Ensino Médio

Professor (a): Márcio Disciplina: Química 3

Aluno(a): _________________________________________________________________

Série: ______Turma: ______ No. ______ Data: ____/____/2018

Lista de Exercícios – Termoquímica

01 - (UNICAMP SP) O nadador Michael Phelps

surgiu na Olimpíada de Beijing como um verdadeiro

fenômeno, tanto pelo seu desempenho quanto pelo

seu consumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere

uma quantidade diária de alimentos capaz de lhe

oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto disto é

assimilado, ou não, é uma incógnita. Só no almoço,

ele ingere um pacote de macarrão de 500 gramas,

além de acompanhamentos.

a) Suponha que o macarrão seja constituído

essencialmente de glicose (C6H12O6), e que,

no metabolismo, toda essa glicose seja

transformada em dióxido de carbono e água.

Considerando-se apenas o metabolismo do

macarrão diário, qual é a contribuição do

nadador para o efeito estufa, em gramas de

dióxido de carbono

b) Qual é a quantidade de energia, em kJ,

associada à combustão completa e total do

macarrão (glicose) ingerido diariamente pelo

nadador

Dados de entalpia de formação em kJ mol-1

:

glicose= -1.274, água= -242, dióxido de

carbono = -394. MM(CO2) = 44 g/mol

02 - (Unicamp-SP) Os alimentos, além de nos

fornecerem as substâncias constituintes do

organismo, são também fontes de energia

necessária para nossas atividades. Podemos

comparar o balanço energético de um indivíduo após

um dia de atividades da mesma forma que

comparamos os estados inicial e final de qualquer

processo químico.

O gasto total de energia (em KJ) por um indivíduo

pode ser considerado como a soma de três usos

corporais de energia:

1. gasto metabólico de repouso (4,2 KJ/kg por hora);

2. gasto energético para digestão e absorção dos

alimentos, correspondente a 10% da energia dos

alimentos ingeridos;

3. atividade física, que para uma atividade moderada

representa 40% do gasto metabólico de repouso.

a) Qual seria o gasto energético total de um indivíduo

com massa corporal de 60 Kg, com atividade

moderada e que ingere o equivalente a 7600 KJ por

dia

b) Considerando-se que 450 g de massa corporal

correspondem a aproximadamente 15000 KJ, qual é

N1

nota Nota

o ganho (ou perda) desse indivíduo por dia, em

gramas

03 - (UERJ) A queima de glicose (C6H12O6), na

respiração celular, fornece energia, que é absorvida

por moléculas de ATP (trifosfato de adenosina). O

ATP, sendo solúvel em água se difunde pelo

hialoplasma, podendo atingir qualquer ponto de

célula. O ATP é a fonte imediata de energia para a

célula efetuar trabalho em qualquer ser vivo.

Informações termoquímicas:

- Entalpias de formação:

C2H5OH (l) - 276 KJ · mol-1

CO2 (g) - 393 KJ · mol-1

C6H12O6 (s) - 1232 KJ · mol-1

- Entalpia absorvida pelo ATP = 33 KJ · mol-1

- Entalpia de combustão do C6H12O6 (s) = - 2842

KJ · mol-1

a) No balanço energético da respiração, 1 mol

\de glicose produz um total líquido de 38 mol

de ATP. Considerando a energia liberada

pela queima de 1 mol de glicose, determine

o percentual dessa energia que é absorvido

pelas moléculas de ATP.

b) A fermentação alcoólica da glicose, que

pode ser feita por bactérias, é, representada,

de forma simplificada, pela equação

C6H12O6 (s) → 2 C2H5OH (l) + 2 CO2 (g)

Considerando que o organismo humano seja capaz

de metabolizar 0,5 mol de C2H5OH (30 mL) por hora,

determine a variação de entalpia (∆H) na

fermentação da glicose para produzir essa

quantidade de álcool.

04 - (UFU-MG) Dois compostos de nitrogênio,

hidrazina, N2H4, e tetróxido de dinitrogênio, N2O4,

têm larga aplicação na propulsão de naves

espaciais. Ao serem misturados, produzem uma

violenta reação de combustão. Considerando que os

produtos da reação são basicamente nitrogênio

gasoso e água na fase vapor, conforme a equação

química balanceada:

2 N2H4 (g) + N2O4 (g) → 3 N2 (g) + 4 H2O (g) ∆H =

Calcule a quantidade de energia (∆H) produzida na

reação a partir das energias de ligação envolvidas.

