1) Explique a diferença na capacidade calorífica entre a água sólida (2,03 J.(

QUIM II – MATERIAIS – P3 – 1S 2017

1) Compare e explique o que ocorrerá com a temperatura de duas amostras após cada uma ganhar 1200J de calor em volume constantes. Sabendo-se que uma amostra é 1 mol de N2 e a outra é 1 mol de CH4, que estão em balões idênticos nas separados, cuja temperatura inicial é 500 K.

2) É liberado uma energia de 67 kJ.mol-1 _{na formação do trinitro-tolueno (TNT). Sabendo-se que a densidade} do TNT é igual a 1,65 g.cm-3, calcule a entalpia liberada por litro na queima completa do TNT, cuja fórmula molecular é C7H5N3O6.

3) Analise e discuta a transformação cis-trans do ácido maléico (cis-1,4-butanodióico) em ácido fumárico (trans-1,4-butanodiócio), sabendo-se que na combustão do ácido maléico e do ácido fumárico é liberado, respectivamente, 1355,2 kJ.mol-1 _{e 1334,7 kJ.mol}-1_.

ácido fumárico _{ácido maléico}

4) Os amino-ácidos são oxidados por oxigênio molecular, dentro dos organismos vivos, produzindo uréia sólida, CO(NH2)2, gás carbônico e água líquida.

a) Calcule a entalpia da oxidação da glicina sólida, C2H5O2N, e da alanina sólida, C3H7O2N, utilizando a entalpias de formação da tabela do apêndice 2.

b) Compare e analise a espontaneidade entre as reações do ponto de vista entálpico e entrópico.

5) Analise os dados da Tabela de capacidades caloríficas (Cp) abaixo e responda: Substância Cp (J.o_C-1_.g-1₎

Água sólida 2,03

Água gasosa 2,01

Água líquida 4,184

Etanol líquido 2,42

a) Explique porque a água sólida apresenta um Cp próximo do Cp da água gasosa.

b) Explique porque o Cp da água líquida é aproximadamente o dobro dos valores de capacidade calorífica da água sólida.

c) Explique porque a água líquida apresenta maior capacidade calorífica específica que o etanol líquido.

QUIM II / Materiais – Prova 3 – 2S/2016

1) Explique a teoria das Colisões e porque ela não é adequada para sistemas reais e a teoria do Complexo ativado nesse contexto.

2) O dissulfeto de carbono pode ser preparado a partir de coque (uma forma impura de carbono) e do enxofre elementar:

4 C(s) + S8(s)  4 CS2(l) Ho = +358,8 kJ

(a) Calcule o calor absorvido na reação de 197g de carbono com excesso de enxofre. (b) Se o calor fornecido para a reação for de 415 kJ, quantos mols de CS2 serão produzido?

3) Calcule a entalpia de formação do Trinitro-tolueno (TNT, C7H5N3O6), sabendo-se que a explosão (queima

completa) de 1Kg de TNT libera 14503KJ de energia.

Dados : Hf0 (H2O(g)) = -241,82 kJ/mol, Hf0 (CO2 (g)) = -393,51 kJ/mol

4) Observe os dados da Tabela abaixo e responda:

Cp (J.ºC-1_.g-1_{) Cp}

m (J.K-1.mol-1) Hvapº (kJ/mol)

Água líquida 4,184 43,5

Benzeno líquido 136 30,8

a) Complete os dados da Tabela, apresente todas as contas necessárias.

b) Após o preenchimento da Tabela, explique a diferença entre os valores de Cp.

c) Após o preenchimento da Tabela, explique a diferença entre os valores de Cpm.

d) Explique a diferença entre o calor específico molar e a entalpia de vaporização.

4) Duas amostras, uma de 1 mol de N2 e a outra de 1 mol de CH4, estão em balões idênticos nas separados,

cuja temperatura é 500 K. Cada um deles ganha 1200 J de calor em volume constante.

a) Será que a temperatura final das duas amostras é a mesma? Se não, qual dos dois chega à temperatura mais alta? Justifique o seu raciocínio.

b) Esse calor medido é a entalpia, energia interna ou o calor? Justifique o seu raciocínio, baseando-se na análise das seguintes equações:

𝐶 =_{∆𝑇 , 𝑠𝑜𝑏 𝑣á𝑐𝑢𝑜}𝑞 _𝐶𝑣=∆𝑈

∆𝑇 , 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝐶𝑝= ∆𝐻

MATERIAIS - QUIM II P3 2S 2014

1) Explique a diferença na capacidade calorífica entre a água sólida (2,03 J.(

C)

.g

), líquida

(4,184 J.(

C)

.g

) e gasosa (2,01 J.(

C)

.g

).

