Lista 01-Conceitos Gerais

Report
(LISTA-1)
Professor:
ALEX
ALUNO(A):______________________________________________________________________
DATA: 04/ 08/ 14
QUIMICA
Termoquímica (Conceitos Gerais)
Vestibulares e ENEM
(Este tópico não tem diferenciação quanto a cobrança em
vestibular ou Enem)
2. (Unesp) Diariamente podemos observar que reações
químicas e fenômenos físicos implicam em variações de
energia. Analise cada um dos seguintes processos, sob
pressão atmosférica.
I. A combustão completa do metano  CH4  produzindo
CO 2 e H2 O .
Esta matéria no ENEM
II. O derretimento de um iceberg.
III. O impacto de um tijolo no solo ao cair de uma altura h.
Em relação aos processos analisados, pode-se afirmar que:
a) I é exotérmico, II e III são endotérmicos.
b) I e III são exotérmicos e II é endotérmico.
c) I e II são exotérmicos e III é endotérmico.
d) I, II e III são exotérmicos.
e) I, II e III são endotérmicos.
Eixo Cognitivo: I.Dominar linguagens (DL): Dominar a norma
culta da Língua Portuguesa e fazer uso das linguagens
matemática, artística e científica e das línguas espanhola e
inglesa.
Objetos de Conhecimento: Transformações Químicas e
Energia
Transformações químicas e energia calorífica. Calor de reação.
Entalpia. Equações termoquímicas. Lei de Hess.
 Competência de área 3 – Associar intervenções que
resultam em degradação ou conservação ambiental a
processos produtivos e sociais e a instrumentos ou
ações científico-tecnológicos.
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção, transformação,
utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou
matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou
físicos neles envolvidos.
 Competência de área 7 – Apropriar-se de
conhecimentos da química para, em situações
problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções
científico-tecnológicas.
H26 – Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas
na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais,
identificando transformações químicas ou de energia envolvidas
nesses
processos.
3. (Uece) Normalmente uma reação química libera ou
absorve calor. Esse processo é representado no seguinte
diagrama, considerando uma reação específica.
Com relação a esse processo, assinale a equação química
correta.
a) H2(g)  1 O2(g)  H2O( )  68,3 kcal
2
1. (Ufg) Leia as informações a seguir.
Uma árvore, em um ambiente natural a 20°C, apresentando
5
2
10 folhas com área média de 0,5 dm por folha, está
perdendo água para a atmosfera através dos estômatos, em
2
uma média de 5 g/dm /h, durante o dia.
Dado: Calor latente de vaporização da H2O  600 cal
Com base nas informações e considerando-se que esse
processo está ocorrendo das 13 às 15 horas, conclui-se que a
sua importância e a quantidade de calor absorvido, em cal,
são, respectivamente:
a) síntese de carboidrato e fornecimento de alimento; 1,5  108
b) regulação da temperatura e resfriamento do
microambiente; 1,5  108
c) regulação da temperatura e resfriamento do
microambiente; 3,0  108
d) consumo de ATP e disponibilização de energia para o
b) H2O( )  68,3 kcal  H2(g)  1 O2(g)
2
c) H2O( )  H2(g)  1 O2(g)  68,3 kcal
2
d) H2(g)  1 O2(g)  H2O( )  68,3 kcal
2
4. (G1 - ifsp) As reações químicas globais da fotossíntese e da
respiração aeróbia são representadas, respectivamente, pelas
equações balanceadas:
Fotossíntese:
6 CO2  6 H2O  energia  C6H12O6  6 O2
Respiração aeróbica
C6H12O6  6 CO2  6 CO2  6 H2O  energia
Comparando-se essas duas reações químicas, pode-se afirmar
corretamente que
a) ambas são exotérmicas.
b) ambas são endotérmicas.
c) ambas são combustões completas.
d) os reagentes da fotossíntese são os mesmos da respiração.
metabolismo; 3,0  107
e) consumo de ATP e disponibilização de energia para o
metabolismo; 1,5  107
1
e) os reagentes da fotossíntese são os produtos da
respiração.
5. (Udesc) Da reação:
CH4(g)  2 O2(g)  2 H2O(g)  CO2(g) ; ΔH  220 kcal / mol,
conclui-se que:
a) a combustão de 32g de metano libera 440 kcal.
b) a combustão de 48g de metano absorve 660 kcal.
c) a combustão completa de 32g de metano necessita de 2
litros de O2(g).
d) a combustão de 160g de metano libera 220 kcal.
e) a reação é endotérmica.
6. (Ufg) A alotropia dos elementos químicos afeta a entalpia
da reação. Duas das formas alotrópicas do carbono são o
grafite e o diamante. Observe o diagrama de entalpia a
seguir.
8. (Ufrgs) Apesar de o papel queimar com muita facilidade,
não se observa a queima de uma folha de papel, sozinha, sem
que se coloque fogo.
Considere as seguintes afirmações a respeito da reação de
combustão do papel.
