Questões de Concurso Sobre transformações químicas e energia em química

São fornecidas as seguintes informações:

Entalpia de formação do CaO_(s): ∆H = -636 kJ.mol^-1

Entalpia de formação do H₂O_(g): ∆H = -242 kJ.mol^-1

Entalpia de vaporização do H₂O_(l): ∆H = 44 kJ.mol^-1

CaO_(s) + H₂O_(l) → Ca(OH)_{2 (s)} : ∆H = -64 kJ.mol^-1

A entalpia de formação do Ca(OH)_{2 (s)} é de

O conceito de Energia Livre foi introduzido pelo físico-químico Josiah Willard Gibbs. Numa reação química, esta energia livre liberada representa a energia

Os catalisadores são substâncias empregadas em reações químicas para aumentar a velocidade da reação. Dadas as afirmativas seguintes a respeito dos catalisadores,

I. O catalisador não altera a entalpia de uma reação química.

II. Adição de um catalisador permite diminuir a energia de ativação de uma reação química.

III. O catalisador não altera o rendimento de uma reação química (quantidade de produto formado).

IV. Os catalisadores possuem sempre um estado de agregação diferente dos reagentes e produtos participantes da reação.

verifica-se que estão corretas apenas

Considere a reação hipotética: Na(s) + Cl₂ (g) → NaCl₂ (s) Sabendo que o produto contém os íons Na^2. e Cl^-, e considerando a energia de rede do NaCl₂ igual a - 2180 kJ mol^-1, assinale a alternativa CORRETA:

(Adaptado de Huhee, E. J., Keiter, E. A., Keiter, R. L. Inorganic Chemistry: principles of structure and reactivity. San Diego: Harper Collins College Publishers, fourth edition, 1993)

(dados: ΔH₁, entalpia de sublimação do Na = + 108 kJ mol^-1, ΔH₂, primeira energia de ionização do Na = + 496 kJ mol^-1, ΔH₃, segunda energia de ionização do Na = + 4562 kJ mol^-1, ΔH₄, afinidade eletrônica do Cl = -349 kJ mol^-1, ΔH₅, Entalpia de dissociação do Cl = + 121 kJ mol^-1 e Uo, energia de rede para formação do NaCl₂ = - 2180 kJ mol^-1).

O ano de 1913 ficou marcado como o maior clímax da história da ciência. A aplicação da hipótese quântica de Planck à radiação do corpo negro, e mais tarde por Einstein ao efeito fotoelétrico, encontrou muitas descrenças e até mesmo muito desdém. Por sua vez, a aplicação de Niels Bohr, um físico dinamarquês, à teoria do átomo de hidrogênio resultou numa revolução de pensamento, uma vez que esta teve espetacular sucesso na interpretação de espectros. Outra grande contribuição da Física Quântica, no que diz respeito ao entendimento dos átomos, foi a capacidade de melhorar as interpretações a respeito de periodicidades químicas e das descrições das estruturas eletrônicas dos elementos. Neste contexto, um elétron em um átomo pode ter seu estado energético descrito com um conjunto de quatro números quânticos.

Considere um elétron com o seguinte conjunto: número quântico principal, 𝓷 = 5; número quântico secundário, 𝓵 = 1, número quântico magnético, m𝓵= -1 e número quântico de spin, ms = -1/2 (admita por convenção que o primeiro elétron num orbital assume o estado de spin -1/2). Qual é a opção que mostra o valor do comprimento de onda aproximado do fóton, detectado na série espectral de Balmer, que é emitido por este elétron quando ele retorna para um nível mais interno?

Dados: Constante de Rydberg para o hidrogênio = RH = 1,1 x 10⁷ m^-1; Constante de Planck = h = 6,63 x 10^-34 J.s; Velocidade da luz (vácuo) = c = 3 x 10⁸ m/s.

As reações, (1)M → produtos e (2)N → produtos, seguem uma cinética de primeira ordem. Quando a temperatura varia de 360K para 370K , a velocidade da reação (1) é duplicada e o tempo de meia vida para esta reação a 370K é 27 minutos. Na temperatura de 370K, N decompõe duas vezes mais rápido que M. Sabendo que a energia de ativação da reação (2) é metade da energia da reação 1, a constante de velocidade da reação (2) a 360K é:

(Dado: ln 2 = 0,693)

Os estudos envolvendo termodinâmica devem ser usados para determinar todas as informações seguintes, EXCETO:

A radioatividade foi descoberta no século XIX. Até esse momento predominava a ideia de que os átomos eram as menores partículas da matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas constataram a existência de partículas ainda menores que o átomo, tais como: próton, nêutron, elétron. Analise as afirmativas seguintes, relacionadas a radioatividade, e marque a alternativa CORRETA.

I. A radioatividade natural ou espontânea é a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza.

II. A radioatividade artificial ou induzida é aquela produzida por transformações nucleares artificiais.

III. A radioatividade geralmente provém de isótopos como urânio-235, césio-137, cobalto-60, tório232, que são fisicamente estáveis e radioativos, possuindo uma constante e rápida desintegração.

Mesmo em sua simplicidade, a bateria de Volta possibilitou algumas descobertas importantes no campo da eletroquímica: a bioeletroquímica, devido ao debate entre Galvani e Volta, a eletroposição e outras mais. Analise as afirmativas seguintes, relacionadas eletroquímica e marque a alternativa CORRETA.

I. Quando uma espécie química perde elétrons para outra espécie química, ocorre redução.

II. Quando uma espécie química retira elétrons de outra espécie química, ocorre oxidação.

III. O funcionamento de uma pilha provém de reações químicas espontâneas que permitem obter um fluxo de elétrons que percorre um circuito externo.

Os fogos de artifício existem há séculos e vários elementos químicos são utilizados para confecção deles, conferindo cores e luz. Consistem de pólvora negra ou pólvora cintilante em um tubo de papel com um pavio para acender a pólvora. Um deles é o alumínio metálico que, ao ser queimado, libera luz e calor, como pode ser demonstrado na equação: 2 Al_(s) + 3/2 O₂ -> Al₂O ∆ = -1.653 kJ/mol. Sabendo que a reação ocorre nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) e que o volume do gás ideal nas CNTP é 22,4L, pode-se afirmar que o volume de O_{2 (g)} (32 g/mol) necessário para reagir com 2 g de alumínio (27 g/mol) e a quantidade de calor gerada na reação com essa mesma quantidade do metal é de, respectivamente:

“É uma ciência voltada para análises das substâncias ou elementos químicos, visando identificá-los e/ou quantificá-los, através de instrumentos ou outros métodos.

Qual a ciência citada acima?

O aquecimento de um balão de São João ocorre pela adição de 900 J de calor. Ao receber este calor, o balão se expande e realiza 422 J de trabalho sobre a atmosfera. Calcule a variação de energia interna e diga se o processo é endotérmico ou exotérmico.

Considerando as equações termoquímicas fornecidas abaixo, o valor da entalpia padrão de formação de 1 mol do hidróxido de magnésio em kJ vale:

Mg(OH)₂ (s) → MgO (s) + H₂O (l); ∆H⁰ = +37,1 kJ

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (l); ∆H⁰ = -571,7 kJ

2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO (s) ∆H⁰ = -1203,6 kJ

A matéria pode sofrer diversos tipos de transformações. A transformação química sempre há formação de novos materiais, em uma transformação química ocorre:

A diferença entre a energia livre dos produtos e a energia livre dos reagentes em uma reação química, sob condições normais, é chamada de energia livre de Gibbs (Δ𝐆°). A figura abaixo mostra dois diagramas da coordenada de reação onde se pode observar a energia livre de Gibbs.

Figura - Diagramas da coordenada de reação. (Fonte: BRUICE, 2006).

Considere os dois diagramas da coordenada de reação para as reações 1 e 2 mostradas na figura e assinale a alternativa correta que descreve cada uma das reações.

As transformações químicas são ações que resultam na formação de novas substâncias e estão presentes em nosso dia a dia. Analise os fenômenos abaixo e assinale a alternativa correta que contém apenas transformações químicas.

I. O escurecimento de um metal.

II. A destruição da camada de ozônio.

III. A explosão de uma panela de pressão.

IV. A queima da madeira.

A entalpia média de ligação é a média da entalpia de dissociação de ligação para uma série de ligações A-B em moléculas diferentes. Assim, a entalpia de reação pode ser determinada através da entalpia de ligação média. Nesse sentido, considere a reação abaixo.

𝑆𝐹₄(𝑔)+𝐹2₂(𝑔)→𝑆𝐹₆(𝑔)

As entalpias médias de ligação para 𝐅₂,𝐒𝐅₄, e 𝐒𝐅₆ são +158, +343, e +327 KJ mol-1, respectivamente, com base nestas informações, assinale a alternativa correta que indica o valor da entalpia de reação para a produção de 𝐒𝐅₆(𝐠) a partir do 𝐒𝐅₄(𝐠).

Uma das evidências de que os átomos são formados por partículas menores se veio através de experimentação. Sabemos hoje, que o átomo é formado por elétrons, prótons, e outras partículas subatômicas. Sobre a descoberta do elétron, responda a alternativa correta.

Lei de Hess baseia-se em que uma reação é a soma de outras duas ou mais reações, o 𝛥𝐻 para o processo global é a soma dos valores de 𝛥𝐻daquelas reações.

Calcule o 𝛥𝐻da reação abaixo

½ N_2(g) + ½ O_2(g) → NO_(g)

Use as equações.

I - N_2(g) + 3H_2(g) →2NH_3(g) , 𝛥𝐻° = -91,8Kj

II - 4 NH_3(g) + 5 O_2(g) →4NO_(g) + 6H2O_(g) , 𝛥𝐻 ° = - 906,2kJ

III - H_2(g) + ½ O_2(g)→H₂O_(g) , 𝛥𝐻° = - 241,8kJ

Observe as reações:

I - H_2(g)+ ½O₂(g) →H₂O_(l) , ∆H = -68,3 Kcal/mol

II - C₆H₄(OH)_2(aq) → C₆H₄O_2(aq) + H_2(g) - 177kcal

III - C_(grafite)+ O_2(g) - 94,0kcal → CO_2(g)

IV - HgO_(s) + 90 kJ → Hg_(ℓ) + ½ O_2(g)

V - Na_(s) + H₂O_(ℓ) → NaOH + 1/2 H_2(g) + 282 kJ

Qual das opções abaixo contém somente reações exotérmicas?