Dadas as energias de ligação em Kcal ∙ mol-1

:

H – N 86 N = O 97

H – O 111 N – O 55

N – N 38 226

05 - (UEG GO/2006) Nos processos industriais, a

termoquímica tem sido muito empregada para o

aproveitamento do calor do sistema em trocas

térmicas, as quais geram benefícios econômicos

para as indústrias. Muitas reações químicas liberam

calor, e esse calor pode ser estimado a partir da

variação de entalpia de outras reações químicas.

Considerando este assunto e a reação de

formação do benzeno (C6H6), responda ao que

se pede:

)(66)g(2)grafite( HCH3C 6

10)g(2)g(2)grafite( molkcal1,94H COOC

10

)(2)g(2)g(2 molkcal4,68H OHO2/1H

10)(2)g(2

)g(2)(66

molkcal0,781H OH3CO6

O2/15HC

a) Calcule a variação de entalpia para a reação

de formação do benzeno (C6H6), a partir das

demais reações, cuja variação de entalpia é

conhecida.

b) Classifique a reação de formação do

benzeno em exotérmica ou endotérmica.

06 – (FUVEST) Calcule a variação de entalpia (∆H)

na oxidação de um mol de glicose que ocorre no

corpo humano de acordo com a equação não-

balanceada:

C6H12O6 (aq) + O2 (aq) → CO2 (aq) + H2O (l)

Considere as seguintes transformações:

C6H12O6 (s) → C6H12O6 (aq) ∆H = + 25 KJ · mol-1

6 C (s) + 6 H2 (g) + 3 O2 (g) → C6H12O6 (s) ∆H = + 1360 KJ · mol-1

O2 (g) → O2 (aq) ∆H = -42 KJ · mol-1

C (s) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H = - 393 KJ · mol-1

CO2 (g) → CO2 (aq) ∆H = + 63 KJ · mol-1

H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) ∆H = - 285 KJ · mol-1

07 - (UEL PR/2005) Leia o texto a seguir.

Os raios que ocorrem na atmosfera e a queima

de combustíveis derivados do petróleo contendo

hidrocarbonetos e compostos de enxofre

(mercaptanas) contribuem para a produção de

várias substâncias, dentre as quais pode-se

destacar: CO2, CO, H2O, NO, SO2 e até mesmo,

em pequenas quantidades, NO2 e SO3. Algumas

destas emissões são, em parte, responsáveis

pelo aumento do efeito estufa e pela formação

da chuva ácida.

Considere as reações a seguir e suas

respectivas variações de entalpias, a 25ºC e 1

atm.

Com base nos dados fornecidos, é correto

afirmar que a reação entre o dióxido de enxofre e

o dióxido de nitrogênio: SO2(g) + NO2(g) NO(g)

+ SO3(g) é:

a) Exotérmica, liberando 41,72 kJ.

b) Exotérmica, liberando 1033,69 kJ.

c) Endotérmica, absorvendo 41,72 kJ.

d) Endotérmica, absorvendo 672,53 kJ.

e) Endotérmica, absorvendo 1033,69 kJ.

08 - (UFSC/1995) A termodinâmica propõe para o

cálculo de G a equação G = H - TS, válida

para pressão e temperatura constantes.

Em relação ao processo: H2O(l) H2O(v) temos

H = 9713 cal/mol (1 atm) e S = 26,04 cal/K.

mol (1 atm). Determine a temperatura, em graus

Celsius, a partir da qual, a vaporização da água

é espontânea nas condições ambientes (K = ºC

+ 273).Para assinalar no cartão-resposta, divida

seu resultado por dois (2).

09 - (UDESC SC/2005) Sabendo-se que na reação

C(grafite) + 2 H2(g) CH4(g) ΔH < 0 e ΔS < 0

podemos afirmar que essa reação:

a) é espontânea, no caso de | ΔH | < | T ΔS |.

b) é espontânea a qualquer temperatura.

c) é espontânea, no caso de | ΔH | > | T ΔS |.

d) é não-espontânea em qualquer temperatura.

e) está em equilíbrio em qualquer temperatura.

10 - (PUC MG/2006) Qual dos seguintes estados é o

mais desordenado?

a) gás próximo à temperatura de condensação.

b) líquido próximo ao ponto de ebulição.

c) sólido próximo ao ponto de fusão.

d) líquido próximo ao ponto de congelação.

11 - (Unimontes MG/2007) Quando um sistema está

em equilíbrio, como em mudança de fase,

praticamente não se cria entropia. A variação de

entropia, ºS , é resultado exclusivo da absorção de

calor. Assim, a variação de entropia pode ser

calculada pela razão entre a quantidade de calor (q)

absorvida e a temperatura absoluta (T) de mudança

ou transição de fase, T / q Sº .

O calor de vaporização )Hº( vap do tetracloreto

de carbono, CCl4, a 25ºC, é 43,0 x 103 J/mol:

mol/J 100,43H )g(CCl)l(CCl 3vap

044

Se um mol de tetracloreto de carbono líquido, a

25ºC, tem a entropia 214 J/K, CALCULE:

a) a variação de entropia, ºS , no equilíbrio.

b) a entropia de 1mol de vapor em equilíbrio

com o líquido, a 25ºC.

12 - (Unimontes MG/2008) Dadas as equações:

(g)2OF(g)2F (g)O -IV(g)O (g)4NO(g)O2N -III

(s)OCr O(g)4H (g)N(s)OCr)(NH -IIO(l)H (aq)COLi(g)CO 2LiOH(aq) -I

222

2252

32227224

2322

As reações que ocorrem com aumento de

entropia )0ºS( são

a) II e III, apenas. b) I, II e III, apenas.

c) II e IV, apenas. d) II, III e IV, apenas.

13 - (UFPE/2009) A entalpia e a energia livre de

Gibbs de combustão completa da grafite a 25ºC são,

respectivamente: –393,51 kJ/mol e –394,36 kJ/mol,

enquanto que, para o diamante, os valores são,

respectivamente: –395,41 kJ/mol e –397,26 kJ/mol.

Assim, pode-se afirmar que a 25ºC:

1. a entalpia de formação do CO2(g) é –393,51

kJ/mol

2. o diamante é uma substância mais estável

que a grafite

3. a energia livre de Gibbs da conversão grafite

diamante é de +2,9 kJ/mol.

Está(ão) correta(s):

a) 1 apenas b) 2 apenas

c) 1 e 2 apenas d) 1 e 3 apenas

e) 1, 2 e 3

14 - (UEPA) Uma reação química apresentou, a 27 OC, uma variação de entalpia igual a – 224,52 Kcal e

uma variação de entropia igual a 1,5 cal/K mol.

Calcule a variação de energia livre de Gibbs para

esta reação em Kcal.

15 - (UNIFOR CE/2012) Três dos combustíveis

líquidos que podem ser utilizados em motores de

combustão interna são a gasolina, derivada da

destilação do petróleo, o etanol, obtido por processos

fermentativos da cana de açúcar ou do milho e o

metanol obtido a partir do carvão mineral ou do gás

natural.

Com base nas informações apresentadas é

correto afirmar que

a) A gasolina apresenta o menor impacto

ambiental e o maior rendimento energético

b) O metanol é o que apresenta o menor

impacto ambiental e o menor rendimento

energético

c) O etanol apresenta a melhor combinação

de impacto ambiental e rendimento

energético

d) O metanol apresenta baixo rendimento

energético porém , não causa impacto

ambiental

e) O etanol apresenta melhor rendimento

energético que o metanol, porém causa

maior impacto ambiental.

16 - (PUC RJ/2011) Combustível é todo produto

utilizado com a finalidade de produzir energia a partir

de sua queima ou combustão. O etanol (C2H5OH) é

um combustível que, quando injetado nas câmaras

de combustão dos veículos, reage com oxigênio e

libera energia. A quantidade de calor liberada pela

combustão completa de 1 mol de etanol é 295 kcal.

a) Escreva a reação balanceada de

combustão completa do etanol (reação do

etanol com o O2).

b) Calcule a energia produzida, na forma de

calor, pela combustão de 1 kg de etanol.

c) Calcule a massa de CO2 produzida pela

combustão completa de 46 g de etanol.

17 - (UFT TO/2009) Etanol é um dos mais

importantes combustíveis renováveis do país. Com o

progresso da tecnologia dos automóveis “flex-fuel”

houve um impulso na comercialização e utilização

deste combustível. A entalpia padrão de combustão

do etanol líquido é -1367 kJ/mol e sua densidade é

0,80 g/mL.

