Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

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.

Toda reação eletroquímica pode ser decomposta em uma semirreção de oxidação e uma semirreação de redução.

Em uma célula eletrolítica, é realizada a eletrólise de uma solução aquosa de iodeto de potássio.

Nessa eletrólise, a substância simples formada no catodo é

Oxidação é um processo que resulta no ganho de um ou mais elétrons pelas substâncias, e redução é um processo que resulta em ganho de dois elétrons pelas substâncias.

Sabendo que o HC𝓁 concentrado (pró-análise) tem densidade 1,18 g.cm³ e concentração de 37% em massa, a neutralização de 1,0 kg de Mg(OH)₂ (s) vai consumir um volume de HC𝓁 concentrado de, aproximadamente,

Sabendo que a constante de Faraday é 9,65×10⁴ C.mol^–1, a quantidade de carga elétrica necessária para obter todo o magnésio contido em 1 m³ de água do mar é de, aproximadamente,

Analise a figura representativa de uma célula eletroquímica e assinale a alternativa correta.

Fonte: Adaptado de Russel (1994).

Um garoto norte-americano, em 1995, colocou a vida de 40 mil vizinhos em risco ao manipular produtos radioativos de forma imprudente. O jovem utilizou quatro elementos químicos: ele coletou tório (de lanternas); rádio (de relógios); trítio (de miras noturnas para armas) e lítio (que ele conseguiu ao comprar mil dólares em pilhas) para construir um reator nuclear caseiro. O tório, por exemplo, libera radônio, que é o gás mais denso de que se tem conhecimento. Quando inalado, sua desintegração radioativa pode causar sérios danos aos pulmões, e, além disso, os elementos gerados em sua desintegração são extremamente tóxicos.

(https://olhardigital.com.br/2022/12/08/ciencia-e-espaco/reator-nuclear-caseiro-coloca-mais-de-40-mil-pessoas-emperigo-entenda-os-riscos/. Adaptado)

O número de partículas alfa (α) e de partículas beta (β) que o isótopo tório-232 (${}_{90}^{232}Th$) emite para gerar o isótopo radônio-220 (${}_{86}^{220}Rn$), é, correta e respectivamente,

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:

A utilização de biodiesel de mamona em substituição ao óleo diesel fóssil apresenta desvantagem do ponto de vista energético, mas benefícios em relação à produção de resíduos de carbono, como mostra a tabela a seguir:

Assim, para cada 1 000 kcal obtida na utilização de cada combustível, a massa de biodiesel utilizada e a quantidade percentual de resíduo de carbono a menos emitida, em relação ao óleo diesel, são, correta e respectivamente,

São meios de propagação de calor:

No ensino de eletroquímica, a pilha de Daniell é um importante exemplo a ser trabalhado com os alunos.

Dados: 𝐸⁰ (𝑍𝑛²⁺ / Zn) = – 0,76V 𝐸⁰ (𝐶𝑢²⁺/ Cu) = + 0,34V

Nessa pilha, formada por zinco e cobre, temos

Em uma aula experimental, no laboratório de cinética química do IFPA, foi determinado a energia de ativação da reação de oxidação do íon iodeto pelo persulfato, de acordo com a reação dada a seguir.

2 l^- + S₂O₈^2- $\begin{array}{c}{K}_1\\ \to \\ amido\end{array}$ l₂ + 2SO₄^2-

l2 + 2S₂O₃^2-$\begin{array}{c}{K}_2\\ \to \\ amido\end{array}$ 2 l^- + S₄O₆^2-

Com os resultados obtidos no experimento foi construído um gráfico da constante de velocidade da reação em função da temperatura (ln k versus 1/T), esperando-se obter uma linha reta. A melhor reta foi obtida pelo método dos mínimos quadrados correspondendo a equação abaixo:

ln k = 14,58 - $\frac{5968}{T}$

Dado: R = 8,314 J/Kmol, k =(M^-1.s)^-1

Os estudantes encontraram que a energia de ativação da reação foi de:

Um funcionário de uma empresa petroquímica precisa determinar o $\Delta$H° de hidrogenação do eteno, que é assim equacionada:

C₂H_{4 (g)} + H_{2 (g)} $⟶$ C₂H_{6 (g) --------------} $\Delta$Hº = ?

