EXERCÍCIOS DE ENTALPIA E CINÉTICA QUÍMICA

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OI GALERA!

ESTUDAMOS (?) TERMOQUÍMICA E CINÉTICA, DOIS ASSUNTOS MUITO PEDIDOS EM VESTIBULARES- QUANDO ACONTECEREM!

RODADA DE EXERCÍCIOS DE TERMOQUÍMICA:

1 – (PUC-MG) – Sejam dadas as equações termoquímicas, todas a 25 ºC e 1 atm:

I- H2(g)+ ½O2(g) →H2O(l) ∆H = -68,3 Kcal/mol

II- 2Fe(s)+ 3/2 O2(g)→Fe2O3(s) ∆H = -196,5 Kcal/mol

III- 2Al(s)+ 3/2 O2(g)→Al2O3(s) ∆H = -399,1 Kcal/mol

IV – C(grafite)+ O2(g)→ CO2(g) ∆H = -94,0 Kcal/mol

V- CH4(g) + O2(g) → CO2(g)+ H2O(l) ∆H = -17,9 Kcal/mol

Exclusivamente sob o ponto de vista energético, das reações acima, qual você escolheria como fonte de energia ?

RESOLUÇÃO:

A REAÇÃO COM MAIOR FONTE DE ENERGIA É AQUELA QUE LIBERA MAIS CALOR- LOGO A REAÇÃO III.

2 – (ENEM) – O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química:

3C2H2(g) → C6H6(l)

A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais:

I. C2H2(g) + 5/2O2(g) →  2CO2(g) + H2O(l)         ∆Hco = –310 kcal/mol

II. C6H6(l) + 15/2O2(g) à 6CO2(g) + 3H2O(l)        ∆Hco = –780 kcal/mol

a) -1090
b) -150
c) -50
d) +157
e) +470

RESOLUÇÃO :

MULTIPLICAR POR 3 A PRIMEIRA EQUAÇÃO: ∆H = – 930 KCAL/MOL

INVERTER A SEGUNDA EQUAÇÃO                ∆H = + 780 KCAL/MOL 

FAZENDO AS CONTAS: – 150 KCAL/ MOL 

ALTERNATIVA C  

3 – (Unicamp) – A tabela abaixo informa alguns valores nutricionais para a mesma quantidade de dois alimentos. A e B.

Considere duas porções isocalóricas (de mesmo valor energético) dos alimentos A e B. A razão entre a quantidade de proteína em A e a quantidade do proteínas em B é igual a

a) 4.
b) 6.
c) 8.
d) 10.

RESOLUÇÃO:

Como o exercício quer quando as Kcal sejam iguais, vamos pensar em um valor para que quando multipliquemos os 60 Kcal ele vire 80 Kcal (pois assim eles terão o mesmo valor energético):

60 . x = 80

x = 4/3

Ou seja, se multiplicar as quantidades de A por 4/3 teremos a mesma quantidade energética em ambos os alimentos. Mas lembre que temos que multiplicar toda a relação. Então:

A) 60 Kcal . (4/3) → 6g . (4/3)

B) 80 Kcal → 1g

Fazendo as contas:

A) 80 Kcal → 8g

B) 80 Kcal → 1g

Portanto, quando ambos os alimentos tem o mesmo valor energético a razão da quantidade de proteína entre A e B é de 8

ALTERNATIVA C ( brainly.com.br) 

4 – (UFRS) – Considere as transformações a que é submetida uma amostra de água, sem que ocorra variação da pressão externa:

Pode-se afirmar que:

a) as transformações 3 e 4 são exotérmicas.
b) as transformações 1 e 3 são endotérmicas.
c) a quantidade de energia absorvida em 3 é igual à quantidade liberada em 4.
d) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade liberada em 3.
e) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade absorvida em 2.

RESOLUÇÃO: ALTERNATIVA E 

VAPOR PARA LÍQUIDO PERDE ENERGIA, LIBERA. LÍQUIDO PARA VAPOR GANHA ENERGIA, ABSORVE.