Na combustão de 1L de etanol, é CORRETO

afirmar que ocorre:

a) liberação de 23,77 kJ de energia.

b) liberação de 1367 kJ de energia.

c) liberação de 2,38 x 104 kJ de energia.

d) liberação de 238 kJ de energia

18 - (UFOP MG/2008) Desde sua introdução no

mercado automobilístico, a produção dos carros do

tipo “bicombustível” tem crescido de forma

significativa. Esses automóveis podem ser

abastecidos com álcool, com gasolina ou com uma

mistura desses dois combustíveis em qualquer

proporção. A tabela abaixo fornece o preço (R$/L), a

densidade (g/mL) e o calor de combustão (kcal/g)

para cada um desses combustíveis.

5,110,71252,50(octano) Gasolina

4,500,77741,50(etanol) Álcool

(kcal/mol) H(g/mL) d(R$/L) PreçolCombustíve c

a) Em uma viagem de Belo Horizonte a Ouro

Preto, um motorista abasteceu seu veículo

com uma mistura contendo 40% de etanol e

gastou 8,5 L no percurso. Calcule a energia

produzida pelo combustível no trajeto.

b) Escreva as equações balanceadas para as

reações de combustão do etanol e do octano.

c) Calcule o volume de CO2, nas CNTP, que é

consumido a partir de R$ 40,00 do octano.

d) Identifique qual dos dois combustíveis

contribui menos para o aumento do efeito

estufa. Justifique.

TEXTO: 1 - Comum à questão: 19

Dois amigos, Carlos e Eduardo, viajam de carro

da cidade de Urubici, localizada na serra

catarinense a 927 metros de altitude em relação

ao nível do mar, para a cidade de Florianópolis.

Os rapazes estão se preparando para o

vestibular e várias situações ocorrem durante a

viagem, nas quais seus conhecimentos de

Química são testados por eles mesmos,

conforme se pode verificar na questão 19.

19 - (UFSC/2012) Durante a última parte da viagem,

Eduardo pega um pacote contendo 40g de biscoito e

lê o rótulo. A tabela que Eduardo vê foi adaptada e

está representada a seguir:

INFORMAÇÃO NUTRICIONAL PORÇÃO DE 25

GRAMAS (1 2

1 XÍCARAS)

* % Valores Diários de referência com base em uma dieta de 2.000 kcal ou 8.400 kJ. Seus valores diários podem ser maiores ou menores, dependendo de suas necessidades energéticas. ** Valores Diários não estabelecidos.

Considere que o total de gordura refere-se

apenas a triglicerídeos. Com base nas

informações acima, assinale a(s)

proposição(ões) CORRETA(S).

01. Uma porção de 25 gramas contém 5,7

gramas de gordura cis.

02. As gorduras insaturadas contêm pelo

menos uma dupla ligação entre dois

carbonos.

04. Segundo o rótulo do produto, seriam

necessários mais de 30 pacotes de biscoito

para suprir a necessidade energética.

08. Considerando que todo o sódio indicado no

rótulo está na forma de cloreto de sódio,

pode-se afirmar que há 140 mg de cloreto

na porção indicada.

16. A porção contém 11 gramas de

carboidratos e 0 grama de açúcares, o que

demonstra que açúcares não são

carboidratos.

32. O rótulo apresenta um erro na massa da

porção.

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ABARITO:

01) Gab: a) m = 733 g de CO2 b) E = 7.061 kJ

02) Gab: a) 9227,2 kJ b) 48,8 g de massa corporal perdida por dia.

03) Gab: a) 44,12% b) libera 53kJ 04) Gab: ∆H = - 460 kcal

05) Gab: a) ∆H = + 11,3 Kcal/mol b) endotérmica, uma vez que a variação de entalpia é positiva.

06) Gab: - 4823 KJ 07) Gab: A 08) Gab: 50oC 09) Gab: C

10) Gab: A 11) Gab: a) 144,29 J/K b) 358,29 J/K

12) Gab: A 13) Gab: D 14) Gab: G = - 224,97 kcal 15) Gab: C

16) Gab: a) C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O b) calor liberado igual a 6400 kJ ou calor igual a –6400 kJ.

c) 88 g de CO2.

17) Gab: C

18) Gab: a) 0,625 kcal b) mol/kcal5,4H OH3CO2

O3OHHC1

22

252

mol/kcal5,11H OH9CO8

OHC1

22

22

25188

c) 17,92 L

d) O etanol, pois para produzir 11,5 kcal/mol são produzidos 5,1mol de CO2, enquanto que o octano produz

8mol de CO2.

Um outro fato que deve ser considerado é que o etanol é um combustível renovável, enquanto que o octano

não.

19) Gab: 35