2) Duas amostras, uma de 1 mol de N2 e a outra de 1 mol de CH4, estão em balões idênticos e separados,

cuja temperatura é 500 K. Cada um deles ganha 1200 J de calor em volume constante.

a) Será que a temperatura final das duas amostras é a mesma? Se não, qual dos dois chega à temperatura mais alta? Justifique o seu raciocínio.

b) Esse calor medido é a entalpia? Justifique o seu raciocínio.

3) Calcule a entalpia de reação da formação do cloreto de alumínio anidro, a partir da reação do alumínio metálico com gás cloro. Utilize as seguintes informações:

 a reação de um mol de alumínio metálico com ácido clorídrico aquoso com a formação de cloreto

de alumínio aquoso e gás hidrogênio libera 1049 kJ de energia;

 a transformação de 1 mol de cloreto de hidrogênio gasoso em ácido clorídrico aquoso libera 74,8 kJ

de energia;

 a reação de 1 mol de gás hidrogênio com gás cloro com a formação de cloreto de hidrogênio

gasoso libera 185 kJ de energia;

 a transformação de 1 mol de cloreto de alumínio anidro sólido em cloreto de alumínio aquoso

libera 323 kJ de energia.

4) Sabendo-se que a explosão (queima completa) de 1Kg de Trinitro-tolueno sólido (TNT, C7H5N3O6) libera

14503KJ de energia e a entalpia de formação padrão da água e do gás carbônico são, respectivamente, -241,82 kJ/mol e -393,51 kJ/mol, responda:

a) Escreva a reação balanceada da explosão de 1 kg de TNT com a sua respectiva energia liberada;

b) Calcule a entalpia de formação padrão do TNT sólido.

5) Uma amostra de água do mar contém cátions de magnésio 0,050 mol.L-1 _{e cátons de cálcio 0,010 mol.L}-1_.

Use as informações da Tabela 11.4 para:

a) determinar e justificar a ordem em que cada íon precipita com a adição progressiva de hidróxido de sódio sólido.

Química II – P3 – 1S/2014

Questão 1.

Duas amostras, uma de 1 mol N2 e a outra de 1 mol CH4, estão em balões idênticos mas separados,

cuja temperatura é 500 K. Cada um deles ganha 1200 J de calor em volume constante. Faça uma análise comparativa entre essas amostras.

Questão 2.

As entalpias padrão de combustão da grafita e do diamante são -393,51 KJ.mol-1 e -395,41 KJ.mol-1, respectivamente. Calcule a variação na entalpia molar da transição grafita → diamante.

Questão 3.

Explique detalhadamente o significado do resultado obtido na questão 2.

Questão 4.

Analise os dados da Tabela de capacidades caloríficas (Cp) abaixo e responda:

Substância Cp (J.oC-1.g-1) Cp (J.K. mol-1)

Água sólida 2,03

Água gasosa 2,01

Água líquida 4,184

Etanol líquido 2,42

e) Explique porque a água sólida apresenta um Cp próxido do Cp da água gasosa.

f) Explique porque o Cp da água líquida é aproximadamente o dobro dos valores de capacidade calorífica da água sólida.

g) Calcule a capacidade calorífica molar da todas as substâncias e preencha a Tabela.

h) Explique porque a água líquida apresenta maior capacidade calorífica específica que o etanol líquido.

Química II – P3 – 2S/2013

Q

nF

RT

E

E





ln

t

F

n

t

Q

i





.

1) Num banho eletrolítico, conectou-se no anodo um pedaço de fio de cobre e no catodo um pedaço de

arame de ferro. O peso inicial do fio de cobre era de 1,5432 g e do pedaço de arame era de 0,7347

g. O banho eletrolítico foi inicialmente preparado com 2,0 g de NaCl em 25 ml de água destilada com

pH = 7. Em seguida, realizou-se uma eletrólise com um conversor de voltagem de 12 V e 500 mA.

Após 20 minutos de eletrolise, responda:

a) Estime o valor teórico da massa do fio de cobre e do pedaço de arame.

b) Qual será o pH do meio? Explique.

c) Escreva todas as reações de oxido-redução que poderiam ocorrer na eletrólise descrita.

d) Explique porque não é possível ocorrer a formação do sódio metálico nesse sistema.