Dispondo das seguintes entalpias-padrão de combustão:

C₂H_{4 (g)} + 3 O_{2 (g)} $⟶$ 2 CO_{2 (g)} 2H₂O _{(I) ----------------} $\Delta$H_cº= -1.411,2 KJ/mol

H_{2 (g)} +1/₂ O_{2 $⟶$ (g)} $⟶$H₂O _{(I) ---------------------------}$\Delta$H_cº= -285,8 KJ/mol

C₂H_{6 (g)} + 7/₂ O_{2 (g)} $⟶$2 CO_{2 (g)} + 3 H₂O _{(I) -- ---------}$\Delta$H_cº= -1.560,7 KJ/mol

O $\Delta$Hº para a reação em questão, em kJ/mol, será igual a:

Por ser uma função de estado, a entalpia e, portanto, o valor de ΔH, independe do caminho entre os estados inicial e final. A variação de entalpia para um processo físico pode ser a soma das variações de dois ou mais processos separados. Do mesmo modo, a entalpia total de uma reação pode ser obtida pela soma das entalpias de reação dos passos em que a reação pode ser dividida. A entalpia da reação de hidrogenação do etino (C₂H₂(g) + 2 H₂(g) $\to$ C₂H₆(g)) pode ser obtida a partir da entalpia de combustão do etino -1300 kJ.mol^-1, da entalpia de combustão do etano -1560 kJ.mol^-1 e da entalpia de combustão do hidrogênio -286 kJ.mol^-1.

Considerando as entalpias de combustão mencionadas acima, o valor para a entalpia da reação de hidrogenação do etino é:

A composição de uma reação química em equilíbrio tende a mudar quando as condições do sistema reacional são alteradas. Analise as afirmações I, II e III a seguir.

I. A adição do catalisador óxido de vanádio V (V₂O₅) ao sistema em equilíbrio 2SO_2(g) + O_2(g) $\rightleftharpoons$ 2SO_3(g) promoverá aumento do rendimento do processo.

II. O aumento da pressão total sobre o sistema em equilíbrio Ni(s) + 4 CO(g) $\rightleftharpoons$ Ni(CO)_4(g) fará com que a concentração de monóxido de carbono diminua.

III. A diminuição da temperatura no sistema em equilíbrio CH_4(g) + H₂O(g) $\rightleftharpoons$ CO_(g) + 3H_2(g) (ΔH⁰ = +206 kJ) causará deslocamento da reação para o sentido direto.

Está correto o que se afirma em

O decaimento radioativo é acompanhado por uma grande variação de energia, muito maior do que uma reação química e, por isso, é considerado uma fonte de energia eficiente. O decaimento de 1 mol de Urânio-238, conforme a equação abaixo, é 50 vezes maior que a queima do metano:

$\begin{array}{c}238\\ 92\end{array}U$$\to$ $\begin{array}{c}234\\ 90\end{array}Th$ $+\begin{array}{c}4\\ 2\end{array}He$

Considerando a velocidade da luz igual a 3,0 x 10⁸ m s^-1 e as massas dos núcleos de urânio iguais a 238,0003, de tório iguais a 233,9942 e de hélio iguais a 4,0015, a energia liberada nessa reação é de:

Com a crescente demanda por energia, o biogás produzido a partir de biomassa residual pode substituir os combustíveis fósseis, reduzindo os impactos ambientais e contribuindo para a descarbonização da matriz energética. O Brasil é um dos maiores produtores de commodities agrícolas, gerando grandes quantidades de resíduos sólidos e líquidos que podem ser matéria-prima potencial para a produção de biogás. O biogás pode ser produzido por tecnologias como a digestão anaeróbica, resultando na produção de uma mistura gasosa composta, principalmente, de metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂). A composição do biogás varia conforme o material a ser degradado e as condições químicas e físicas que influenciam no processo da biodigestão anaeróbia. Em média, o biogás é composto por 55% de CH₄, 35% de CO₂, 3% de N₂, 1% de H₂, 1% de O₂ e 1% de H₂S.

Dada as equações químicas abaixo que destacam algumas reações com o metano.

CH₄ (g) + 2O₂ (g) → CO₂ (g) + 2H₂O (g) (reação 1)

CH₄ (g) + H₂O (g) ⇌ 3H₂ (g) + CO (g) (reação 2)

C (grafite) + 2 H₂ (g) → CH₄ (g) (reação 3)

A tabela tem os dados termodinâmicos das substâncias envolvidas nas reações.

A respeito dessas reações, foram feitas as seguintes afirmações:

I. na reação 2, o aumento da temperatura desloca o equilíbrio na direção dos reagentes;

II. a formação do metano a partir dos reagentes em seus estados padrões é um processo com ΔG = -50,65kJ;

III. a energia liberada na combustão de 1mol de metano a 25o C e 1,0 atm é igual a - 803kJ;

IV. Para que as reações 1, 2 e 3, a pressão e temperatura constantes, sejam espontâneas, a variação da energia livre de Gibbs deve ser positiva.

São corretas APENAS as afirmações