I. Essa reação não é termodinamicamente espontânea.
II. A energia de ativação deve ser maior que a energia térmica
disponível para as moléculas, na temperatura ambiente.
III. A variação de entalpia é negativa.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e III.
e) Apenas II e III.
9. (Ueg) Durante a manifestação das reações químicas,
ocorrem variações de energia. A quantidade de energia
envolvida está associada às características químicas dos
reagentes consumidos e dos produtos que serão formados. O
gráfico abaixo representa um diagrama de variação de
energia de uma reação química hipotética em que a mistura
dos reagentes A e B levam à formação dos produtos C e D.
Dados:
H1  393,1 kJ / mol
H2  395,0 kJ / mol
Ante o exposto, conclui-se que a conversão de diamante em
grafite envolve
a) absorção de 1,9 kJ/mol.
b) liberação de 1,9 kJ/mol.
c) absorção de 788 kJ/mol.
d) liberação de 788 kJ/mol.
e) absorção de 395 kJ/mol.
7. (Uern) Observe a figura a seguir.
Com base no diagrama, no sentido direto da reação, concluise que a
a) energia de ativação da reação sem o catalisador é igual a
15 KJ.
b) energia de ativação da reação com o catalisador é igual a
40 KJ.
c) reação é endotérmica.
d) variação de entalpia da reação é igual a 30 KJ.
10. (Pucrs) Com base na análise das equações a seguir, que
representam reações de combustão do metano e as
respectivas entalpias.
Qual a vantagem do suor para a pele?
a) A água do suor, ao evaporar, retira calor da pele,
provocando uma diminuição na temperatura. Reação
exotérmica.
b) A água do suor, ao evaporar, retira calor da pele,
provocando uma diminuição na temperatura. Reação
endotérmica.
c) O corpo retira do suor calor, provocando uma diminuição
na temperatura a água, resfriando, assim, a pele. Reação
exotérmica.
d) O corpo retira do suor calor, provocando uma diminuição
na temperatura a água, resfriando, assim, a pele. Reação
endotérmica.
I. CH4 (g)  2 O2 (g)  CO2 (g)  2 H2O( )
ΔH  802 kJ / mol
II. CH4 (g)  3 2 O2 (g)  CO(g)  2 H2O( )
ΔH  520 kJ / mol
III. CH4 (g)  O2 (g)  C(s)  2H2O( )
ΔH  408,5 kJ / mol
Com base na análise feita, é correto afirmar que
a) a equação I representa combustão completa, e consome
802kJ de calor por grama de metano queimado.
b) a equação II representa a combustão completa do metano,
produzindo monóxido de carbono, que é muito tóxico.
c) em ambiente suficientemente rico em oxigênio, é possível
obter aproximadamente 50kJ de calor por grama de
metano queimado.
d) a equação III representa a combustão incompleta que
produz fuligem e libera 34kJ de calor a cada grama de
combustível queimado.
2
e) as três reações representadas necessitam de uma fonte de
energia, como uma fagulha ou faísca, para iniciarem, e por
essa razão são endotérmicas.
11. (Uemg) Analise o seguinte diagrama:
II. Na equação B, a entalpia dos produtos é menor que a
entalpia dos reagentes.
III. Se, na equação A, forem usados 2 moles de nitrato de
amônio, o valor de H ficará inalterado.
Está(ão) correta(s)
a) apenas I.
b) apenas III.
c) apenas I e II.
d) apenas II e III.
e) I, II e III.
14. (Upe) A figura 1 a seguir mostra uma solução
supersaturada obtida por agitação do sólido branco, acetato
de cálcio em água destilada, a uma baixa temperatura. A
figura 2 representa o resultado obtido após o aquecimento da
solução, figura 1, numa chapa elétrica a 85°C.
No diagrama, as letras que apresentam a associação
CORRETA entre a energia de ativação e a variação da entalpia
( ΔH) da reação catalisada são, respectivamente,
a) a; c.
b) a; d.
c) b; c.
d) b; d.
12. (Mackenzie) Observe o gráfico de entalpia abaixo, obtido
por meio de experimentos realizados no estado-padrão:
Com base em seus conhecimentos de termoquímica e nas
informações do gráfico acima, a equação termoquímica
INCORRETAMENTE representada é
a) CO2(g)  C(graf )  O2(g)
ΔH  394 kJ / mol
b)
c)
d)
1
CO(g)  O2(g)  CO2(g)
2
1
C(graf )  O2(g)  CO(g)
2
1
CO2(g)  CO(g)  O2(g)
2
e) C(graf )  O2(g)  CO2(g)
ΔH  284 kJ / mol
ΔH  110 kJ / mol
ΔH  284 kJ / mol
2  Ca2 aq  2C aq
CaC 2  s 
 
 
H O
15. (Mackenzie) O diagrama abaixo se refere a um processo
químico representado pela equação química
X2(g)  Y2(g)  2XY(g) , realizado por meio de dois caminhos
reacionais diferentes, ambos nas mesmas condições de
temperatura e de pressão.