2) Com relação ao sistema da questão 1, quanto tempo aproximadamente seria necessário para

terminar o processo de eletrólise do sistema proposto? Explique.

3) Calcule a massa estequiométrica de alumínio metálico que poderia reagir com 25 mL de ácido nítrico

2 molar.

4) Explique a resistência química dos aços inoxidáveis e porque essa resistência diminui no cordão de

solda.

5) Escreva todas as etapas (mecanismo) da corrosão do ferro exposto ao ambiente e explique como a

formação da ferrugem acelera o processo de corrosão. Sabendo que a etapa da formação da

ferrugem é da seguinte forma: 2Fe3+

Química II – P3 – 1S/2013

1) A oxidação de nitrogênio gerado no exaustor quente de motores de jatos e de automóveis ocorre pela reação: N2 (g) + O2 (g) 2 NO (g) Hº= +180,6 kJ

a. Calcule o calor envolvido na formação de 1,55 mol de NO.

b. Quando a oxidação do nitrogênio a monóxido de nitrogênio foi completada em um calorímetro de bomba, o calor absorvido medido foi igual a 492 J. Calcule a massa de nitrogênio oxidada.

c. Calcule o calor absorvido na oxidação de 5,45 L de nitrogênio, em 1,00 atm a 0ºC.

2) As entalpias de combustão da grafita e do diamante são, respectivamente, -393,51 kJ/mol e -395,41 kJ/mol. A entalpia molar da transição grafita  diamante é endotérmica ou exotérmica? Calcule o valor dessa entalpia e relacione o valor obtido com a mudança na estrutura da matéria.

3) Observe os dados abaixo e responda:

Cp (J.ºC-1_.g-1_{) Cp}

m (J.K-1.mol-1) Hvapº (kJ/mol)

Água líquida 4,184 75 43,5

Benzeno líquido 1,05 136 30,8

a. Interprete o Cp entre a água líquida e o benzeno e explique a diferença nesses valores.

b. Interprete o Cpm entre a água líquida e o benzeno e explique a diferença nesses

valores.

c. Explique a diferença entre o calor específico molar e a entalpia de vaporização. d. Explique a diferença entre os valores de Hvapº entre a água e o benzeno.

4) Entre a água líquida e o benzeno líquido, qual dessas substâncias apresenta maior entropia? De acordo com a sua resposta, o calor específico é diretamente proporcional ou inversamente proporcional com a entropia? Explique todo o seu raciocínio.

5) Para entender como uma reação química acontece é necessário analisar as variáveis termodinâmicas e cinéticas. Explique esta afirmação.

QUIM II – Prova 3 – 2S/2012 Tabela 1.

Capacidade calorífica Hvaporização Hfusão

Substâncias J.(oC)-1.g-1 J.K-1.mol-1 kJ.mol-1 kJ.mol-1

água

2,03 (sólido)

44,0 6,01 4,184 (líquido)

2,01 (vapor)

benzeno 1,05 (líquido) 30,8 10,59

1) Explique a diferença na capacidade calorífica entre a água sólida, líquida e gasosa.

2) Qual é a diferença entre Hfusão e Hvaporização com a capacidade calorífica? Explique a partir da comparação entre água e benzeno.

3) Por que a capacidade calorífica das substâncias pode ser descrita por três equações matemáticas diferentes dependendo das condições experimentais?

𝐶 =_∆𝑇𝑞 , 𝑠𝑜𝑏 𝑣á𝑐𝑢𝑜 𝐶𝑣=_∆𝑇∆𝑈, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝐶𝑝=∆𝐻_∆𝑇, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑠ã𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

4) Analise e compare as velocidades de consumo dos reagentes e velocidade da reação global entre a reação de neutralização de ácido sulfúrico com hidróxido de alumínio com a reação de neutralização de ácido sulfúrico com hidróxido de sódio.

5) Quais são os principais fatores que influenciam a velocidade de uma reação e qual a relação desses fatores com as teoria das Colisões e a teoria do Complexo ativado?

QUIM II _– Prova 3 _– 1S/2012

1) A glicina (NH2CH2COOH) sólida pode reagir com o oxigênio, no organismo, formando a uréia

(H2NCONH2) sólida, dióxido de carbono gasoso e água líquida. Será que essa reação é uma fonte

de calor para o corpo? Justifique.

2) Quando 0,113 g de benzeno, C6H6, queimam em excesso de oxigênio, em um calorímetro de

pressão constante calibrado, cuja capacidade calorífica é de 551 J/o_{C, a temperatura do}

calorímetro aumenta 8,60 o_{C. Escreva a equação termoquímica e calcule a entalpia da reação da}

equação balanceada.