5 – (ENEM) – O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita (α-Fe2O3), a magnetita (Fe3O4) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química:

FeO (s) + CO (g) → Fe (s) + CO2 (g)

Considere as seguintes equações termoquímicas:

a) -14
b) -17
c) -50
d) -64
e) -100

RESOLUÇÃO :

Etapas de uma equação global:  

Reação 1: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2   ⇒  ΔH1 = – 25

Reação 2: 3 FeO + CO2 → Fe3O4 + CO  ⇒  ΔH2 = -36

Reação 3: 2 Fe3O4 + CO2 → 3 Fe2O3 + CO  ⇒  ΔH3 = +47

Equação global: FeO + CO → Fe + CO2

Agora vamos vamos dividi-las por valores específicos para que possamos alcançar a equação global:

Reação 1: dividida por 2 para equilibrar o Fe com a equação global;

Reação 2: dividida por 3 para equilibrar o FeO com a equação global;

Reação 3: dividida por 6 para que o Fe3O4 e o Fe2O3 sejam eliminados, já que não estão presentes na equação global. Desta forma, o CO e o CO2 ficaram com a medida exata da equação global.

Da mesma forma que fizemos com as reações devemos agora fazer com os calores de reação, assim poderemos obter o ⧍H da equação global, então:

ΔH/2 + ΔH2/3 + ΔH3/6 

(-25)/2 + (-36/3) + 47/6 = -17 kJ/mol ( brainly.com.br) 

ALTERNATIVA B 

RODADA DE EXERCÍCIOS DE CINÉTICA QUÍMICA :

1. (ENEM) – Alguns fatores podem alterar a rapidez das reações químicas. A seguir destacam-se três exemplos no contexto da preparação e da conservação de alimentos:

1. A maioria dos produtos alimentícios se conserva por muito mais tempo quando submetidos à refrigeração. Esse procedimento diminui a rapidez das reações que contribuem para a degradação de certos alimentos.

2. Um procedimento muito comum utilizado em práticas de culinária é o corte dos alimentos para acelerar o seu cozimento, caso não se tenha uma panela de pressão.

3. Na preparação de iogurtes, adicionam-se ao leite bactérias produtoras de enzimas que aceleram as reações envolvendo açúcares e proteínas lácteas.

Com base no texto, quais são os fatores que influenciam a rapidez das transformações químicas relacionadas

a) Temperatura, superfície de contato e concentração.

b) Concentração, superfície de contato e catalisadores.

c) Temperatura, superfície de contato e catalisadores.

d) Superfície de contato, temperatura e concentração.

e) Temperatura, concentração e catalisadores.

RESOLUÇÃO:

1- TEMPERATURA    2- SUPERFÍCIE DE CONTATO  3- ENZIMA= CATALISADOR 

ALTERNATIVA C 

2. (Fuvest) – O eugenol, extraído de plantas, pode ser transformado em seu isômero isoeugenol, muito utilizado na indústria de perfumes. A transformação pode ser feita em solução alcoólica de KOH.

eugenoel em solução alcoolica para isoeugenol

Foram feitos três experimentos de isomerização, à mesma temperatura, empregando-se massas iguais de eugenol e volumes iguais de soluções alcoólicas de KOH de diferentes concentrações. O gráfico a seguir mostra a porcentagem de conversão do eugenol em isoeugenol em função do tempo, para cada experimento.

gráfico de cinética química

Analisando-se o gráfico, pode-se concluir corretamente que

a) a isomerização de eugenol em isoeugenol é exotérmica.

b) o aumento da concentração de KOH provoca o aumento da velocidade da reação de isomerização.

c) o aumento da concentração de KOH provoca a decomposição do isoeugenol.

d) a massa de isoeugenol na solução, duas horas após o início da reação, era maior do que a de eugenol em dois dos experimentos realizados.

e) a conversão de eugenol em isoeugenol, três horas após o início da reação, era superior a 50% nos três experimentos.

RESOLUÇÃO: 

Podemos calcular a velocidade de isomerização do eugenol através da porcentagem de conversão em isoeugenol em função do tempo.

