1) (F. Uberlândia - MG) Com o objetivo de determinar o calor de reação entre 50 ml de uma solução 1 molar de HCl e 50 ml de uma solução 1 molar de NaOH sob pressão constante, um aluno obteve os seguintes resultados:

- temperatura inicial da solução ácida = 25 ° C;
- temperatura inicial da solução alcalina = 25 ° C;
- temperatura após a mistura = 32 ° C;
- massa aproximada da solução = 100 g.

a) Qual a quantidade de calor (em calorias) liberado na reação?
b) Na reação de 1 mol de HCl com 1 mol de NaOH, qual a quantidade de calor (em calorias) liberado?
c) Essa reação pode ser classificada como exotérmica ou endotérmica? Explique.

(Calor específico da água = 1 cal/g.° C.)

2) (Vunesp) A equação para a combustão do gás etileno, C₂H₄, é:

C₂H_4(g) + 3 O_2(g) = 2 CO_2(g) + 2 H₂O_(g) D H° = - 337 kcal

Assumindo 70 % da eficiência, quantos gramas de água a 20 ° C podem ser aquecidos até 90 ° C, pela combustão de 11,2 l de gás etileno, medidos nas condições normais de temperatura e pressão? (Calor específico da água = 1 cal/° C.g)

3) (F. M. Pouso Alegre - MG) Assinale a alternativa correta. Aparentemente, cada grama de álcool etílico ingerido por uma pessoa, fornece 7 kcal ao organismo humano, dando-lhe energia e reduzindo a fome. Essa energia no entanto é uma energia aparente, pois não contém as vitaminas e os aminoácidos necessários ao organismo, e esse fato leva os alcoólatras a um estado de deficiência nutricional múltipla. Supondo que uma pessoa necessite, por dia, 3 500 kcal de energia para se manter, o volume de álcool a ser ingerido por ela deve ser de: (Densidade do álcool = 0,8 g/cm³.)

4) (UFMG) Veículos movidos a hidrogênio já estão sendo utilizados há algum tempo. Um dos modos para a estocagem desse combustível é na forma de hidretos metálicos, os quais podem ser reciclados. Hidretos mistos, como FeTiH₂, são especialmente indicados.
a) Quantos litros de hidrogênio, nas CNTP, são liberados pela decomposição de 105,7 kg de FeTiH₂? Qual é a energia obtida pela combustão completa desse volume de gás? (D H° _f (H₂O, l) = - 300 kJ/mol.)
b) Considerando que o calor de combustão de 1 kg de gasolina é, aproximadamente, 50000 kJ, quantos quilogramas de gasolina fornecem a mema energia que 105,7 kg de FeTiH₂?

5) (UNIP) O calor de combustão do acetileno como oxigênio do ar é 310 kcal/mol. A vaporização da água líquida consome 10 kcal/mol. Quantos mols de acetileno devem ser queimados para produzir calor suficiente para evaporar 360 g de água líquida? (Massas atômicas: H = 1; O = 16.)

6) (PUC) O gás butano é o principal combustível presente no gás liquefeito de petróleo (GLP), utilizado em bujões de gás doméstico. No entanto, seu uso não é tão eficiente no maçarico; neste último, o gás utilizado é o acetileno (etino).

a) Equacione as reações de combustão completa para esses dois gases.
b) Sabendo-se que:

D H combustão do butano = - 500 kcal.mol^-1 e
D H combustão do acetileno = - 250 kcal.mol^-1, calcule a energia liberada por massas aproximadamente iguais dos mesmos combustíveis (utilize para os seus cálculos 11,7 g de acetileno e 11,6 g de butano).

c) Qual combustível possui maior poder calorífico por grama?

7) (Vunesp) O metanol é um combustível que recentemente assumiu grande importância em nosso país. Ele pode ser preparado sinteticamente através da reação de CO com H₂ segundo a reação

CO_(g) + 2 H_2(g) ® CH₃OH_(l)

Essa reação processa-se sob pressão e em presença de catalisador. O calor da combustão do metanol a 25° C é de - 727 kJ por mol de metanol. Os produtos da combustão são CO₂ gasoso e H₂O líquida.
As entalpias de formação a 25° C de CO gasoso, CO₂ gasoso e de H₂O líquida são,
respectivamente, - 110, - 393 e - 286 kJ/mol.

Determine o calor da reação indicando o procedimento utilizado para o cálculo.