2A B + C

, a constante de velocidade da reação direta de formação de B é 265 L.mol-1_.min-1_,

e a constante da velocidade da reação inversa é 392 L.mol-1_.min-1_{. A energia de ativação da}

reação direta é 39,7 kJ.mol-1 _{e a da reação inversa é 25,4 kJ.mol}-1_{. Calcule a constante de}

equilíbrio e discuta sobre o seu valor, relacionando com as concentrações dos produtos e reagentes e as constantes de velocidade.

4) Analise e discuta as seguintes afirmações.

(a) Um catalisador muda a trajetória de uma reação de modo a torná-la mais exotérmica.

(b) Um catalisador deve ser cuidadosamente escolhido de modo a aumentar a quantidade de produtos.

5) Considere a reação: C4H9Br(aq) + OH-(aq) → C4H9OH(aq) + Br-(aq).

Quando a concentração de C4H9Br dobra, a velocidade da reação aumenta 2 vezes.

Quando as concentrações de C4H9Br e OH-1 dobram, o aumento da velocidade é o mesmo, isto é,

duas vezes. Determine a ordem da velocidade de cada reagente e interprete o seu significado com relação à velocidade de reação.

QUIM II – Prova 3 – 1S/2011

1) Calcule a entalpia de reação da formação do cloreto de alumínio anidro, 2 Al(s) + 3 Cl2(g)→ 2 AlCl3(s) a partir dos seguintes dados:

2Al(s) + 6 HCl(aq)→ 2 AlCl3(aq) + 3H2(g) ∆Ho = -1049 KJ HCl(g)→ HCl(aq) ∆Ho = -74,8 KJ H2(g) + Cl2(g)→ 2 HCl(g) ∆Ho = -185 KJ AlCl3(s)→ AlCl3(aq) ∆Ho = -323 KJ

2) Calcule a entalpia de formação do Trinitro-tolueno (TNT), sabendo-se que a explosão (queima completa) de 1Kg de TNT libera 14503KJ de energia.

4 C7H5N3O6(s) + 21 O2(g)→ 28 CO2(g) + 10 H2O(g) + 6 N2(g)

Dados : Hf0 (H2O(g)) = -241,82 kJ/mol, Hf0 (CO2 (g)) = -393,51 kJ/mol

a) Será que a temperatura final das duas amostras é a mesma? Se não, qual dos dois chega à temperatura mais alta? Justifique o seu raciocínio.

b) Esse calor medido é a entalpia? Justifique o seu raciocínio.

4) Na reação reversível, em uma etapa,

2A B + C

, a constante de velocidade da reação direta de formação de B é 265 L.mol-1_.min-1_{, e a} constante da velocidade da reação inversa é 392 L.mol-1_.min-1_{. A energia de ativação da reação direta é 39,7} kJ.mol-1 _{e a da reação inversa é 25,4 kJ.mol}-1_.

a) Explique se o valor da constante de equilíbrio deve ser maior, menor ou igual a 1, sem utilizar relações matemáticas e somente através da análise conceitual dos valores da constante de velocidade e da energia de ativação apresentados.

b) Qual e a ordem da reação inversa e direta? Justifique a sua resposta.

5) Explique o que é a teoria das colisões e quais são suas contribuições e limitações com relação a sistemas reais?

QUIM II – Prova 3 – 2S/2010

2Al(s) + 6 HCl(aq)→ 2 AlCl3(aq) + 3H2(g) ∆H = -1049 kJ

AlCl3(s)→ AlCl3(aq) ∆H = -323 KJ

HCl(g)→ HCl(aq) ∆H = -74,8 KJ

H2(g) + Cl2(g)→ 2 HCl(g) ∆H = -185 KJ

2 NO(g) + 3 O2(g) 2N2O5(g) H = -338,2 kJ

Hf0 (NO) = +90,25 kJ/mol

Hf0 (NO2) = +33,18 kJ/mol R = 0,082 L.atm.mol-1.K-1

Questão 1.

Calcule o calor envolvido na reação de óxido-redução de 150 g de alumínio com 150 g de gás cloro, cujo o produto é o cloreto de alumínio sólido.

Questão 2.

Num experimento, qual será o calor medido da decomposição completa de 20L de gás N2O5, a 2,5 atm e 20o_{C, sabendo-se que os produtos formados são dióxido de nitrogênio gasoso e oxigênio gasoso?}

Questão 3.

Analise, discuta e explique os valores da tabela abaixo relacionando com a estrutura da matéria. Sólidos (J.g-1.K-1) (J.mol-1.K-1)

Ouro, Au 0,129 25,4 Carbono grafite, Cgr 0,685 8,23

Questão 4.

Em cinética química, para uma reação do tipo aA + bB → cC

o que significa a ordem de uma reação? Como se determina a ordem de uma reação? O que significa reações de ordem zero, primeira ordem, segunda ordem e ordem negativa?

Questão 5.

De acordo com as teorias termodinâmicas e cinéticas, quais são os requisitos para que uma reação ocorra. Justifique sua resposta.

QUIM II – Prova 3 – 2S/2010

2Al(s) + 6 HCl(aq)→ 2 AlCl3(aq) + 3H2(g) ∆H = -1049 kJ

AlCl3(s)→ AlCl3(aq) ∆H = -323 KJ

HCl(g)→ HCl(aq) ∆H = -74,8 KJ

H2(g) + Cl2(g)→ 2 HCl(g) ∆H = -185 KJ

2 NO(g) + 3 O2(g) 2N2O5(g) H = -338,2 kJ

Hf0 (NO) = +90,25 kJ/mol

Hf0 (NO2) = +33,18 kJ/mol

R = 0,082 L.atm.mol-1_.K-1

Questão 1.

Calcule o calor envolvido na reação de óxido-redução de 150 g de alumínio com 150 g de gás cloro, cujo o produto é o cloreto de alumínio sólido.

Questão 2.

Num experimento, qual será o calor medido da decomposição completa de 20L de N2O5, a 2,5 atm e 20o_C?

2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g)

Questão 3.

Analise, discuta e explique os valores da tabela abaixo relacionando com a estrutura da matéria. Sólidos (J.g-1_.K-1_{) (J.mol}-1_.K-1₎

Alumínio, Al 0,897 24,2

Ferro, Fe 0,444 25.1

Ouro, Au 0,129 25,4

Carbono grafite, Cgr 0,685 8,23

Questão 4.

Questão 5.

De acordo com as teorias termodinâmicas e cinéticas, quais são os requisitos para que uma reação ocorra. Justifique sua resposta.

Química II - Prova 3 – 11/12/2008 1) Na reação reversível, em uma etapa,

2A B + C

, a constante de velocidade da reação direta de formação de B é 265 L.mol-1.min-1, e a constante da velocidade da reação inversa é 392 L.mol-1_.min-1_{. A energia de ativação da reação direta é}

39,7 kJ.mol-1 _{e a da reação inversa é 25,4 kJ.mol}-1_. (a) Qual é a constante de equilíbrio da reação?

(b) A reação é exotérmica ou endotérmica?

(c) Qual será o efeito do aumento da temperatura nas constantes de velocidades direta e inversa e na constante de equilíbrio?

2) Indique quais das seguintes declarações sobre catálise são verdadeiras. Se a declaração for falsa, explique por quê.

(a) A constante de equilíbrio de uma reação é maior na presença de um catalisador, mas as constantes de velocidade das reações diretas e inversa diminuem.

(b) O catalisador não é consumido durante a reação.

(c) Um catalisador muda a trajetória de uma reação de modo a torná-la mais exotérmica..

(d) Um catalisador deve ser cuidadosamente escolhido de modo a mudar o equilíbrio na direção dos produtos.

3) Complete as afirmações seguintes, relativas à produção de amônia pelo processo Haber, cuja reação total é N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g).

(a) A velocidade de desaparecimento de N2 é ______ vezes a velocidade de desaparecimento de H2. (b) A velocidade de formação de NH3 é _____ vezes a velocidade de desaparecimento de H2.

(c) A velocidade de formação de NH3 é _____ vezes a velocidade de desaparecimento de N2.

4) O dissulfeto de carbono pode ser preparado a partir de coque (uma forma impura de carbono) e do enxofre elementar:

4 C(s) + S8(s)  4 CS2(l) Ho = +358,8 kJ (a) Qual é o calor absorvido na reação de 1,25 mol de S8?

(b) Calcule o calor absorvido na reação de 197g de carbono com excesso de enxofre. (c) Se o calor absorvido na reação foi de 415 kJ, quanto CS2 foi produzido?

N2(g) + 2 O2(g)  2 NO2(g) Ho = +66,4 kJ Calcule a entalpia de reação da oxidação do óxido nítrico e dióxido de nitrogênio.

