Questões Militares Sobre termoquímica: energia calorífica, calor de reação, entalpia, equações e lei de hess. em química

A figura ao lado apresenta a curva de aquecimento de 100 g de uma substância pura genérica no estado sólido. Sabe-se que calor é fornecido a uma velocidade constante de 500 cal min^–1. Admite-se que não há perda de calor para o meio ambiente, que a pressão é de 1 atm durante toda a transformação e que a substância sólida apresenta apenas uma fase cristalina. Considere que sejam feitas as seguintes afirmações em relação aos estágios de aquecimento descritos na figura:

I. No segmento PQ ocorre aumento da energia cinética das moléculas.

II. No segmento QR ocorre aumento da energia potencial.

III. O segmento QR é menor que o segmento ST porque o calor de fusão da substância é menor que o seu calor de vaporização.

IV. O segmento RS tem inclinação menor que o segmento PQ porque o calor específico do sólido é maior que o calor específico do líquido.

Das afirmações acima, está(ão) ERRADA(S):

A hidrazina (N₂H₄) é uma substância usada como combustível para propulsão de foguetes. Para tal, ela é submetida ao oxigênio, liberando gás nitrogênio, água e energia (150kcal por mol de hidrazina). Qual é a energia liberada pela combustão de 10,0kg de hidrazina?

Com base nesses dados, é possível afirmar que, quando há produção de somente 1(um) mol de óxido de ferro III, a partir de substâncias simples, ocorre

As equações químicas a seguir representam o processo de síntese dos óxidos de bário e alumínio e suas respectivas entalpias de transformação.

2Ba(s) + O₂ (g) → 2 BaO(s) ΔHº = –1.107 kJ

2Al(s) + 3/2O₂ (g) → Al2 O3 (s) ΔHº = –1.676 kJ

O metal bário é produzido pela reação do metal alumínio com óxido de bário. A partir dessas informações, a variação da entalpia para a reação de produção do metal bário é igual a:

  Quantidades enormes de energia podem ser armazenadas em ligações químicas e a quantidade empírica estimada de energia produzida numa reação pode ser calculada a partir das energias de ligação das espécies envolvidas. Talvez a ilustração mais próxima deste conceito no cotidiano seja a utilização de combustíveis em veículos automotivos. No Brasil alguns veículos utilizam como combustível o Álcool Etílico Hidratado Combustível, conhecido pela sigla AEHC (atualmente denominado comercialmente apenas por ETANOL).    Considerando um veículo movido a AEHC, com um tanque de capacidade de 40 L completamente cheio, além dos dados de energia de ligação química fornecidos e admitindo-se rendimento energético da reação de 100 %, densidade do AEHC de 0,80 g/cm³ e que o AEHC é composto, em massa, por 96% da substância etanol e 4% de água, a quantidade aproximada de calor liberada pela combustão completa do combustível deste veículo será de
Dados: massas atômicas: C = 12 u ; O = 16 u ; H = 1 u

O dissulfeto de carbono (CS₂) pode ser preparado a partir do coque e do enxofre elementar de acordo com a relação abaixo.

4C_(S) + S_8(S) → 4 CS₂₍₁₎                                ΔH = + 358,8 kJ

Se o calor absorvido durante a reação foi de 3588 kj, quantos mols de CS₂ foram produzidos?

O dióxido de nitrogênio pode ser produzido por meio da oxidação do óxido nítrico, conforme a seguinte reação:

 2NO _(g) + O_2(g),→ 2NO_2(g) ΔH = ?

Qual o valor da entalpia padrão da reação acima?

Dados:

 N_2(g) + O_2(g) → 2NO_(g) ΔH = +180,5 kJ 

N_2(g) + 2O_2(g) → 2NO_2(g) ΔH = + 66,4 kJ

Para que uma reação química possa ocorrer é necessário que os reagentes recebam certa quantidade de energia, chamada energia de ativação (Ea). A reação entre os gases nitrogênio e oxigênio, componentes do ar, por exemplo, não ocorre em condições ambientes, embora exista um grande número de choques entre suas moléculas. A reação entre esses gases ocorre na atmosfera apenas quando associada a descargas elétricas dos relâmpagos, em dias chuvosos, e também no interior dos motores de explosões internas, quando a vela do automóvel libera uma faísca elétrica. Nesses casos, a Ea é fornecida pelas faíscas.

                                              

Considerando o gráfico anterior, referente ao diagrama energético de uma reação química, qual o valor da energia de ativação e o ΔH da reação respectivamente?

A quantidade de calor liberada ou absorvida em uma reação depende, em primeiro lugar, das quantidades dos reagentes e dos produtos que participam da reação.

                                        

A partir do diagrama de entalpia, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

(     ) A quantidade de calor envolvido na decomposição de 126 g de H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g) é 1.981 kJ/mol.

(     ) H2O(l) → H2O(g)   ΔH = –41 kJ/mol.

(     ) H2(g) + ½ O2(g)→ H2O(g)   ΔH = +242 kJ/mol.

A sequência está correta em

Considere as entalpias padrão de formação dos seguintes compostos:

Sabendo que a capacidade calorífica da água, à pressão constante, vale 75,9 J·mol^-1 e que sua entalpia de vaporização é igual a 40,66 kJ·mol⁻¹, assinale a alternativa que melhor corresponda ao número de mols de metano necessários para vaporizar 1 L de água pura, cuja temperatura inicial é 25°C, ao nível do mar.

A seguir são dadas equações químicas em que E = energia envolvida no processo, e^- = elétron e X = elemento químico genérico.
I. X(g)+e^–→ X (g)+E1 II. X (g)+E₂→X(g)+e^- III. X(g)+E₃→ X⁺(g)+e^- IV. X⁺ (g)+E₄→X²⁺ (g)+e^{-
Com base nas equações representadas, pode-se afirmar que:}

Considerando as reações a seguir:

.

,

OΔH da reação a seguir é igual a:

.

Joseph Black (1728-1799), médico, químico e físico escocês, conceituou o calor específico. Esta conceituação teve importantes aplicações práticas, dentre elas a máquina a vapor, desenvolvida pelo engenheiro escocês James Watt (1736-1819). Que componente do motor a vapor desenvolvido por Watt revolucionou seu uso e aplicação?

São feitas as seguintes afirmações sobre o que Joule demonstrou em seus experimentos do século XIX:

I. A relação entre calor e trabalho é fixa.

II. Existe um equivalente mecânico do calor.

III. O calor pode ser medido.

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas

Considere três cubos maciços de 2 cm de aresta, constituídos, respectivamente, de Cr, Ni e Ti puros. Os três cubos são aquecidos até 80 ºC e cada cubo é introduzido em um béquer contendo 50 g de água a 10 ºC. Com base nas informações constantes da tabela abaixo, assinale a opção que apresenta a relação CORRETA entre as temperaturas dos cubos, quando o conteúdo de cada béquer atingir o equilíbrio térmico.


                 Substância                  Massa específica (g ∙ cm−3)     Calor específico (J ∙ g−1 ∙ K−1)

                     H2O                                 1,00                                             4,18

                       Ti                                    4,54                                             0,52

                       Cr                                    7,18                                            0,45

                       Ni                                    8,90                                             0,44

Considere a energia liberada em

I. combustão completa (estequiométrica) do octano e em

II. célula de combustível de hidrogênio e oxigênio.

Assinale a opção que apresenta a razão CORRETA entre a quantidade de energia liberada por átomo de hidrogênio na combustão do octano e na célula de combustível.

Dados: Energias de ligação, em KJ mol^-1:

C – C 347 H – H 436

C – H 413 H – O 464

C = O 803 O = O 498

A reação de sulfonação do naftaleno ocorre por substituição eletrofílica nas posições α e β do composto orgânico, de acordo com o diagrama de coordenada de reação a 50 °C.

Com base neste diagrama, são feitas as seguintes afirmações:

I. A reação de sulfonação do naftaleno é endotérmica.

II. A posição α do naftaleno é mais reativa do que a de β.

III. O isômero β é mais estável que o isômero α.

Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas

Assinale a opção que apresenta a afirmação CORRETA.

100 gramas de água líquida foram aquecidos utilizando o calor liberado na combustão completa de 0,25 gramas de etanol. Sabendo que a variação da temperatura da água foi de 12,5 ⁰C, assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO para a entalpia molar de combustão do etanol. Considere que a capacidade calorífica da água é igual a 4,18 kJ . kg⁻¹. ⁰C ⁻¹ e que a energia liberada na combustão do etanol foi utilizada exclusivamente no aquecimento da água.

São feitas as seguintes comparações sobre as capacidades caloríficas de diferentes substâncias puras, todas à temperatura ambiente:

I. A capacidade calorífica da água é menor que a do peróxido de hidrogênio.

II. A capacidade calorífica do bromo é menor que a do tetracloreto de carbono.

III. A capacidade calorífica do metanol é menor que a do mercúrio.

Assinale a opção que apresenta(s) comparação(ões) CORRETA(S).