ΔH  394 kJ / mol
13. (Ufsm)
Geralmente usados por atletas, existem
dispositivos de primeiros socorros que, através de reações
endotérmicas ou exotérmicas, podem gerar compressas frias
ou quentes. Esses dispositivos, constituídos por bolsas
plásticas em que o sólido e a água estão separados,
misturam-se
e
esfriam
ou
aquecem,
quando
golpeados.Exemplos de compostos usados nas referidas
compressas são mostrados nas equações a seguir.
H2O
 NH4 aq  NO3  aq
H  26,2 kJ  mol1
A NH4NO3  s 
B
Com relação a essa atividade experimental, analise as
afirmações a seguir:
I. A dissolução do acetato de cálcio em água é um processo
exotérmico.
II. A dissolução do acetato de cálcio se constitui em um
equilíbrio químico.
III. Em condições padrão, o acetato de cálcio é bastante
solúvel em meio aquoso.
IV. Os processos de dissolução de sólidos em meio aquoso
são exotérmicos.
É(São) correta(s) apenas
a) I e III.
b) I e II.
c) I.
d) II.
e) III e IV.
H  82,8 kJ  mol1
Em relação às equações, analise as afirmativas:
I. A equação A irá produzir uma compressa fria, e a equação
B, uma compressa quente.
A respeito desse diagrama, é INCORRETO afirmar que
a) a diferença entre os valores de energia, representados
pelas letras A e B, corresponde à diminuição da energia de
ativação do processo, provocada pelo uso de um
catalisador.
b) o valor de energia representado pela letra C identifica a
entalpia do produto.
3
c) o valor de energia representado pela letra D se refere à
entalpia dos reagentes.
d) a diferença entre os valores de energia, representados
pelas letras A e D, corresponde à energia de ativação do
processo catalisado.
e) a diferença entre os valores de energia, representados
pelas letras C e D, corresponde à variação da entalpia do
processo.
16. (Enem) Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem
vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não
esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor
do que a do ambiente. Isso ocorre porque:
a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a
uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor.
b) o barro tem poder de "gelar" a água pela sua composição
química. Na reação, a água perde calor.
c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através
dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa
e do restante da água, que são assim resfriadas.
d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na
parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a
uma temperatura maior que a de dentro.
e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando
substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a
temperatura da água.
Gabarito:
Resposta da questão 1: [C]
Calor latente ou calor de transformação equivale à
quantidade de calor (por unidade de massa) que uma
substância dever receber para mudar de estado físico.
Neste caso árvore perde água para a atmosfera através dos
estômatos para regular a temperatura e resfriar o
microambiente.
A partir dos dados, teremos:
LH2O  600 cal / g
calor
latente
105 folhas  0,5 dm2  5,0  10 4 dm2 (área total)
Em uma hora :
Resposta da questão 8: [E]
Resposta da questão 9:[D]
Resposta da questão 10:[C]
Resposta da questão 11:[D]
Resposta da questão 12:[C]
A equação termoquímica INCORRETAMENTE
representada é:
1
C(graf )  O2(g)  CO(g) ΔH  110 kJ/ mol
2
O correto é: C(graf )  1 O2(g)  CO(g) ΔH  110 kJ/ mol
2
Resposta da questão 13:[C]
Resposta da questão 14:[B]
A partir da figura 1 verifica-se que ocorre precipitação
(vide figura 2) com a elevação da temperatura, ou seja, a
solubilidade diminui com a elevação da temperatura.
Conclui-se que o processo de dissolução é exotérmico.
A dissolução do acetato de cálcio resulta em um equilíbrio
químico:
Ca(CH3COO)2 (s)
Ca2 (aq)  2CH3COO (aq).
Na figura 1, verifica-se uma solução de acetato de cálcio à
baixa temperatura, logo, em condições padrão
(25 C e 1 atm) , não se pode afirmar que o acetato de
cálcio seja bastante solúvel em meio aquoso.
Os processos de dissolução de sólidos em meio aquoso
podem ser exotérmicos ou endotérmicos, variam de
acordo com o tipo de composto químico.
Resposta da questão 15:[D]
Resposta da questão 16:[C]
1 dm2
5g
5  104 dm2
m
4
m  25  10 g
Em duas horas (das 13h às 15h) : 2  25  10 4 g  50  10 4 g
1g
600 cal
50  104 g
E
4
E  30.000  10  3,0  108 cal
Resposta da questão 2:[B]
Resposta da questão 3: [D]
Resposta da questão 4: [E]
Resposta da questão 5: [A]
Teremos:
CH4(g)  2 O2(g)  2 H2O(g)  CO2(g)
16 g
32 g
ΔH  220 kcal / mol
220 kcal liberados
440 kcal liberados
A reação libera calor (exotérmica).
Resposta da questão 6: [B]
Resposta da questão 7: [A]
4

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