2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g)

QUIM II – Prova 3 – 1S/2009

1a) Calcule a entalpia de decomposição do pentóxido de dinitrogênio.

2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g)

A partir das seguintes reações:

NO(g) + 3/2 O2(g)  N2O5 H = -169,2 KJ

2 NO(g) + O2(g)  2 NO2

1b) Num experimento, uma quantidade de N2O5 foi colocado num recipiente de 0,750L. O calor medido da

decomposição completa de N2O5 foi de 5405 J. Calcule a quantidade de pentóxido de dinitrogênio inicial.

1c) Qual é a lei de velocidade, o valor da velocidade inicial, e o tempo de meia vida da decomposição de

N2O5 do experimento do item 1b, sabendo-se que a constante de velocidade dessa decomposição, na

temperatura do experimento, é de 5,2 x 10-3 s-1.

2) Concorde ou discorde das seguintes afirmativas e explique por quê.

a) No equilíbrio, as constantes de velocidade das reações direta e inversa são iguais.

b) O aumento da concentração de um reagente aumenta a velocidade de uma reação porque aumenta a

constante de equilíbrio da reação direta.

c) A constante de equilíbrio de uma reação é maior na presença de um catalisador, mas as constantes de

velocidade das reações diretas e inversa diminuem.

d) Um catalisador muda a trajetória de uma reação de modo a torná-la mais exotérmica.

3) Os dados da reação CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) estão organizados na tabela abaixo:

Experimento Concentração (mol/L) velocidade inicial

(mol.L-1_.h)

[CO] [NO2]

1 5,0 x 10-4 0,36 x 10-4 3,4 x 10-8

2 5,0 x 10-4 0,18 x 10-4 1,7 x 10-8

3 1,0 x 10-3 0,36 x 10-4 6,8 x 10-8

4 1,5 x 10-3 _{0,72 x 10}-4 _?

a) Qual é a lei de velocidade da reação, a constante de velocidade e a velocidade inicial do experimento 4?

b) Qual é a entalpia da reação?

c) Se a reação inversa puder ocorrer, o aumento da velocidade de reação com o aumento da temperatura é

QUIM II – Prova 3 – 2S/2009 Dados: Hf0 (NO) = +90,25 kJ/mol

Hf0 (NO2) = +33,18 kJ/mol

2 NO(g) + 3 O2(g) 2N2O5(g) H = -338,2 kJ

CO(g) + 3H2(g)  CH4 (g) + H2O(g) H = -206,10 kJ

2H2(g) + CO(g) CH3OH(l) H = -128,33 kJ

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H = - 483,64 kJ

1) O metanol é um combustível líquido de queima limpa, que está sendo considerado substituto da gasolina. Suponha que ele pode ser produzido na reação controlada de oxigênio do ar com metano.

(a) Determine a entalpia padrão de reação da formação de 1 mol de CH3OH(l) a partir de metano e oxigênio.

(b) Qual é o volume de oxigênio necessário para reagir com metano e produzir metanol, quando a energia envolvida na reação for de 250 kJ. Considere 25 0_{C e 1 atm.}

2) Considere a reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio: 2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g)

a) Calcule a entalpia da reação decomposição.

b) Num experimento, uma quantidade de N2O5 foi colocado num recipiente de 0,750L. O calor medido da

decomposição completa de N2O5 foi de 5405 J. Calcule a concentração molar de pentóxido de dinitrogênio inicial. c) A velocidade de formação de NO2 é ______ vezes a velocidade de decomposição de N2O5. Por quê?

d) Sabendo-se que a constante de velocidade dessa decomposição, na temperatura do experimento, é de 5,2 x 10-3 s-1, qual é a lei de velocidade, o valor da velocidade inicial, e o tempo de meia vida da decomposição de N2O5 do

experimento do item b.

3) Concorde ou discorde das seguintes afirmativas e justifique.

a) No equilíbrio, as constantes de velocidade das reações direta e inversa são iguais.

b) O aumento da concentração de um reagente aumenta a velocidade de uma reação porque aumenta a constante de equilíbrio da reação direta.

c) A constante de equilíbrio de uma reação é maior na presença de um catalisador, mas as constantes de velocidade das reações diretas e inversa diminuem.

d) Um catalisador muda a trajetória de uma reação de modo a torná-la mais exotérmica.

4) Explique pela termodinâmica o que é entalpia e qual a sua relação com a energia interna do sistema.

