Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

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

Em função do potencial de redução de cada semirreação, a força eletromotriz é calculada subtraindo-se o potencial de redução da semirreação de oxidação do potencial de redução da semirreação de redução.

A fusão nuclear é o processo que ocorre nas estrelas e que produz elementos químicos diferentes. Um desses processos é chamado ciclo CNO e está representado a seguir.

(https://www.saberatualizado.com.br/2015/11/como-sao-formados-os-elementos-quimicos.html)

Nesse processo de fusão nuclear, é formado apenas um novo elemento, sendo os demais nuclídeos reagentes ou catalisadores do processo. O elemento resultante na fusão nuclear ilustrada na figura é o

Uma célula de eletrólise que deposita ouro (a partir de Au⁺ (aq)) opera por 10 minutos com uma corrente de 2,30 A. Qual é a massa de ouro depositada? Considere: 1 F= 96485 C mol ^-1.

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

Toda célula eletroquímica é caracterizada por uma diferença de potencial ou força eletromotriz que, em condições padrão, é estimada a partir dos potenciais-padrão de redução de cada semirreação, subtraindo-se o potencial-padrão de redução do processo catódico do potencial-padrão de redução do processo anódico.

Na proteção catódica de dutos metálicos com base de ferro, o duto é conectado mediante cabeamento elétrico a outro metal mais fortemente oxidante, denominado de ânodo de sacrífico.

O grafite e o diamante são alótropos do carbono. As propriedades desses materiais são muito diferentes, apesar de eles conterem apenas átomos de carbono. Essas diferenças se devem ao fato de os átomos de carbono apresentarem as hibridizações do tipo sp² no diamante, e do tipo sp³ no grafite.

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

Com o objetivo de trabalhar com os alunos saberes relacionados à matéria e suas transformações, um professor planejou a observação ou realização das seguintes atividades:

1. Confecção de um bolo;

2. Reciclagem de papel;

3. Amadurecimento e apodrecimento de frutos;

4. Enferrujamento de palha de aço molhada;

5. Transformação de água líquida em vapor.

Das atividades listadas acima, são exemplos de transformações químicas as de número

A eletrólise é um processo eletroquímico não espontâneo em que uma reação química ocorre devido à passagem de corrente elétrica por meio de uma fonte geradora. Na eletrólise aquosa do cloreto de sódio formam-se gás hidrogênio (H₂), gás cloro (Cl₂) e hidróxido de sódio (NaOH).

A reação de eletrólise é classificada como:

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:

A oxidação dos grampos que sustentam as extremidades da ponte de determinado terminal náutico provocou o desabamento da estrutura, apontou o perito contratado para realizar a investigação. Esse é apenas mais um caso que demonstra a importância das manutenções preventivas e da consideração das reações eletroquímicas que levam à corrosão de estruturas metálicas, sobretudo em regiões litorâneas que estão sob a influência da maresia. Tratando-se de reações de oxirredução, observe as semirreações a seguir:

Mg²⁺ + 2e^– → Mg⁰ E°_red= –2,37 V

Fe²⁺ + 2e^– → Fe⁰ E°_red= –0,44 V

A partir das informações apresentadas, assinale a afirmativa correta.

A produção em larga escala das pilhas de prata ocorreu a partir da década de 1960. Atualmente, essas pilhas são muito utilizadas em marca-passos e implantes auditivos, pois são duráveis e produzem 1,6V. Uma pilha de prata pode ser representada como: Zn(s) | ZnO(s) | KOH(aq) | | Ag₂O(s) | Ag(s) | aço. Em relação ao ânodo dessa pilha, tem-se o seguinte fenômeno:

O Conselho Regional de Engenharia e Agronomia do Ceará divulgou o laudo técnico sobre o desabamento da varanda do edifício Versailles, em Fortaleza. Dois operários que consertavam a varanda morreram e um ficou ferido. De acordo com o estudo feito pelos engenheiros, a estrutura de sustentação da varanda estava ''totalmente oxidada por causa da ausência de manutenção preventiva na edificação''. Portanto, para evitar acidentes, é preciso considerar os efeitos das reações eletroquímicas e seus impactos na capacidade de carga dos metais.

Disponível em https://g1.globo.com/ceara/noticia/2015/03/oxidacao-causou-desabamento-de-varanda-de-predio-segundo-laudo.html. Acesso em: 11 de outubro de 2022. (Adaptado).

Tratando-se de reações de oxirredução, observe as semirreações a seguir:

Sn⁴⁺_(aq) + 2e^- → Sn²⁺_(aq)---------E°red= + 0,15V

Fe³⁺_(aq) + e^- → Fe²⁺_(aq)-----------E°red= + 0,77V

Considerando as semirreações, é CORRETO afirmar que a equação global balanceada da reação espontânea será:

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: