Questões de Vestibular de Química - Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

O diagrama apresenta os dados de entalpia (H) relativos à formação de água a partir de hidrogênio e oxigênio gasosos.


Esses dados permitem verificar que o calor de vaporização da água sólida é igual a

Observe os dados abaixo, considerados a 25º C e 1 atm:
ΔH de formação do CO₂ = ­- 94,1 kcal ΔH de formação do H₂O = ­- 68,3 kcal ΔH de formação do etanol (C₂H₆O) = -­ 66,1 kcal.
A quantidade de calor (em kcal) desprendida na reação de combustão completa de 0,5 mol de etanol (C₂H₆O), é:

Na produção do álcool combustível ocorre, em uma das etapas, o processo de fermentação. Esse processo, catalisado por uma enzima, pode ser representado pela equação química:
C₆H1₂O₆  2 C₂H₅OH + 2 CO₂
Sendo os calores de formação da glicose, do gás carbônico e do álcool, respectivamente, –302, –94 e –66 kcal/mol, pode-­se afirmar que a fermentação ocorre com: 

A reação de formação do etanol é definida abaixo.
2 C (s) + 3 H₂ (g) + ½ 02 (g) --+ C₂H_sOH (1)

Embora essa reação, tal como está escrita, não possa ser realizada em laboratório, pode-se calcular seu efeito térmico, mediante uma combinação adequada de outras reações.
Usando as reações abaixo,

a entalpia da reação de formação do etanol, em kJ mo1^-1 , é

Os hidrocarbonetos são largamente utilizados como combustíveis devido ao seu alto poder calorífico. Dentre eles destacam-se o metano e o butano, os quais apresentam calores de combustão iguais a 208 e 689 kcal.mol^-1, respectivamente.
A energia produzida, em kcal. mol^-1, pela combustão completa de 1000 g de uma mistura de metano e butano na proporção em massa de 2 partes do primeiro para 3 partes do segundo, será aproximadamente

A queima completa de combustíveis que contém carbono em sua composição gera dióxido de carbono, um dos principais gases responsáveis pelo fenômeno do aquecimento global. O uso de etanol como combustível em veículos automotivos é uma iniciativa que reduz a emissão de dióxido de carbono para a atmosfera.
Considere a combustão completa de etanol suficiente para gerar um calor de 1.10⁵ kJ.


         Com base na entalpia de formação aproximada dos compostos dados na tabela, a massa de gás carbônico, em kg, liberada nessa queima é de, aproximadamente:

Considere o gráfico que representa genericamente uma transformação exotérmica.

Energia de ativação, variação de entalpia da transformação e complexo ativado podem ser, respectivamente, associados aos números

No fragmento a seguir, o autor explora conceitos químicos na forma de poesia:

Sobre os conceitos mencionados, foram feitas as seguintes afirmações:

I. A equação química mostrada na linha 2 pode ser associada à liberação de energia, pois corresponde à reação de fotossíntese com consumo de gás carbônico.

II. A equação química apresentada na linha 6 representa uma reação na qual o número de oxidação das espécies é alterado, sendo associada a corrosão.

III. O modelo incompleto referido na linha 7 refere-se ao proposto por Thomson, que identificava a presença de partículas com carga negativa dentro de uma esfera.

Está correto o que se afirma no(s) item(ns): 

Analise as equações termoquímicas.


A partir dessas equações, pode-se prever que o ∆H da reação de decomposição do calcário que produz cal viva (cal virgem) e dióxido de carbono seja igual a

Também conhecido como gás natural ou gás dos pântanos, o metano é um gás representado pela fórmula química CH₄, incolor, de odor fraco a levemente adocicado, altamente inflamável, estável, praticamente insolúvel em água e solúvel em solventes orgânicos (álcoois, benzenos, ésteres e gasolina). Trata-se do composto mais simples e abundante do grupo dos hidrocarbonetos. O metano se forma a partir da fermentação de resíduos orgânicos pela ação de bactérias, como a decomposição do lixo orgânico nos aterros sanitários, a emissão de vulcões de lama, a digestão de herbívoros, a extração de combustível mineral, o metabolismo de certas espécies bacterianas, o apodrecimento de vegetais nos pântanos (sendo, por isso, chamado de gás dos pântanos), entre outros processos. Por esse motivo, nos aterros sanitários, são colocadas muitas “chaminés”, que atravessam as várias camadas de material, pelos quais escoam os gases formados pela fermentação do lixo.

Disponível em: http://www.infoescola.com/compostosquimicos/metano/.

Acesso em: 16 de agosto de 2015.

Dados:

C_(graf.) + O_2(g) → CO_2(g) ∆H = – 393,5 kJ/mol

H_2(g) + 1/2 O_2(g) → H₂O_(ℓ) ∆H = – 285,8 kJ/mol

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O(ℓ) ∆H = – 889,5 kJ/mol

A análise dos dados apresentados permite inferir que o calor de formação do metano é

Uma substância muito usada na produção de compressas frias (BOLSAS DE FRIO INSTANTÂNEO) é o nitrato de amônio sólido. Ao ser dissolvido em água, há uma queda brusca na temperatura do sistema, chegando a uma temperatura de – 5,6 °C, aproximadamente, sem que haja solidificação do líquido.

A equação química representativa do processo é:

Disponível em: Química: ações e aplicações: 2ª série/Vera Lúcia Duarte de

Novais – 1ª ed. – São Paulo: FTD, 2013. Adaptado.

De acordo com a termodinâmica, é pertinente inferir que

ARMÊNIA: BALÕES DE HÉLIO EXPLODEM

EM COMÍCIO E FEREM 140

    Mais de 140 pessoas, em sua maioria menores de idade, ficaram feridas [...] durante um comício eleitoral na capital da Armênia devido à explosão de diversos balões de hélio nas vésperas das eleições parlamentares [...].

    Os motivos da explosão dos balões de propaganda eleitoral ainda são desconhecidos. No entanto, algumas fontes mencionaram que foram causados por cigarros. [...]

Balões de hélio explodem em um comício do Partido Republicano antes das eleições parlamentares, em Yerevan 

Disponível em: http://noticias.terra.com.br/mundo/armenia-baloes-dehelio-explodem-em-comicio-e-ferem140,e09cff0df bada310VgnCLD 200000bbcceb0aRCRD.html. Acesso em: 15 de agosto de 2015.

A notícia retrata um fato recorrente em reuniões comemorativas. Relacionado ao acontecido, é pertinente inferir que 

A recuperação de lesões musculares envolve, geralmente, o tratamento com bolsas de água quente. Há bolsas que funcionam mediante a dissolução exotérmica de uma substância química em água. Na bolsa, há dois compartimentos: a substância fica num compartimento seco e a água fica no outro compartimento. Ao golpear a bolsa, o compartimento que contém água se rompe, a substância se dissolve, liberando calor e a temperatura aumenta.
Considere a dissolução do cloreto de cálcio, utilizado para compressas quentes.
CaCl 2(s) + H2O(l) → Ca2+ (aq) + 2 Cl – (aq). ∆H = - 82,8 kJ / mol.

A dissolução de 1,0 mol de CaCl 2(s) libera 82,8 kJ de energia. Esse calor eleva a temperatura de 1,0 L de água de 20°C para 40°C. A dissolução de 0,5 mol de CaCl 2(s) em 1,0 L de água eleva a temperatura de 20°C para

Considere a equação química (não balanceada) para a combustão do etanol:

C₂H₆O_(l) + O₂(g)  ➜  CO₂(g) + H₂O_(l)

Dados: Entalpia de formação de C₂H₆O_(l) = – 66 kcal/mol

            Entalpia de formação de CO_2(g) = – 94 kcal/mol

            Entalpia de formação de H₂O_(l) = – 68 kcal/mol

A entalpia de combustão em kcal/mol será:

A preocupação com o diabetes e a obesidade fez surgir os adoçantes artificiais, em substituição ao açúcar. Entretanto a utilização crescente desses produtos criou outros problemas, a exemplo da possibilidade de causar câncer e até mesmo obesidade, além de contribuir com o aumento de ingestão de íons sódio, Na⁺ , segundo alguns especialistas, que não deve ultrapassar a 1200mg. Um desses produtos, ciclamato de sódio, um adoçante artificial 30 vezes mais doce que a sacarose, apresenta, no rótulo, as informações adaptadas, em destaque, na tabela.
A partir das informações do texto e dos dados da tabela, é correto afirmar:

O Formaldeído é um produto metabólico normal do metabolismo animal, com variações dos seus níveis endógenos ao longo do tempo. As maiores fontes produtoras de Formaldeído endógeno são a Glicina e a Serina. O Formaldeído é rapidamente metabolizado, e o seu armazenamento não é um fator de toxicidade. O metabolismo do Formaldeído a Ácido Fórmico, via FDH/class III álcool desidrogenase, ocorre em todos os tecidos do organismo, como consequência da formação de Formaldeído endógeno e a sua rápida remoção, devido ao apoio da corrente sanguínea. A FDH é a principal enzima metabólica envolvida no metabolismo do Formaldeído em todos os tecidos, é amplamente distribuída no tecido animal e é específica para a adição de Formaldeído pela Glutationa. [...] Muitas enzimas conseguem catalisar a reação que oxida o Formaldeído a Ácido Fórmico, contudo a FDH é a enzima de primeira linha para desempenhar essa função e é específica para o Formaldeído. Outros aldeídos não sofrem qualquer alteração na presença da FDH. O Formaldeído, endógeno ou exógeno, entra na via metabólica da FDH e é eliminado do organismo na forma de metabólitos: Ácido Fórmico e CO₂.

Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Metanal>.

Acesso em: 23 de agosto de 2016.

Na tabela a seguir, são apresentadas as energias das ligações envolvidas nesse processo de oxidação.

Ligação Ligação Energia de ligação (kJ mol^–1 )

O ==O 498

C — H 413

C — O 357

C ==O 744

O — H 462

Considerando que a equação que representa o processo é H₂CO_(g) + 1/2 O_2(g) → H₂CO_2(g), pode-se inferir que a reação é

Notícia 1 – Vazamento de gás oxigênio nas dependências do Hospital e Maternidade São Mateus, Cuiabá, em 3/12/13. Uma empresária que atua no setor de venda de oxigênio disse ao Gazeta Digital que o gás não faz mal para a saúde. “Pelo contrário, faz é bem, pois é ar puro...”.

Disponível em:<ttp://www.gazetadigital.com.br/conteudo/show/secao/9/materia/405285>. Acesso em: 20 de julho 2016.

Notícia 2 – Vazamento de oxigênio durante um abastecimento ao pronto-socorro da Freguesia do Ó, zona norte de São Paulo, em 25/08/14. Segundo testemunhas, o gás que vazou do caminhão formou uma névoa rente ao chão. O primeiro carro que pegou fogo estava ligado. Ao ver o incêndio, os motoristas de outros carros foram retirar os veículos.

Disponível em:<http://noticias.r7.com/sao-paulo/cerca-de40-pacientes-sao-transferidos-apos-incendio-em-hospitaldazona-norte-26082014>. Acesso em: 20 de julho 2016.

Ficha de informações de segurança de uma empresa que comercializa esse produto.

EMERGÊNCIA

• CUIDADO! Gás oxidante a alta pressão.

• Acelera vigorosamente a combustão.

• Equipamento autônomo de respiração pode ser requerido para equipe de salvamento.

• Odor: inodoro.

Disponível em:<https://www.comvest.unicamp.br/vest2015/F2/provas/fisquibio.pdf>. Acesso em: 06 de agosto de 2016.

Sobre o gás citado nos textos anteriores, é pertinente inferir que 

Tal como a gasolina que explode nos cilindros de um motor de carro, a glicose é o combustível “queimado” no interior das células para a liberação da energia necessária às suas diversas atividades.

Em relação aos processos de obtenção de energia, pode-se afirmar:

A tabela apresenta os valores de densidades, massa molar e entalpia molar de combustão de alguns combustíveis. Considerando-se essas informações e com base nos conhecimentos de termoquímica, é correto afirmar:

I. C(s) + O₂(g) → CO(g) ∆H° = − 110,0kJ

II. C(s) + O₂(g) → CO2(g) ∆H° = − 394,0kJ

III. CO(g) + O₂(g) → CO₂(g)

Os conversores catalíticos dos veículos automotores são dispositivos usados para reduzir as emissões nocivas de poluentes atmosféricos. Nas grandes cidades, a dispersão de gases tóxicos torna-se potencialmente grave para a população, principalmente idosa e infantil. Atualmente, o uso de sistemas de injeção eletrônica e de catalisadores, nos escapamentos diminuem o lançamento de poluentes para a atmosfera. Os catalisadores aceleram reações químicas que transformam poluentes, como o monóxido de carbono, CO(g), em dióxido de carbono, CO₂(g), menos prejudiciais à saúde.

Considerando-se essas informações e com base nos conhecimentos de química, é correto concluir: