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LISTA 03
Termoquímica
Professor: Alex Disciplina: Química
alexquimica.blog
Questão 01 - (ENEM/2017) O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita ( -Fe 2 O 3 ), a magnetita (Fe 3 O 4 ) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química: FeO (s) + CO (g) Fe (s) + CO 2 (g) Considere as seguintes equações termoquímicas: Fe 2 O 3 (s) + 3 CO (g) 2 Fe (s) + 3 CO 2 (g) = – 25 kJ/mol de Fe 2 O 3 3 FeO (s) + CO 2 (g) Fe 3 O 4 (s) + CO (g) = – 36 kJ/mol de CO 2 2 Fe 3 O 4 (s) + CO 2 (g) 3 Fe 2 O 3 (s) + CO (g) = + kJ/mol de CO 2
O valor mais próximo de , em kJ/mol de FeO, para a reação indicada do FeO (sólido) com o CO (gasoso) é
a) – 14. b) – 17. c) – 50. d) – 64. e) – 100.
Questão 02 - (ENEM/2016) O benzeno, um importante solvente para a indústria química, é obtido industrialmente pela destilação do petróleo. Contudo, também pode ser sintetizado pela trimerização do acetileno catalisada por ferro metálico sob altas temperaturas, conforme a equação química: 3 C 2 H 2 (g) C 6 H 6 ( l )
A energia envolvida nesse processo pode ser calculada indiretamente pela variação de entalpia das reações de combustão das substâncias participantes, nas mesmas condições experimentais:
I. C 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 CO 2 (g) + H 2 O ( l )
kcal/mol
II. C 6 H 6 ( l ) + O 2 (g) 6 CO 2 (g) + 3 H 2 O ( l )
kcal/mol
A variação de entalpia do processo de trimerização, em kcal, para a formação de um mol de benzeno é mais próxima de
a) – 1 090. b) – 150. c) – 50. d) +157. e) +470.
Questão 03 - (ENEM/2016) Num experimento, um professor deixa duas bandejas de mesma massa, uma de plástico e outra de alumínio, sobre a mesa do laboratório. Após algumas horas, ele pede aos alunos que avaliem a temperatura das duas bandejas, usando para isso o tato. Seus alunos afirmam, categoricamente, que a bandeja de alumínio encontra-se numa temperatura mais baixa. Intrigado, ele propõe uma segunda atividade, em que coloca um cubo de gelo sobre cada uma das bandejas, que estão em equilíbrio térmico com o ambiente, e os questiona em qual delas a taxa de derretimento do gelo será maior.
O aluno que responder corretamente ao questionamento do professor dirá que o derretimento ocorrerá
a) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem uma maior condutividade térmica que a de plástico. b) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem inicialmente uma temperatura mais alta que a de alumínio. c) mais rapidamente na bandeja de plástico, pois ela tem uma maior capacidade térmica que a de alumínio. d) mais rapidamente na bandeja de alumínio, pois ela tem um calor específico menor que a de plástico. e) com a mesma rapidez nas duas bandejas, pois apresentarão a mesma variação de temperatura.
Questão 04 - (ENEM/2016) O quadro apresenta o consumo médio urbano de veículos do mesmo porte que utilizam diferentes combustíveis e seus respectivos preços. No caso do carro elétrico, o consumo está especificado em termos da distância percorrida em função da quantidade de energia elétrica gasta para carregar suas baterias.
- Valores aferidos em agosto de 2012.
Considerando somente as informações contidas no quadro, o combustível que apresenta o maior custo por quilômetro rodado é o(a)
a) diesel. b) etanol. c) gasolina. d) eletricidade. e) gás natural.
2
(^5)
Hoc 310
2
(^15)
Hoc 780
Questão 05 - (ENEM/2016) Atualmente, soldados em campo seja em treinamento ou em combate, podem aquecer suas refeições, prontas e embaladas em bolsas plásticas, utilizando aquecedores químicos, sem precisar fazer fogo. Dentro dessas bolsas existe magnésio metálico em pó e, quando o soldado quer aquecer a comida, ele coloca água dentro da bolsa, promovendo a reação descrita pela equação química:
Mg (s) + 2 H 2 O ( l ) Mg(OH) 2 (s) + H 2 (g) + 350 kJ
O aquecimento dentro da bolsa ocorre por causa da
a) redução sofrida pelo oxigênio, que é uma reação exotérmica. b) oxidação sofrida pelo magnésio, que é uma reação exotérmica. c) redução sofrida pelo magnésio, que é uma reação endotérmica. d) oxidação sofrida pelo hidrogênio, que é uma reação exotérmica. e) redução sofrida pelo hidrogênio, que é uma reação endotérmica.
