + Fe₂O₃ → A𝓁₂O₃ + 2 Fe

Dados:ΔH^o_f Fe₂O₃ = - 823 kJ mol^-1

ΔH^o_f A𝓁₂O₃ = - 1671 kJ mol^-1

Considerando-se a reação de 352 g de óxido de ferro III com 135 g de alumínio, sob condições-padrão, são feitas as seguintes afirmativas:

I - Nessas condições, o reagente limitante é o alumínio metálico.

II - O número de oxidação do alumínio passa de 0 (zero) para 3+.

III - O óxido formado como produto da reação possui os seus átomos ligados entre si por meio de ligações iônicas.

IV - A quantidade de calor liberado, considerando 100 % de rendimento na reação, é de aproximadamente 2450 kJ.

V - Nesta reação ocorre a oxidação do ferro.

Das afirmativas feitas, estão corretas apenas

O gráfico a seguir apresenta uma reação química onde R representa os reagentes, P os produtos e H a entalpia.

Identifique abaixo as afirmativas verdadeiras ( V ) e as falsas ( F ) com as informações fornecidas pelo gráfico.

( ) A energia dos reagentes é igual a 30 kcal/mol e a dos produtos é igual a 2 kcal/mol.

( ) O gráfico representa uma reação exotérmica onde são liberadas 8 kcal/mol de energia.

( ) A energia de ativação da reação é igual a 30 kcal/mol e a energia do complexo ativado é igual a 10 kcal/mol.

Assinale a alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo.

Dadas as seguintes equações:

I. C₁₂H₂₂O_11(S) + 12 O_2(g) → 12 CO_2(g) + 11 H₂O_(l) ΔH = - 5652 KJ

II. 2 CO (g) + O2 (g) → 2CO2 (g) ΔH = - 565,6 KJ

III. 3 O_2(g) → 2 O_3(g) ΔH = + 426,9 KJ

Qual das alternativas apresentam reações somente endotérmicas:

Considerando-se que a formação de HCℓ pela reação em tela é exotérmica, é correto concluir que a diminuição da temperatura tenderá a deslocar o equilíbrio da reação no sentido de formar mais HCℓ.

“A energia livre de Gibbs é uma grandeza termodinâmica notável”. A entropia é considerada uma função de estado assim como a entalpia. Considerando a síntese da amônia a partir de N₂(g) e H₂(g) a 298 K conforme equação a seguir:

(BROWN; LEMAY; BURSTEN, Química: a ciência central, São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005, p. 702)

N₂(g) + 3 H₂(g) → 2 NH₃(g)

E conhecendo as informações do quadro abaixo:

Podemos afirmar, com base nos dados apresentados, que o valor da variação da energia livre de Gibbs para a síntese da amônia, em kJ.mol-1, é aproximadamente: