Nível 2

Problema 3B.25

Em um experimento de combustão do metanol, realizado em escala laboratorial, um reator equipado com um pistão que se move sem atrito contra a atmosfera foi utilizado. O reator foi acoplado a um elemento de refrigeração, que mantém a temperatura constante em $\pu{25 \degree C}$ .

Considere as proposições:

Como o processo ocorre em fase gasosa e em temperatura constante, não há variação de energia interna.
O sistema troca $\pu{728 kJ}$ de calor com o elemento de refrigeração para cada mol de $\ce{CH3OH}$ queimado.
O pistão se desloca, aumentando o volume do sistema à medida que a reação avança.
A variação de entalpia do sistema é menor que sua variação de energia interna.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas:

2 e 4

1, 2 e 4

2, 3 e 4

Dados	$\ce{H2O(l)}$	$\ce{CO2(g)}$	$\ce{CH3OH(l)}$
$\Delta H_\mathrm{f}^\circ/{\pu{kJ//mol}}$	$\pu{-286}$	$\pu{-394}$	$\pu{-238}$

Problema 3B.26

GABARITO

Considere as proposições a respeito da reação de combustão do etanol, $\ce{C2H6O}$ , líquido.

A reação de combustão completa libera mais energia do que a reação de combustão incompleta, formando monóxido de carbono.
A reação libera mais energia quando há formação de água líquida do que quando há formação de água gasosa.
A reação libera mais energia quando ocorre sob volume constante em $\pu{25 \degree C}$ do que quando ocorre sob pressão constante na mesma temperatura.
A reação libera mais energia quando ocorre sob pressão constante em $\pu{10 \degree C}$ do que quando ocorre sob pressão constante em $\pu{60 \degree C}$ .

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas

1 e 2

1 e 4

2 e 4

1, 2 e 4

1, 2, 3 e 4

Dados	$\ce{O2(g)}$	$\ce{H2O(l)}$	$\ce{CO2(g)}$	$\ce{C2H6O(l)}$
$C_{P,\mathrm{m}}/{\pu{J//K.mol}}$	$\pu{29}$	$\pu{89}$	$\pu{37}$	$\pu{110}$

Problema 3B.27

GABARITO

Considere os dados termodinâmicos:

Afinidade eletrônica do cloro, $\pu{3,6 eV}$
Energia de ionização do lítio, $\pu{5,4 eV}$
Energia de dissociação do $\ce{HCl}$ , $\pu{427 kJ.mol-1}$
Energia de dissociação do $\ce{H2}$ , $\pu{432 kJ.mol-1}$
Entalpia de rede do cloreto de lítio, $\pu{829 kJ.mol-1}$
Entalpia de sublimação do lítio, $\pu{166 kJ.mol-1}$

O lítio metálico pode reagir com ácido clorídrico gasoso para formar gás hidrogênio e cloreto de lítio sólido, conforme a reação: $\ce{ 2 Li(s) + 2 HCl(g) -> 2 LiCl(s) + H2(g) }$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de reação.

\pu{-900 kJ.mol-1}

\pu{-560 kJ.mol-1}

\pu{+820 kJ.mol-1}

\pu{+2760 kJ.mol-1}

\pu{+4140 kJ.mol-1}

Problema 3B.28

GABARITO

A entalpia de ressonância é a diferença entre a entalpia média de uma ligação e a entalpia da mesma ligação em um composto onde há ressonância. Esse parâmetro é utilizado para quantificar a estabilidade de compostos aromáticos e pode ser estimado a partir de dados termodinâmicos.

Determine a entalpia de hidrogenação do cicloexeno em $\pu{25 \degree C}$ .
Determine a entalpia de hidrogenação do benzeno em $\pu{25 \degree C}$ .
Determine a entalpia de ressonância do benzeno.

Dados	$\ce{cicloexano(g)}$	$\ce{cicloexeno(g)}$	$\ce{benzeno(g)}$	$\ce{H2(g)}$
$\Delta H_\mathrm{c}^\circ/{\pu{kJ//mol}}$	$\pu{-3950}$	$\pu{-3750}$	$\pu{-3300}$	$\pu{-250}$

Problema 3B.29

GABARITO

As três primeiras energias de ionização do átomo de alumínio são $\pu{6,0 eV}$ , $\pu{19 eV}$ e $\pu{28 eV}$ e a afinidade eletrônica do átomo de bromo é $\pu{3,4 eV}$ .

Assinale a alternativa que mais se aproxima da entalpia de rede do brometo de alumínio em $\pu{298 K}$ .

\pu{1,2 MJ.mol-1}

\pu{2,7 MJ.mol-1}

\pu{4,1 MJ.mol-1}

\pu{5,3 MJ.mol-1}

\pu{8,4 MJ.mol-1}

Dados	$\ce{Al(g)}$	$\ce{Br(g)}$	$\ce{AlBr3(s)}$
$\Delta H_\mathrm{f}^\circ/{\pu{kJ//mol}}$	$\pu{+326}$	$\pu{+112}$	$\pu{-530}$

Problema 3B.30

GABARITO

Borbulhar amônia gasosa em uma solução de cloreto de enxofre, $\ce{SCl2},$ gera um sólido vermelho e explosivo, de fórmula molecular $\ce{S4N4}$ , que precipita juntamente com enxofre sólido. A estrutura molecular do composto $\ce{S4N4}$ é monocíclica e simétrica.

Estima-se que a entalpia padrão de sublimação desse explosivo seja cerca de $\pu{96 kJ.mol-1}$

Apresente a estrutura de Lewis para o $\ce{S4N4}.$
Determine a entalpia padrão de formação do $\ce{S4N4(s)}.$
Determine a entalpia padrão de síntese do $\ce{S4N4}$ a partir de $\ce{NH3}$ e $\ce{SCl2}.$

Dados	$\ce{S-S}$	$\ce{S-N}$	$\ce{S=N}$	$\ce{N2}$
$\Delta H_\mathsf{L}^\circ/\pu{kJ//mol}$	$\pu{226}$	$\pu{273}$	$\pu{328}$	$\pu{946}$

	$\ce{S(g)}$	$\ce{NH3(g)}$	$\ce{SCl2(g)}$	$\ce{HCl(g)}$
$\Delta H_\mathsf{f}^\circ/\pu{kJ//mol}$	$\pu{+277}$	$\pu{-46}$	$\pu{-50}$	$\pu{-92}$

Problema 3B.31

GABARITO

Uma mistura gasosa de metano e propano com $200\%$ de excesso de ar é bombeada para um retor tubular. Uma das extremidades do reator possui um pistão com massa desprezível, que se desloca sem atrito contra a atmosfera. O reator é equipado com uma jaqueta externa preenchida com $\pu{10 kg}$ de um fluido de refrigeração com calor específico $\pu{4 J.K-1.g-1}$ , que mantém a temperatura interior constante em $\pu{300 K}.$ .

Uma faísca elétrica inicia a reação de combustão. Após a combustão completa, o volume do reator diminui em $\pu{8,61 L}$ e a temperatura do fluido de refrigeração aumenta em $\pu{5 \degree C}.$

Apresente as reações de combustão do metano e do propano.
Determine as quantidade de metano e propano bombeadas no reator.
Determine a pressão parcial de dióxido de carbono no reator ao final do processo.

Dados	$\ce{CH4(g)}$	$\ce{C3H8(g)}$	$\ce{CO2(g)}$	$\ce{H2O(l)}$
$\Delta H_\mathrm{f}^\circ/{\pu{kJ//mol}}$	$\pu{-76}$	$\pu{-106}$	$\pu{-394}$	$\pu{-286}$