20 questões de provas reais da Cebraspe, FCC, Cesgranrio sobre Termoquímica, com gabarito e comentário. Responda antes de abrir o gabarito.
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No que se refere a enzimas e termodinâmica química, julgue os itens que se seguem. [Figura: Diagrama de pressão versus volume]
Se, em um ciclo metabólico, o fluxo de energia estiver corretamente descrito pelo ciclo termodinâmico representado a seguir, então, a quantidade de calor liberada por um organismo que completa um ciclo exatamente, retornando ao seu estado inicial, é diferente da quantidade de calor absorvida.
A decomposição térmica do calcário produz cal e gás carbônico, conforme a reação CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g), a 298 K e 1 atm. Dados: ΔG°f (kJ/mol): CaCO3 = −1129, CaO = −603, CO2 = −394; ΔH°f (kJ/mol): CaCO3 = −1208, CaO = −635, CO2 = −393; S (J/K.mol): CaCO3 = 91,7, CaO = 38,2. Usando ΔG° = ΔH° − TΔS°, está correto afirmar que a
As reações químicas ocorrem sem a presença de fator externo.
O gás propano, um dos componentes do gás de cozinha, pode ser preparado pela reação entre carvão — C( s ) — e hidrogênio gasoso — H 2 ( g ). C 3 H 8 ( g ) + 5 O 2 ( g ) → 3 CO 2 ( g ) + 4 H 2 O( l ) ΔH ° = −2.220 kJ C( s ) + O 2 ( g ) → CO 2 ( g ) ΔH ° = −394 kJ H 2 ( g ) + ½ O 2 ( g ) → H 2 O( l ) ΔH ° = −286 kJ Com base nos calores de formação fornecidos, e sabendo-se que M (H) = 1 g/mol, M (C) = 12 g/mol e M (O) = 16 g/mol, é correto concluir que o módulo da variação de entalpia ( ΔH 1g ) obtida na preparação de 1 g de propano pelo processo citado, nas condições padrão, é tal que
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. C 5 H 8 N 4 O 12 ( s ) → 4 H 2 O ( g ) + 3 CO 2 ( g ) + 2 N 2 ( g ) + 2 CO ( g ) As entalpias padrão de formação ( ∆ᠴ ⤖ ⡨ ), a 1 atm e 298 K, são informadas na tabela a seguir. substância ∆Ⅴ ᠆ ❷ (kJ/mol) H 2 O ( g ) −242 CO ( g ) −111 CO 2 ( g ) −394 C 5 H 8 N 4 O 12 ( s ) −357
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
A água pode ser decomposta como mostra a equação termoquímica a seguir. H2O(g) → H2(g) + ½ O2(g) ΔHo = 285 kJ Nessa reação,
O óxido de prata é decomposto termicamente formando prata metálica e gás oxigênio como mostrado na reação: Ag2O(s) → Ag(s) + ½ O2(g) Considere o primeiro princípio da termodinâmica, o comportamento ideal dos gases e a perda de energia quando um sistema reacional se expande. Na reação de decomposição completa de 1 mol de óxido de prata, na temperatura de 300oC, a variação de energia interna, em joules, é mais próxima de Dado DHo f (Ag2O) = -31 kJ mol-1 DHo f (573 K) = DHo f (298 K) pV = nRT R = 8,3 J K mol-1
Na reação de decomposição completa de 1 mol de óxido de prata, na temperatura de 300oC, a variação de energia interna, em joules, é mais próxima de
Um determinado solvente apresenta entalpia de vaporização (∆Ho vap) de 33 kJ mol-1, e sua pressão de vapor, a 27 oC, é 380 Torr. A temperatura de ebulição desse solvente, em oC, é (Dados: Patmosférica = 760 Torr, R = 8,3 J K-1 mol-1, ln2 = 0,69)
A reação abaixo representa o equilíbrio de decomposição do tetróxido de dinitrogênio (N2O4). Essa reação apresenta valor da constante de Equilíbrio K = 0,150 a 25oC. N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g) O valor da avaliação de Energia Livre de Gibbs da reação (∆Gro) é. Dado: ln 0,150 = -1,91; R = 8,31 J mol-1 K-1
Num tubo de ensaio, dois reagentes dissolvidos em solução reagiram formando um gás como um dos produtos, observando-se também o aquecimento das paredes do tubo. Esse processo químico
Numa usina nuclear, de maneira simplificada, a fissão nuclear controlada do material radioativo produz calor que é usado para produzir vapor d’água que, por sua vez, aciona uma turbina que gera o movimento para produzir energia elétrica. Considerando-se a usina como um sistema termodinâmico, nele ocorre um processo
