Questões de Concurso Comentadas sobre transformações químicas e energia em química

Um processo corrosivo em que há interação direta entre o metal e o meio corrosivo, em ausência de água líquida e temperaturas em geral elevadas, é conhecido como corrosão:

Em um procedimento de calibração, coube ao perito determinar o calor de combustão teórico da sacarose (C₁₂H₂₂O₁₁).
Sabendo-se que os calores de formação da sacarose, do dióxido de carbono e da água são, respectivamente, 531 kcal/mol, 94 kcal/mol e 68,4 kcal/mol, o resultado obtido pelo perito foi de cerca de:

Em uma análise pericial coube ao profissional determinar o calor de formação envolvido em uma redução de óxido de ferro.
Sabendo-se que ΔH_f^o(H₂O,L) = -285 kJ/mol, e que ΔH_f^o(Fe₂O₃,s) = -824 kJ/mol, o profissional determinou o calor de formação solicitado como sendo de aproximadamente:

As transformações físico-químicas podem ocorrer de forma reversível ou irreversível, em condições constantes ou variáveis.
Por exemplo, em um processo adiabático, o fluxo de calor durante a mudança de estado é nulo, ao passo que:

O processo de fotossíntese, efetuado pelos vegetais clorofilados, permite que, na presença de luz, estessintetizem seu próprio alimento, a glicose (C₆H₁₂O₆), empregando água e gás carbônico como reagentes,além de liberarem gás oxigênio para a atmosfera, de acordo com a equação abaixo:
                                                                       luz e clorofila 6 H₂O (I)  + 6 CO₂ (g)               →                 C₆H₁₂O₆ (aq) + O₂ (g)
Sobre essa reação química, é correto afirmar:

Nos últimos 20 anos, houve uma crescente demanda por pilhas e baterias, devido a um aumento no consumo de aparelhos eletrônicos portáteis como celulares, brinquedos, jogos, computadores. Sobre as características das pilhas e baterias, numere a coluna da direita de acordo com a da esquerda.

1- Pilha seca comum

( ) Não forma amônia como camada isolante.

2- Pilha alcalina

( ) Sua semirreação catódica é:

2 Ni(OH)_{3 (s)} + 2e → 2 Ni(OH)_{2 (s)} + 2 OH^– _(aq)

3- Pilha de mercúrio

( ) Emprega sais dissolvidos em solventes não aquosos.

4- Bateria de hidreto metálico

( ) Contém pasta úmida de ZnCl₂, NH₄Cl e H₂O.

5- Bateria de íons lítio

( ) É adequada para dispositivos sensíveis, como aparelhos desurdez, instrumentos científicos e relógios.

Assinale a sequência correta.

Uma família de seis pessoas consome um botijão de 13 kg de GLP por mês (Gás Liquefeito de Petróleo, do qual o propano e o butano são os componentes principais). Supondo que todo o GLP presente no botijão é somente butano e está totalmente na forma líquida, a energia liberada, em quilojoules, na queima de todo o gás butano e a massa de CO₂ liberada, em gramas, durante um mês são, respectiva e aproximadamente:
Reação de combustão completa do butano (não balanceada):
C₄H₁₀ (g) → CO₂ (g) + H₂O (I) ΔH_cº = 2.808 kJ/mol
Dados: Massas Molares em g/mol: H =1; C =12; O = 16

As células de combustível são dispositivos que convertem diretamente a energia química contida num combustível rico em hidrogênio em eletricidade e energia térmica, constituindo-se como uma das tecnologias de produção de energia elétrica mais promissoras. 


Levando em consideração o funcionamento de uma célula a combustível esquematizado acima, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.
( ) As células a combustível são células galvânicas nas quais a energia de Gibbs de uma reação química é transformada em energia elétrica (por meio da geração de uma corrente). ( ) A principal semelhança em relação às pilhas e baterias é o fato de, nas células a combustível, os reagentes já estarem armazenados no interior do sistema. ( ) Devido à dificuldade de se armazenar H₂, uma alternativa para alimentação das células a combustível é o metanol, que, por sua vez, apresenta a desvantagem de gerar CO e/ou CO₂ que são gases de efeito estufa. ( ) O combustível é reduzido de forma contínua no ânodo, enquanto oxigênio é oxidado no cátodo, produzindo água como produto final e energia elétrica. 
Assinale a sequência correta.

O propano, de fórmula C₃H₈, pode ser obtido da destilação fracionada do petróleo e é um importante componente do GLP (Gás Liquefeito de Petróleo), porém sua entalpia de formação não pode ser medida de maneira direta.


Observe as reações a seguir:


De acordo com as reações acima e os dados fornecidos, o valor da entalpia padrão de formação do gás propano, em quilojoules, é igual a:

O alumínio já foi o metal mais caro do mundo. Por isso, Napoleão disponibilizava talheres e pratos de alumínio para convidados especiais nos banquetes, enquanto os menos favorecidos usavam de ouro. Em 1855, o norte-americano Charles Martin Hall e o francês Paul Louis Toussaint Héroult descobriram e patentearam quase simultaneamente um processo de obtenção de alumínio a partir do minério bauxita, rico em óxido de alumínio.

KEAN, Sam. A colher que desaparece: Editora Zahar, 2011 (adaptado).

O processo ficou conhecido como Hall-Heróult e permitiu o estabelecimento da indústria global do alumínio, cuja obtenção ocorre por meio de:

“A maior ameaça à camada de ozônio no século XXI é o gás hilariante (N₂O - óxido nitroso). Segundo o Pnuma (Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente), análises de cientistas de 35 organizações revelaram que o N₂O, agora, é o gás mais importante a exaurir o ozônio e o terceiro mais poderoso gás do aquecimento global emitido na atmosfera. Os níveis de N₂O aumentaram nas últimas décadas, puxados sobretudo pelos processos de nitrificação e de desnitrificação dos fertilizantes nitrogenados no solo.”

Disponível em: <https://www.terra.com.br/noticias/ciencia/clima/onu-faz-soaroxido-nitroso-a-camada-de-VgnCLD2000000dc6eb0aRCRD.html>. Acesso em: 24 nov. 2020.

O mecanismo de destruição pode ser resumido pelas seguintes equações:

A classificação química do óxido nitroso e a função do NO no mecanismo de destruição do ozônio são, respectivamente:

A pilha de zinco e óxido de prata é usada em aparelhos auditivos e relógios de pulso e são menos poluentes do que a de zinco e óxido de mercúrio.

Tendo em vista essas informações e os dados da tabela de potencial-padrão de redução para as semiequações que ocorrem nessa pilha, é correto afirmar:

Um forno aceso em um fogão doméstico por uma hora tem seu consumo variável, dependendo do fabricante e modelo. Mas, em média, o gasto para um fogo médio equivale a 0,225 kg de gás. Um fogão alimentado por gás natural, formado exclusivamente pelo gás metano, terá ao final de uma hora liberado, aproximadamente, uma quantidade de energia, em kJ, igual a:
Reação de combustão do metano:
CH_4(g) + 2 O_2(g)   → CO_2(g)  + 2 H₂ O_(g)         ΔH = - 890,4 kJ/mol

O gás natural é um combustível cujo principal componente é o metano. As entalpias-padrão de formação das substâncias compostas participantes da reação de combustão do metano são apresentadas a seguir.

A entalpia-padrão de combustão do metano, em kJ/mol, corresponde a:

Em um experimento, foi realizada a eletrólise do cloreto de potássio em solução aquosa com eletrodos inertes. O composto formado no catodo da eletrólise corresponde a:

Apresenta-se, a seguir, o ciclo de Born-Haber no cloreto de sódio e suas respectivas energias:
 
 energia de ionização do Na = + 496 kJ.mol ^{– 1}  afinidade eletrônica do Cℓ = + 349 kJ.mol ^{– 1}  entalpia de atomização Na = + 107 kJ.mol ^{– 1}  entalpia de atomização Cℓ = + 122 kJ.mol  entalpia padrão de formação do NaCℓ = – 411 kJ.mol ^{– 1} 

A entalpia de rede do cloreto de sódio é: 

A partir da 2ª Lei da Termodinâmica o conceito de entropia foi criado, a fim de explicar a direção de um processo ou transformação. Sendo assim, a entropia total é uma medida de desordem que:

Medir diretamente a entalpia de formação do benzeno a partir da reação entre carbono e gás hidrogênio é uma tarefa muito difícil, porém pode-se fazer uso da Lei de Hess, usando as equações de oxidação a seguir:


Conclui-se que o ΔH de formação do benzeno é:

A tabela a seguir indica o potencial padrão de redução de alguns metais:

A pilha que apresenta maior diferença de potencial padrão pode ser representada esquematicamente por: