Nível 1

Considere a reação de monóxido de carbono com vapor d’água para produzir os gases dióxido de carbono e hidrogênio: $$\ce{ CO(g) + H2O(g) -> CO2(g) + H2(g) }$$ Em um experimento $\pu{1,4 g}$ de monóxido de carbono reagem com excesso de vapor d’água em um calorímetro de bomba eleva a temperatura do calorímetro de $\pu{22,0 \degree C}$ a $\pu{22,7 \degree C}$. A capacidade calorífica total do calorímetro é $\pu{3 kJ.K-1}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da energia interna de reação.

Na combustão do enxofre, o produto da oxidação normalmente é $\ce{SO2}$, mas $\ce{SO3}$ também pode se formar em condições específicas. Uma amostra de $\pu{0,62 g}$ de enxofre foi queimada com oxigênio ultrapuro em um calorímetro que opera em pressão constante cuja capacidade calorífica é $\pu{5,3 kJ.K-1}$. A temperatura aumentou $\pu{1,14 \degree C}$ sendo todo o enxofre foi consumido na reação.

Determine a razão entre o dióxido de enxofre e o trióxido de enxofre produzido.

Considere as equações termoquímicas em $\pu{25 \degree C}$:

$$\begin{aligned} \ce{ 2 CH3OH(l) + 3 O2(g) &-> 2 CO2(g) + 4 H2O(l) } && \Delta H_1^\circ \\ \ce{ 2 CH3OH(l) + 3 O2(g) &-> 2 CO2(g) + 4 H2O(g) } && \Delta H_2^\circ \\ \ce{ 2 CH3OH(g) + 3 O2(g) &-> 2 CO2(g) + 4 H2O(l) } && \Delta H_3^\circ \\ \ce{ 2 CH3OH(g) + 3 O2(g) &-> 2 CO2(g) + 4 H2O(g) } && \Delta H_4^\circ \end{aligned}$$

Assinale a alternativa correta.

O poder calorífico superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI) são definidos como a energia liberada na combustão completa de uma substância formando água líquida e gasosa, respectivamente.

O PCS do etanol é $\pu{30 MJ.kg-1}.$ Nas mesmas condições, a entalpia de vaporização da água é $\pu{40,7 kJ.mol-1}.$

Assinale a alternativa que mais se aproxima do PCI do etanol.

A reação de combustão do alumínio foi estudada como parte de uma pesquisa para usar alumínio em pó como combustível de foguetes. $$\ce{ 4 Al(s) + 3 O2(g) -> 2 Al2O3(s) }$$ A combustão de $\pu{27 g}$ de alumínio produziu $\pu{3870 kJ}$ de calor em $\pu{1200 \degree C}$ sob condições de volume constante.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de combustão de $\pu{1 mol}$ de alumínio em $\pu{1200 \degree C}$.

O ácido benzoico, $\ce{C6H5COOH}$, é muito usado para calibrar calorímetros. O calor liberado na combustão em volume constante dessa substância é $\pu{3,2 MJ.mol-1}$. Quando uma pastilha de $\pu{2,44 g}$ de ácido benzoico é queimada em um calorímetro fechado com $\pu{100 mL}$ de volume útil, a temperatura aumentou $\pu{4 \degree C}$.

O mesmo calorímetro foi usado para determinar a entalpia de combustão do explosivo RDX, $\ce{C3H6N6O6}$. Quando uma amostra de $\pu{7,4 g}$ de RDX foi queimada nesse calorímetro em $\pu{25 \degree C}$ a temperatura aumentou $\pu{4,4 \degree C}$.

Determine a entalpia de combustão do RDX.

O metanol é um combustível líquido de queima limpa, que está sendo considerado como um substituto da gasolina. O metanol pode ser produzido pela reação controlada do oxigênio do ar com metano: $$\ce{ CH4(g) + 1/2 O2(g) -> CH3OH(l) }$$ Considere as reações: $$\begin{aligned} \ce{ CH4(g) + H2O(g) &-> CO(g) + 3 H2(g) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{+206 kJ//mol} \\ \ce{ 2 H2(g) + CO(g) &-> CH3OH(l) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{-128 kJ//mol} \\ \ce{ 2 H2(g) + O2(g) &-> 2 H2O(g) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{-484 kJ//mol} \end{aligned}$$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de reação do metano e oxigênio formando etanol.

Considere as reações: $$\begin{aligned} \ce{ 2 Al(s) + 6 HBr(aq) &-> 2 AlBr3(aq) + 3 H2(g) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{-1060 kJ//mol} \\ \ce{ HBr(g) &-> HBr(aq) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{-81 kJ//mol} \\ \ce{ H2(g) + Br2(l) &-> 2 HBr(g) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{-73 kJ//mol} \\ \ce{ AlBr3(s) &-> AlBr3(aq) } && \Delta H^\circ_\mathrm{r} = \pu{-368 kJ//mol} \end{aligned}$$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de formação do brometo de alumínio anidro, $\ce{AlBr3}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia padrão de combustão da glicose, $\ce{C6H12O6}.$

A entalpia de combustão da ureia, $\ce{CO(NH2)2}$, um dos subprodutos do metabolismo das proteínas, é $\pu{-632 kJ.mol-1}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia padrão de formação da ureia

O petróleo bruto com frequência é contaminado pelo gás sulfeto de hidrogênio, que é venenoso. O processo Claus para a extração de enxofre do petróleo bruto tem duas etapas: $$\begin{aligned} \ce{ 2 H2S(g) + 3 O2(g) &-> 2 SO2(g) + 2 H2O(l) } \\ \ce{ 2 H2S(g) + SO2(g) &-> 3 S(s) + 2 H2O(l) } \end{aligned}$$ Todo dióxido de enxofre formado na primeira etapa é consumido na segunda.