6) Qual é a diferença entre um intermediário e um estado de transição?

QUIM II – Prova 3 – 1S/2010

1) Calcule a entalpia de reação da formação do cloreto de alumínio anidro, 2 Al(s) + 3 Cl2(g)→ 2 AlCl3(s), a partir dos

seguintes dados:

2Al(s) + 6 HCl(aq)→ 2 AlCl3(aq) + 3H2(g) ∆Ho = -1049 KJ

HCl(g)→ HCl(aq) ∆Ho = -74,8 KJ

H2(g) + Cl2(g)→ 2 HCl(g) ∆Ho = -185 KJ

AlCl3(s)→ AlCl3(aq) ∆Ho = -323 KJ

2) Calcule a entalpia de formação do Trinitro-tolueno (TNT), sabendo-se que a explosão (queima completa) de 1Kg de TNT libera 14503KJ de energia.

4 C7H5N3O6(s) + 21 O2(g)→ 28 CO2(g) + 10 H2O(g) + 6 N2(g)

Dados : Hf0 (H2O(g)) = -241,82 kJ/mol, Hf0 (CO2 (g)) = -393,51 kJ/mol

3) Sabendo-se que a capacidade calorífica é a relação entre variação de energia com a variação de temperatura e que pode ser descrita por: _{𝐶 =} 𝑞

∆𝑇 , 𝑜𝑢 𝐶𝑣= ∆𝑈

∆𝑇, 𝑜𝑢 𝐶𝑝= ∆𝐻 ∆𝑇 a) Explique o que é a entalpia e qual a sua aplicação prática, de um modo geral.

b) A partir da interpretação das equações acima e dos dados da tabela abaixo, defina o que é a capacidade calorífica em termos da estrutura química e física da matéria.

Tabela 1. Capacidade calorífica molar de algumas substâncias.

Matéria Cp,m (J.K-1_.mol-1₎

Água (H2O) gasosa 34

Água (H2O) líquida 75

Etanol (C2H5OH) líquido 112

Etanol (C2H5OH) gasoso 66

Benzeno (C6H6) líquido 136

4) Na reação reversível, em uma etapa,

2A B + C

, a constante de velocidade da reação direta de formação de B é 265 L.mol-1_.min-1_{, e a} constante da velocidade da reação inversa é 392 L.mol-1.min-1. A energia de ativação da reação direta é 39,7 kJ.mol-1 _{e a da reação inversa é 25,4 kJ.mol}-1_.

a) Calcule a constante de equilíbrio químico e interprete equilíbrio químico em função da cinética de reação. b) Defina e explique se a reação direta é endotérmica ou exotérmica.

c) Dê duas explicações do efeito do aumento da temperatura na concentração de reagentes e produtos: uma explicação pela cinética química, sabendo-se que _{𝑙𝑛𝑘 = 𝑙𝑛𝐴 −}𝐸𝑎

5) Explique o que é exigência estérica e complexo ativado? Qual a origem dessas duas definições?

Química II - Prova 3 – 11/12/2008

4) O dissulfeto de carbono pode ser preparado a partir de coque (uma forma impura de carbono) e do enxofre elementar:

4 C(s) + S8(s)  4 CS2(l) Ho = +358,8 kJ (a) Qual é o calor absorvido na reação de 1,25 mol de S8?

(b) Calcule o calor absorvido na reação de 197g de carbono com excesso de enxofre. (c) Se o calor absorvido na reação foi de 415 kJ, quanto CS2 foi produzido?

5) Na preparação de ácido nítrico pela oxidação da amônia, o primeiro produto é óxido nítrico, que é depois oxidado a dióxido de nitrogênio. A partir das entalpias padrão de reação,

N2(g) + O2(g) 2 NO(g) Ho = +180,5 kJ N2(g) + 2 O2(g)  2 NO2(g) Ho = +66,4 kJ Calcule a entalpia de reação da oxidação do óxido nítrico e dióxido de nitrogênio.

2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g)

1a) Calcule a entalpia de decomposição do pentóxido de dinitrogênio.

2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g)

A partir das seguintes reações:

NO(g) + 3/2 O2(g)  N2O5 H = -169,2 KJ

2 NO(g) + O2(g)  2 NO2

1b) Num experimento, uma quantidade de N2O5 foi colocado num recipiente de 0,750L. O calor medido da

decomposição completa de N2O5 foi de 5405 J. Calcule a quantidade de pentóxido de dinitrogênio inicial.

5) Na preparação de ácido nítrico, o primeiro produto é óxido nítrico, que é depois oxidado a dióxido de nitrogênio.

2 NO(g) + O2(g)  2 NO2(g)

Determine se a reação é endotérmica ou exotérmica e calcule o calor da reação de 5,0 L de óxido nitrico, a 1 atm e 25o_{C, com excesso de oxigênio. Sabendo-se que:}

2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g) REAÇÃO 1

a) Calcule a entalpia da reação a partir da reação 2:

2 NO(g) + 3/2 O2(g)  N2O5 H = -169,2 KJ REAÇÃO 2

b) No experimento, calor medido da decomposição completa de N2O5 foi de 5405 J. Calcule a quantidade em

massa de pentóxido de dinitrogênio inicial da REAÇÃO 1.

Dados: Hf0 (NO) = +90,25 kJ/mol

Hf0 (NO2) = +33,18 kJ/mol

2 NO(g) + 3 O2(g) 2N2O5(g) H = -338,2 kJ

CO(g) + 3H2(g)  CH4 (g) + H2O(g) H = -206,10 kJ

2H2(g) + CO(g) CH3OH(l) H = -128,33 kJ

2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H = - 483,64 kJ

1) O metanol é um combustível líquido de queima limpa, que está sendo considerado substituto da gasolina. Suponha que ele pode ser produzido na reação controlada de oxigênio do ar com metano.

(a) Determine a entalpia padrão de reação da formação de 1 mol de CH3OH(l) a partir de metano e oxigênio.

(b) Qual é o volume de oxigênio necessário para reagir com metano e produzir metanol, quando a energia envolvida na reação for de 250 kJ. Considere 25 0_{C e 1 atm.}

2) Considere a reação de decomposição do pentóxido de dinitrogênio: 2 N2O5(g)  4 NO2(g) + O2(g)

a) Calcule a entalpia da reação decomposição.

b) Num experimento, uma quantidade de N2O5 foi colocado num recipiente de 0,750L. O calor medido da

decomposição completa de N2O5 foi de 5405 J. Calcule a concentração molar de pentóxido de dinitrogênio inicial.

4) Explique pela termodinâmica o que é entalpia e qual a sua relação com a energia interna do sistema.

Dados:

Q

nF

RT

E

E





ln

Hf0 (NO(g)) = +90,25 kJ/mol

Hf0 (NO2(g)) = +33,18 kJ/mol

Hf0 (CO(g)) = -110,53 kJ/mol

Hf0 (CO2(g)) = -393,51 kJ/mol

CO(g) + 3H2(g)  CH4 (g) + H2O(g) H = -206,10 kJ 2H2(g) + CO(g) CH3OH(l) H = -128,33 kJ 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g) H = - 483,64 kJ

entalpia padrão de reação da formação de 1 mol de CH3OH(l) a partir de metano e oxigênio. Apresente todas as etapas necessárias.

2) Os dados da reação CO(g) + NO2(g) CO2(g) + NO(g) estão organizados na tabela abaixo:

Experimento Concentração (mol/L) velocidade inicial

(mol.L-1_.h)

[CO] [NO2]

1 5,0 x 10-4 _{0,36 x 10}-4 _{3,4 x 10}-8

2 5,0 x 10-4 0,18 x 10-4 1,7 x 10-8

3 1,0 x 10-3 _{0,36 x 10}-4 _{6,8 x 10}-8

4 1,5 x 10-3 0,72 x 10-4 ?

a) Qual é a lei de velocidade da reação (I), a constante de velocidade (II) e a velocidade inicial do experimento 4 (III)?

b) Qual é a entalpia da reação?

6.24) Explique por que as capacidades caloríficas molares do metano e do etano diferem dos valores

esperados para um gás monoatômico ideal e, também, uma da outra. Os valores são 35,309 J.mol-1_.K-1 _para

o metano e 52,63 J.mol-1.K-1 para o etano.

6.30) Duas amostras, uma de 1 mol de N2 e a outra de 1 mol de CH4, estão em balões idênticos nas

separados, cuja temperatura é 500 K. Cada um deles ganha 1200 J de calor em volume constante. Será que

a temperatura final das duas amostras é a mesma? Se não, qual dos dois chega à temperatura mais alta?

Justifique o seu raciocínio.

6,49) a entalpia de formação do trinitro-tolueno (TNT) é -67 kJ.mol-1 e, a densidade é 1,65 g.cm-3. Calcule a

densidade de entalpia (a entalpia liberada por litro) na reação