O documento apresenta exercícios sobre termoquímica, incluindo cálculos de entalpia de reações químicas, determinação da espontaneidade de reações e cálculo de calor liberado em combustões. Os exercícios envolvem reações como combustão de butano, etanol e metano, além de reações entre compostos de nitrogênio utilizados em propulsão de foguetes.

1. TERMOQUÍMICA: EXERCÍCIOS

5. 2- (UFC) Dadas as seguintes equações termoquímicas: I- 1 C (s) + 1 O 2(g)  1 CO 2 (g)  H = - 94,0 kcal II- 1 H 2 (g) + ½ O 2 (g)  1 H 2 O (l)  H = - 68 kcal III- 2 C (s) + 3 H 2(g) + ½ O 2 (g)  1 C 2 H 6 O (l)  H = -74 kcal Determine o calor de combustão do álcool etílico .

6. Solução Para exercícios desse tipo devemos: 1- Escrever primeiro a reação que queremos 2- Manipular as reações dadas, colocando reagentes e produtos na ordem que queremos obter na equação final 3- Mudar os sinais dos calores envolvidos, quando invertermos a equação 4- Multiplicar e/ou dividir as equações, para que os coeficientes coincidam com os coeficientes da equação final 5- Cortar os termos semelhantes simplificando-os 6- Por últimos somar as equações, obtendo o calor envolvido na equação final Continua 

7. 1 C 2 H 6 O  2 C + 3 H 2 + ½ O 2 + 74,0 ( Invertida) ( 2 x) 1 C + 1 O 2 -> 1 CO 2 - 94,0 ( 2x) ( 3 x) H 2 + ½ O 2  1 H 2 O - 68,0 ( 3x) 1 C 2 H 6 O  2 C + 3 H 2 + ½ O 2 + 74,0 kcal 2 C + 2 O 2  2 CO 2 - 188,0 kcal 3 H 2 + 1,5 O 2  3 H 2 O - 204,00 kcal C 2 H 6 O + 3 O 2  2 CO 2 + 3 H 2 O  H = - 318,0 kcal

8. 3- (UFSC) Dadas as variações de entalpia de formação para as substâncias: Substâncias  H 0 f ( kcal/mol) CH 4(g) - 17,9 CO 2(g) - 94,0 H 2 O (g) - 68,3 Calcule a entalpia de formação ( em kcal/mol) da reação de combustão do metano: CH 4(g) + 2 O 2 (g)  1 CO 2 (g) + 2 H 2 O (g)

9. Solução H f CH 4 = -17,9 kcal/mol H f CO 2 = - 94,0 kcal/mol H f H 2 O = - 68,3 kcal/mol CH 4(g) + 2 O 2 (g)  CO 2(g) + 2 H 2 O  H = Hp – Hr ou  H = H final – H inicial  H = ( 1.H f CO 2 + 2.H f H 2 O ) – ( 1.H f CH 4 + 2.H f O 2 )  H = ( 1.-94,0 + 2.-68,3) – ( 1.-17,9 + 0)  H = (- 94,0 – 136,6) + 17,9  H = -212,7 kcal/mol  Reação exotérmica

14. 6- (IME-RJ) Calcule o valor de energia livre, a 25 0 C, para a reação representada a seguir: 2 Na 2 O 2(s) + 2 H 2 O (l)  4 NaOH (s) + O 2(g) Dados: Substância Entalpia de formação S 0 a 25 0 C ( 25 0 C ( kJ.mol -1 ) ( J.mol -1 .K -1 ) H 2 O (l) ------------------- - 286,0 ------------------ 69,69 Na 2 O 2 (s) ---------------- - 510,9 ------------------ 94,60 NaOH (s) --------------- - 426,8 ------------------ 64,18 O 2 (g) ----------------- 0 ------------------ 205,00

15. Solução 2 Na 2 O 2(s) + 2 H 2 O (l)  4 NaOH (s) + O 2(g)  G =  H - T  S  H = Hp – Hr  H = ( 4.H f NaOH + 1.H f O 2 ) – ( 2 .H f Na 2 O 2 + 2.H f H 2 O)  H = ( 4.-426,8 + 0) – ( 2.-510,9 + 2. –286)  H = ( -1707,2) – ( -1021,8 – 572)  H = -1707,2 + 1593,8  H = -113,4 kJ ou –113.400 J  G =  H - T  S  G = -113.400 – (298.133,4)  G = -113.400 – 39675,12  G = - 153.075 J  G = - 153,075 kJ

17. Solução Temos nesse exercício, um cálculo de variação de entalpia de uma reação, através de um gráfico. É a maneira mais fácil de calcular, a variação de entalpia. Como a variação de entalpia é dada por entalpia dos produtos menos a entalpia dos reagentes teremos: Hr = 0  Hp = -A  H = Hp – Hr = - A – O  H = -A  LETRA A

18. 8- ( CESGRANRIO-RJ) Dado o esquema abaixo, estabelecido nas condições padrão: Entalpia ( kcal) 2 H 2(g) + CO (g) + 1,5 O 2(g) CH 3 OH (l) + 1,5 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O (l)  H = -173 kcal  H = -204 kcal E sabendo que a entalpia padrão de formação do CO (g) é igual –26,0 kcal/mol, calcule a entalpia padrão de formação do metanol líquido.

19. Solução Esse exercício envolve vários métodos para podermos calcular a entalpia de formação do metanol . Temos pelo gráfico três equações: 2 H 2 + CO + 1,5 O 2  CO 2 + 2 H 2 O  H = -204,0 kcal CH 3 OH + 1,5 O 2  CO 2 + 2 H 2 O  H = -173,0 kcal OBS: não coloquei o estado físico, das substâncias por comodidade, mas... nunca deixe de colocar. CO 2 + 2 H 2 O  CH 3 OH + 1,5 O 2  H = + 173,0 2 H 2 + CO + 1,5 O 2  CO 2 + 2 H 2 O  H = - 204,0 2 H 2 + CO  CH 3 OH  H = -31,0 kcal  H = Hp – Hr  H = ( H f CH 3 OH ) – ( 2.H f H 2 + H f CO ) -31 = ( H f CH 3 OH ) – ( 0 + -26) H f CH 3 OH = -31-26 = -57 kcal

21. Solução Etanol  1 g  7 kcal pessoa  3 500 kcal d etanol = 0,8 g/ml 7 kcal ------ 1 g 3 500 kcal---x g  x = 500 g LETRA  A

22. 10- (UF-Vale do Sapucaí-MG) O volume de álcool ( C 2 H 5 OH) que produzirá, por combustão completa , a mesma quantidade energia que um litro de gasolina ( aqui representado apenas por isoctano – C 8 H 18 ) será: Dados: a 25 0 C, o calor de combustão do etanol é igual a 330,0 kcal/mol, o calor de combustão do isoctano é igual a 1 320 kcal/mol, a massa específica do etanol é igual a 0,75 g/ml, a massa específica do isoctano é igual a 0,80 g/ml, as massa atômicas : H-1; O-16; C-12

23. Solução C 2 H 5 OH V = ? d = 0,75 g/ml H combustão = 330 kcal/mol Massa molar = 46 g/mol C 8 H 18 d = 0,80 g/ml H combustão = 1 320 kcal/mol Massa molar = 114 g/mol 1 mol C 8 H 18  114 g -------- 1 320 kcal 1 000 ml  800 g ------- x = 9.263, 15 kcal 1 mol C 2 H 5 OH  46 g ------ 330 kcal x g ------ 9.263,15 kcal x = 1291,22 g C 2 H 5 OH LETRA  A