1. Apresente a equação química global do processo.

2. Determine a variação de entalpia associada à produção de $\pu{60 kg}$ de enxofre.

O consumo global anual de energia é cerca de 100 terawatts-ano, sendo $\pu{30}\%$ desse valor proveniente da queima de combustíveis fósseis. Considere que os combustíveis fósseis são compostos majoritariamente por octano, contendo $\pu{10 ppm}$ de enxofre. Apenas $\pu{80}\%$ da energia liberada na combustão completa pode ser aproveitada.

Determine a massa de dióxido de enxofre formada por hora devido à queima de combustíveis fósseis.

O trinitrotolueno (TNT), $\ce{C7H5N3O6}$, é um explosivo. Em princípio ele poderia ser usado como combustível de foguetes, com os gases formados na decomposição saindo para dar o impulso necessário. Na prática, é claro, ele seria extremamente perigoso como combustível, porque é sensível ao choque. A densidade de uma amostra padrão de TNT é $\pu{1,65 g.cm-3}.$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da densidade de entalpia (entalpia liberada por litro de combustível na reação de combustão) do TNT.

O gás de síntese é uma mistura de monóxido de carbono, hidrogênio, metano e alguns gases incombustíveis que é produzida no refino do petróleo. Um certo gás de síntese contém, por volume, $\pu{40}\%$ de monóxido de carbono, $\pu{25}\%$ de gás hidrogênio e $\pu{10}\%$ de gases incombustíveis. A diferença é devido ao metano. Suponha que o gás está sob $\pu{1 atm}$ e $\pu{298 K}$.

Nessas condições a capacidade calorífica da água líquida é $\pu{75 J.K-1.mol-1.}$

Determine o volume desse gás que deve ser queimado para elevar em $\pu{5 \degree C}$ a temperatura de $\pu{5,5 L}$ de água.

A entalpia da reação: $$\ce{ 4 Al(s) + 3 O2(g) -> 2 Al2O3(s) }$$ é $\pu{-3350 kJ.mol-1}$ em $\pu{298 K}$.

Determine a entalpia da reação em $\pu{1000 \degree C}$.

A variação da entalpia com a temperatura para os reagentes e produtos de uma reação é mostrada a seguir:

Considere as proposições:

1. A capacidade calorífica dos reagentes é maior que a dos produtos em $T_1$.

2. A reação ocorre com liberação de calor entre $T_1$ e $T_2$.

3. A entalpia de reação aumenta com o aumento de temperatura.

4. Nesse intervalo, a capacidade calorífica dos reagentes e dos produtos aumenta com o aumento da temperatura.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Considere os dados termodinâmicos:

• Entalpia de rede do cloreto de potássio, $\pu{-690 kJ.mol-1}$

• Entalpia de ionização do potássio, $\pu{419 kJ.mol-1}$

• Entalpia de ganho eletrônico do cloro, $\pu{-349 kJ.mol-1}$

• Entalpia de dissociação do $\ce{Cl2}$, $\pu{242 kJ.mol-1}$

• Entalpia de sublimação do potássio, $\pu{90 kJ.mol-1}$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de formação do cloreto de potássio.

Considere os dados termodinâmicos:

• Entalpia padrão de formação do $\ce{CaCl2(s)}$, $\pu{-796 kJ.mol-1}$

• Primeira entalpia de ionização do cálcio, $\pu{590 kJ.mol-1}$

• Segunda entalpia de ionização do cálcio, $\pu{1150 kJ.mol-1}$

• Entalpia de ganho eletrônico do cloro, $\pu{-349 kJ.mol-1}$

• Entalpia de dissociação do $\ce{Cl2}$, $\pu{242 kJ.mol-1}$

• Entalpia de sublimação do cálcio, $\pu{190 kJ.mol-1}$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de rede do cloreto de cálcio.

Considere os dados termodinâmicos:

• Entalpia padrão de formação do $\ce{LiI(s)}$, $\pu{-292 kJ.mol-1}$

• Entalpia de rede do iodeto de lítio, $\pu{753 kJ.mol-1}$

• Entalpia de ionização do lítio, $\pu{520 kJ.mol-1}$

• Entalpia de ganho eletrônico do iodo, $\pu{-295 kJ.mol-1}$

• Entalpia de dissociação do $\ce{I2}$, $\pu{151 kJ.mol-1}$

• Entalpia de sublimação do $\ce{I2(s)}$, $\pu{62 kJ.mol-1}$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de sublimação do lítio.

Considere os dados termodinâmicos:

• Entalpia padrão de formação do $\ce{K2S(s)}$, $\pu{-381 kJ.mol-1}$

• Entalpia de rede do sulfeto de potássio, $\pu{2050 kJ.mol-1}$

• Entalpia de sublimação do potássio, $\pu{90 kJ.mol-1}$

• Entalpia de sublimação do enxofre, $\pu{277 kJ.mol-1}$

• Primeira energia de ionização do potássio, $\pu{4,4 eV}$

• Primeira afinidade eletrônica do enxofre, $\pu{2,1 eV}$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da segunda afinidade eletrônica do enxofre.

Considere a reação: $$\ce{ CCl3CHCl2(g) + 2 HF(g) -> CCl3CHF2(g) + 2 HCl }$$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de reação.

Considere a reação: $$\ce{ CH4(g) + 2 F2(g) -> CH2F2(g) + 2 HF(g) }$$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de reação.

A entalpia de sublimação do grafite é $\pu{716 kJ.mol-1}.$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de formação do metanol.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da razão entre a energia liberada por átomo de hidrogênio na combustão completa do octano gasoso e na célula de combustível de hidrogênio e oxigênio.