Questão 06 - (ENEM/2016) Para comparar a eficiência de diferentes combustíveis, costuma-se determinar a quantidade de calor liberada na combustão por mol ou grama de combustível. O quadro mostra o valor de energia liberada na combustão completa de alguns combustíveis.
As massas molares dos elementos H, C e O são iguais a 1 g/mol, 12 g/mol e 16 g/mol, respectivamente ATKINS, P. Princípios de química. Porto Alegre: Bookman, 2007 (adaptado).
Qual combustível apresenta maior liberação de energia por grama?
a) Hidrogênio. b) Etanol. c) Metano. d) Metanol. e) Octano.
Questão 07 - (ENEM/2015) O urânio é um elemento cujos átomos contêm 92 prótons, 92 elétrons e entre 135 e 148 nêutrons. O isótopo de urânio 235 U é utilizado como combustível em usinas nucleares, onde, ao ser bombardeado por nêutrons, sofre fissão de seu núcleo e libera uma grande quantidade de energia (2,35 1010 kJ/mol). O isótopo 235 U ocorre naturalmente em minérios de urânio, com concentração de apenas 0,7%. Para ser utilizado na geração de energia nuclear, o minério é submetido a um processo de enriquecimento, visando aumentar a concentração do isótopo 235 U para, aproximadamente, 3% nas pastilhas. Em décadas anteriores, houve um movimento mundial
para aumentar a geração de energia nuclear buscando substituir, parcialmente, a geração de energia elétrica a partir da queima do carvão, o que diminui a emissão atmosférica de CO 2 (gás com massa molar igual a 44 g/mol). A queima do carvão é representada pela equação química:
C (s) + O 2 (g) CO 2 (g)
Qual é a massa de CO^2 , em toneladas, que deixa de ser liberada na atmosfera, para cada 100 g de pastilhas de urânio enriquecido utilizadas em substituição ao carvão como fonte de energia?
a) 2, b) 7, c) 9, d) 33, e) 300
Questão 08 - (ENEM/2015) O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bio-óleo extraído do resíduo de madeira, sendo a variação de entalpia devido à queima de 1 g desse bio- óleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e a variação de entalpia envolvida na conversão de 1 g de água no estado gasoso para o estado líquido.
A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 5 g desse bio-óleo resultando em CO 2 (gasoso) e H 2 O (gasoso) é:
a) – 106. b) – 94,0. c) – 82,0. d) – 21,2. e) – 16,4.
Questão 09 - (ENEM/2014) A escolha de uma determinada substância para ser utilizada como combustível passa pela análise da poluição que ela causa ao ambiente e pela quantidade de energia liberada em sua combustão completa. O quadro apresenta a entalpia de combustão de algumas substâncias. As massas molares dos elementos H, C e O são, respectivamente, iguais a 1 g/mol, 12 g/mol e 16 g/mol
H 400 kJ/mol
H 1
H 2
Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e temperatura?
a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele.
Questão 14 - (ENEM/2010) No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como substitutos para gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte.
BAIRD, C. Química Ambiental. São Paulo. Artmed, 1995 (adaptado).
Dados: Massas molares em g/mol: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0.
Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar
a) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 22,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. b) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 29,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. c) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado. d) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado. e) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado.
Questão 15 - (ENEM/2009) É possível, com 1 litro de gasolina, usando todo o calor produzido por sua combustão direta, aquecer 200 litros de
água de 20 ºC a 55 ºC. Pode-se efetuar esse mesmo aquecimento por um gerador de eletricidade, que consome 1 litro de gasolina por hora e fornece 110 V a um resistor de 11, imerso na água, durante um certo intervalo de tempo. Todo o calor liberado pelo resistor é transferido à água. Considerando que o calor específico da água é igual a 4, J g–^1 ºC–^1 , aproximadamente qual a quantidade de gasolina consumida para o aquecimento de água obtido pelo gerador, quando comparado ao obtido a partir da combustão?
a) A quantidade de gasolina consumida é igual para os dois casos. b) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes maior que a consumida na combustão. c) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é duas vezes menor que a consumida na combustão. d) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes maior que a consumida na combustão. e) A quantidade de gasolina consumida pelo gerador é sete vezes menor que a consumida na combustão.