Pelo gráfico dado, podemos ver que quanto maior for a concentração de KOH (mol//L), maior será a porcentagem de conversão e, assim, maior será a velocidade da reação.

O gráfico não nos permite concluir acerca o calor envolvido na reação.

O eugenol não se decompõe, ele passa pelo processo e isomerização. Passadas duas horas de reação, apena o experimento I apresenta mais de 50% de isoeugenol no sistema.

O terceiro experimento, por sua vez, só apresentará mais de 50% de conversão em isoeugenol depois de decorridas 8 horas.

ALTERNATIVA B ( brainly.com.br) 

3. (PUC-SP) – Considere uma reação genérica em que os reagentes D e G transformam-se no produto J. A cinética dessa reação pode ser estudada a partir do gráfico a seguir que representa a entalpia de reagentes e produtos, bem como das espécies intermediárias formadas durante o processo. No gráfico, estão representados os caminhos da reação na presença e na ausência de catalisador.

gráfico de cinética química com catalizador

Um aluno ao analisar esse gráfico fez algumas afirmações a respeito da reação D + G → J:

I. z representa a variação de entalpia (ΔH) dessa reação.

II. y representa a energia de ativação dessa reação na presença de catalisador.

III. x + z representa a energia de ativação dessa reação na ausência de catalisador.

IV. Essa reação corresponde a um processo endotérmico.

Estão corretas apenas as afirmações

a) I e II.

b) I e III.

c) II e III.

d) II e IV.

e) I, II e IV.

RESOLUÇÃO:

gráfico de brainly.com.br

Laranja=Variação de entalpia

Amarelo=Energia de ativação sem catalisador

Violeta=Energia de ativação com catalisador

Rosa= Energia de ativação necessária sem catalisador

ALTERNATIVA A 

4. (Fuvest) – Em uma aula experimental, dois grupos de alunos (G1 e G2) utilizaram dois procedimentos diferentes para estudar a velocidade da reação de carbonato de cálcio com excesso de ácido clorídrico. As condições de temperatura e pressão eram as mesmas nos dois procedimentos e, em cada um deles, os estudantes empregaram a mesma massa inicial de carbonato de cálcio e o mesmo volume de solução de ácido clorídrico de mesma concentração. O grupo G1 acompanhou a transformação ao longo do tempo, realizada em um sistema aberto, determinando a variação de massa desse sistema (Figura 1 e Tabela). O grupo G2 acompanhou essa reação ao longo do tempo, porém determinando o volume de dióxido de carbono recolhido (Figura 2).

tabela de transformações cinéticas químicas

Comparando os dois experimentos, os volumes aproximados de CO2, em litros, recolhidos pelo grupo G2 após 60, 180 e 240 segundos devem ter sido, respectivamente,

Note e adote:

massa molar do CO2: 44 g/mol;

volume molar do CO2: 24 L/mol;

desconsidere a solubilidade do CO2 em água.

a) 0,14; 0,20 e 0,25

b) 0,14; 0,34 e 0,60

c) 0,34; 0,48 e 0,60

d) 0,34; 0,48 e 0,88

e) 0,62; 0,88 e 1,10

RESOLUÇÃO:

Os dois experimentos foram realizados nas mesmas condições (mesma quantidade de CaCO3(s) e HCl(aq)), mesma temperatura e mesma pressão), de modo que a quantidade de gás carbônico formada, a cada instante, é a mesma em ambos os casos. A equação química que descreve a reação em questão é:

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A variação da massa do sistema sobre a balança no experimento 1 deve-se à quantidade de CO2 liberado.

Tempo decorrido (segundos) 0 60 180 240
Massa do sistema (g) 110,00 109,38 109,12 108,90
Massa de CO2 liberado (g) 0 0,62 g 0,88 g 1,10 g

Assim, o volume de gás carbônico formado no experimento 2 corresponde à mesma quantidade de gás carbônico formada no experimento 1.

Portanto:

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ALTERNATIVA C  ( anglo resolve) 

RESOLVIDOS! CONFERE SE ACERTOU, QUEM TENTOU, NÃO É?

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