Quando se dissolve cloreto de amônio (NH4Cl) em água, a temperatura da solução formada diminui, pois a dissociação desse sal é um processo endotérmico. A variação de entalpia (calor de reação à pressão constante) na dissolução de 1 mol de NH4Cl é igual a 15 kJ. Dado: MM cloreto de amônio = 53,5 g/mol
Se a preparação de uma solução aquosa desse sal produziu 3 kJ, medidos em um calorímetro, a massa, em gramas, dissolvida foi
As reações termoquímicas são representadas seguindo regras estabelecidas por uma entidade que tem autoridade máxima e palavra final sobre temas relacionados com nomenclatura e terminologia em química. A reação de combustão completa do metano, seguindo tais regras, é indicada abaixo. CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l); ΔH = -890,4 kJ Com base na informação representada, constata-se que o(a)
A reação entre o ácido clorídrico e o hidróxido de sódio, ambos em solução aquosa, é uma reação de neutralização, e o calor liberado na formação de 1 mol de água é conhecido como calor de neutralização, conforme a reação abaixo: HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(l) + NaCl(aq) Experimentos mostraram que, na reação de 5 mol de HCl com 5 mol de NaOH, a quantidade de calor liberado é igual a 288,5 kJ. O calor de neutralização nesse caso é, em kJ mol−1, igual a
Metano reage com cloro formando clorometano e ácido clorídrico de acordo com a equação abaixo: CH4(g) + Cl2(g) → CH3Cl(g) + HCl(g) Dados: Ligação Energia de ligação (∆H) C – H 412 kJ/mol Cl – Cl 230 kJ/mol (Nota: Corrigido o erro de digitação do original C-C para Cl-Cl conforme contexto químico) C – Cl 327 kJ/mol (Nota: Corrigido o valor de referência comum para a reação) H – Cl 419 kJ/mol Considerando que o rompimento de ligação é um processo endotérmico e que a formação de ligação é um processo exo-térmico, qual a variação de entalpia, em kJ/mol, dessa reação?
Ao ser queimado de forma completa, o etanol produz dióxido de carbono e água e libera calor que pode ser aproveitado como fonte de energia. Dados: M (CH3CH2OH) = 46 g/mol CH3CH2OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔHo = −1.400 kJ Se 9,2 kg de etanol são queimados de forma completa, e o calor liberado é aproveitado com 90% de eficiência, a energia útil, em kJ, no processo, é
A gasolina é um combustível fóssil e o seu calor de combustão é − 5.500 kJ/mol. Considerando a gasolina constituída exclusivamente de C8H18, o valor que mais se aproxima do calor máximo, em kJ, produzido pela queima de 1,0 L desse combustível é Dados: densidade da gasolina = 0,7 kg/L M (C8H18) = 114 g/mol
Um combustível é constituído exclusivamente de metanol com densidade 0,80 g/mL e massa molar 32 g/mol. Abaixo está representada a reação de combustão do metanol: CH3OH(g) + 3/2 O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) ; ΔH = − 760 kJ/mol Na combustão completa de 1,0 L de metanol, no estado gasoso, a quantidade de energia liberada, em kJ, é, aproximadamente, igual a
A formação do benzeno, C6H6, a partir do etino, C2H2, e a formação do etino a partir de C(grafite) e H2(g) são representadas pelas equações termoquímicas I e II: 3C2H2(g) → C6H6(l) ΔHo = - 502 kJ (I) 2C(grafite) + H2(g) → C2H2(g) ΔHo = - 215 kJ (II) Com essas informações, a variação da entalpia de formação do benzeno, em kJ, a partir de C(grafite) e H2(g) é, aproximadamente,
A reação de queima do enxofre em atmosfera de oxigênio é indicada na equação abaixo. 2S(s) + 3O2(g) → 2SO3(g) ΔH = – 188,8 kcal Considerando-se que há excesso de oxigênio e que ocorre reação completa, o valor do calor, em kcal, liberado na formação de 10 mol de SO3(g) é
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