8) (U. Católica - GO) Argamassa é produzida misturando-se Ca(OH)₂ com areia e água. O carbonato de cálcio formado agrega as partículas de areia. As reações do processo são:

I. CaO_(s) + H₂O_(l) ® Ca(OH)_2(s)
II. Ca(OH)_2(s) + CO_2(l) ® CaCO_3(s) + H₂O_(l)

(Calores de formação, D H° _f em kJ/mol a 25° C e 1 atm: CO₂ (g) = - 393,5; CaCO₃ (s) = -1207,0; CaO (s) = - 635,5; Ca(OH)₂ (s) = - 986,6; H₂O (l) = - 285,8.)

Qual o D H da reação global (soma de I e II)?

9) (PUC - SP) O gás obtido na fermentação do lixo orgânico é chamado "biogás", que contém metano e que pode ser usado como combustível. Utilize-se dos dados da tabela para comparar a quantidade de calor fornecida pela combustão completa de 1 kg de metano puro e de 1 kg de álcool etílico puro feitas a 25 ° C e 1 atm.

10) (Fuvest) As duas equações abaixo representam a combustão do metano:

I. CH₄ + 3/2 O₂ ® CO + 2 H₂O
II. CH₄ + ... O₂ ® CO₂ + ...

a) Complete a equação (II).
b) Sabendo que a combustão do CO dando CO₂ é exotérmica, explique em qual das duas reações, equação (I) ou equação (II) é liberada maior quantidade de calor por mol de CH₄.

11) (Fuvest) Compare as qualidades de cada um dos três combustíveis da tabela abaixo, levando em conta seu poder energético e o impacto ambiental decorrente do seu uso. Justifique.

12) (PUC) Uma das maneiras de obter calor suficiente para fundir metais é o processo de aluminotermia, devido ao seu alto caráter exotérmico. Esse processo pode ser exemplificado por:

2 Al_(s) + Fe₂O_3(s) ® Al₂O_3(s) + 2Fe_(l)

a) Escreva a equação termoquímica de formação do Fe₂O₃
b) Escreva a equação termoquímica de formação do Al₂O₃
c) Utilizando-se dos dados abaixo, calcule a quantidade de calor liberada no processo exemplificado.

(Calor de formação do Fe₂O₃ = - 824 kJ/mol; calor de formação do Al₂O₃ = - 1 626 kJ/mol; calor de fusão do Fe = + 14,9 kJ/mol.)

d) Calcule a massa de manganês que poderá ser fundida, se no processo acima forem empregados 27 g de alumínio.

(Calor de fusão do manganês = + 14,4 kJ/mol.)

13) (UFMG) Sabe-se que são necessárias 580 cal para evaporar 1 g de água, a 25 ° C e a 1 atm de pressão. Sabendo-se ainda que, na combustão do metano (g) para formar CO₂ (g) e H₂O (l), há um desprendimento de 212,80 kcal por mol de metano, a 25 ° C e 1 atm de pressão. A variação de entalpia, D H, também a 25 ° C e 1 atm de pressão, para a reação dada a seguir, por mol de CH₄ (g) oxidado, é: (Massas atômicas: H = 1; O = 16.) CH_4(g) + 2 O_2(g) ® CO_2(g) + 2 H₂O_(g)

a) + 212,80 kcal
b) - 191,92 kcal
c) - 233,68 kcal
d) - 202,36 kcal
e) - 223,24 kcal

14) (PUC) Para resolver a questão, utilize-se dos dados a seguir.

Combustão do etanol: C₂H₅OH_(l) + 3 O_2(g) ® 2 CO_2(g) + 3 H₂O_(l)

D H de formação de C₂H₅OH_(l) = - 278 kJ/mol
D H de formação de CO_2(g) = -394 kJ/mol
D H de formação de H₂O_(l) = - 286 kJ/mol
D H de formação de óleo BTE = - 44 kJ/g

Para manter um forno a 1 400 ° C, uma indústria química queima 1 tonelada por hora de um óleo combustível conhecido por óleo BTE.
Caso o combustível fosse substituído por etanol, a massa aproximada dessa substância a ser queimada para se obter a mesma quantidade de calor por hora seria:

15) (UNICAMP) Quantidades diferentes de entalpia são envolvidas na combustão do etanol, C₂H₅OH, e etileno, C₂H₄, como mostram as equações I e II:

I. C₂H₅OH_(l) + 3 O_2(g) = 2 CO_2(g) + 3 H₂O_(l) D H = - 1 368 kJ/mol de etanol
II. C₂H_4(g) + 3 O_2(g) = 2 CO_2(g) + 2 H₂O_(l) D H = - 1 410 kJ/mol de etileno

Sob condições adequadas, é possível obter etanol a partir da reação representada pela equação III.

III. C₂H_4(g) + H₂O_(l) = C₂H₅OH_(l)

a) Qual é a variação de entalpia envolvida por mol de C₂H₄ consumido na reação III?
b) Essa reação absorve ou libera calor? Explique.
c) Sabendo-se que a entalpia de formação da H₂O_(l) é - 286 kJ/mol e que a do C₂H_4(g) é 52 kJ/mol, calcule a entalpia de formação por mol de C₂H₅OH_(l).

16) (UFMG) As variações de entalpia envolvidas nas etapas de formação de NaCl(s) a partir dos átomos gasosos são:

Na_(g) ® Na⁺_(g) + e^- D H = + 502,0 kJ/mol
Cl_(g) + e^- ® Cl^-_(g) D H = - 342,0 kJ/mol
Na⁺_(g) + Cl^-_(g) ® NaCl_(s) D H = - 788,0 kJ/mol

a) Calcule a variação de entalpia da reação:

Na_(g) + Cl_(g) ® Na⁺_(g) + Cl^-_(g)

b) Calcule a variação de entalpia do processo global de formação de NaCl (s) a partir dos átomos gasosos.

c) Considere a afirmativa: "O que estabiliza o cloreto de sódio é a formação de octetos de elétrons de valência nos íons cloreto e sódio." A partir dos resultados obtidos nos itens 1 e 2, indique se a afirmativa é verdadeira ou falsa e justifique a resposta.

17) (FUVEST) Em automóveis, o hidrogênio é um possível combustível alternativo à gasolina.

a) Usando os dados a seguir, calcule a pressão da quantidade de hidrogênio que fornece a mesma energia e ocupa o mesmo volume, a 27° C, que 1 litro de gasolina.
b) Qual é a vantagem do hidrogênio e a desvantagem da gasolina como combustíveis, em termos:
b1) ambientais?
b2) da disponibilidade das fontes naturais das quais são obtidos?

Dados: calores de combustão - gasolina: 3,0.10⁷ J/l; hidrogênio: 2,4.10⁵ J/mol; constante dos gases: 8.10^-2 l.atm.mol^-1.K^-1.

18) (FUVEST)
 

  Calor de combustão, no estado gasoso:

A: 1 410 kJ/mol
B: 1 454 kJ/mol

A e B são compostos de mesma fórmula molecular C₂H₆O, sendo um deles o álcool etílico e o outro o éter dimetílico. Utilizando os valores de energia de ligação, identifique A e B, explicando o raciocínio usado.

19) (UNICAMP) As informações contidas na tabela abaixo foram extraídas de rótulos de bebidas chamadas "energéticas", muito comuns atualmente, e devem ser consideradas para a resolução desta questão.

A unidade CAL utilizada para expressar o "valor energético", como especificado no rótulo, significa 1000 calorias. Essa unidade é obsoleta, e sua relação com a unidade recomendada de energia, o joule (J), é: 1 caloria = 4,184 J. Portanto, o valor energético escrito no rótulo equivale a 586 kJ (quilojoule).

a) Calcule, com base nos dados abaixo, o valor da variação de entalpia (D H), em kJ/mol, para a combustão da sacarose sólida formando dióxido de carbono gasoso e água líquida.

b) Considerando que a reação de combustão da sacarose abaixo representada possa ser utilizada no cálculo do "valor energético", qual a contribuição da sacarose (carboidratos) para o "valor energético" da bebida (dar em porcentagem)?

Dados: C₁₂H₂₂O_11(s) + 12 O_2(g) = 12 CO_2(g) + 11 H₂O_(l)  

  20) (UFMG) Na comparação entre combustíveis, um dos aspectos a ser levado em conta é o calor liberado em sua queima. Um outro é o preço. Considere a tabela:

 a) Escreva as equações químicas correspondentes à combustão completa dessas substâncias.
b) Calcule a energia liberada na combustão completa de 1,0 kg de hidrogênio e de 1,0 kg de álcool. A energia liberadGasolina (composição média: C₈H₁₈)a na combustão da gasolina é 44 800 kJ/kg. Sob o ponto de vista energético, qual dos três combustíveis é o mais eficiente, por quilograma consumido?
c) Gasolina e álcool têm sido muito usados no Brasil como combustíveis. A queima de 1,0 l de gasolina libera 31 300 kJ. Sabendo que a densidade do álcool é 0,8 kg/l, calcule a energia liberada por 1,0 l de álcool. Qual dos dois combustíveis é o mais econômico, considerando que o preço do álcool é aproximadamente 65 % do preço da gasolina?

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