Questão 16 - (ENEM/2009) Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO 2 durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a do metano, do butano e do octano.
À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse sentido, considerando-se que o metano, o butano e o octano sejam representativos do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de CO 2 gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é
a) gasolina, GLP e gás natural. b) gás natural, gasolina e GLP. c) gasolina, gás natural e GLP. d) gás natural, GLP e gasolina. e) GLP, gás natural e gasolina.
Questão 17 - (ENEM/2009) Arroz e feijão formam um “par perfeito”, pois fornecem energia, aminoácidos e diversos nutrientes. O que falta em um deles pode ser encontrado no outro. Por exemplo, o arroz é pobre no aminoácido lisina, que é encontrado em abundância no feijão, e o aminoácido metionina é abundante no arroz e pouco encontrado no feijão. A tabela seguinte apresenta informações nutricionais desses dois alimentos.
0,79 1367, (CHCHOH)
Etanol
0,79 726, (CHOH)
M etanol
(kJ/mol)
Combustão
Calorde
25 C(g/mL)
Densidadea Álcool
3 2
3
25 º C H^025
octano CH 114 5.
butano CH 58 2.
metano CH 16 890
(kJ/mol)
ΔH (g/mol)
massamolar molecular
fórmula composto
8 18
4 10
4
0 25
SILVA, R.S. Arroz e feijão, um par perfeito. Disponível em: http://www.correpar.com.br.
A partir das informações contidas no texto e na tabela, conclui–se que
a) os carboidratos contidos no arroz são mais nutritivos que os do feijão. b) o arroz é mais calórico que o feijão por conter maior quantidade de lipídios. c) as proteínas do arroz tem a mesma composição de aminoácidos que as do feijão. d) a combinação de arroz com feijão contém energia e nutrientes e é pobre em colesterol. e) duas colheres de arroz e três de feijão são menos calóricas que três colheres de arroz e duas de feijão.
Questão 18 - (ENEM/2009) Vários combustíveis alternativos estão sendo procurados para reduzir a demanda por combustíveis fósseis, cuja queima prejudica o meio ambiente devido à produção de dióxido de carbono (massa molar igual a 44 g mol–^1 ). Três dos mais promissores combustíveis alternativos são o hidrogênio, o etanol e o metano. A queima de 1 mol de cada um desses combustíveis libera uma determinada quantidade de calor, que estão apresentadas na tabela a seguir.
Considere que foram queimadas massas, independentemente, desses três combustíveis, de forma tal que em cada queima foram liberados 5400 kJ. O combustível mais econômico, ou seja, o que teve a menor massa consumida, e o combustível mais poluente, que é aquele que produziu a maior massa de dióxido de carbono (massa molar igual a 44 g mol–^1 ), foram respectivamente,
a) o etanol, que teve apenas 46g de massa consumida, e o metano, que produziu 900 g de CO 2. b) o hidrogênio, que teve apenas 40g de massa consumida, e o etanol, que produziu 352 g de CO 2. c) o hidrogênio, que teve apenas 20g de massa consumida, e o metano, que produziu 264 g de CO 2. d) o etanol, que teve apenas 96g de massa consumida, e o metano, que produziu 176 g de CO 2. e) o hidrogênio, que teve apenas 2g de massa consumida, e o etanol, que produziu 1350 g de CO 2.
Questão 19 - (ENEM/2009) A Constelação Vulpécula (Raposa) encontra-se a 63 anos-luz da Terra, fora do sistema solar. Ali, o planeta gigante HD 189733b, 15% maior que Júpiter, concentra vapor de água na atmosfera. A temperatura do vapor atinge 900 graus Celsius. “A água sempre que está lá, de alguma forma, mas às vezes é possível que seja escondida por outros tipos de nuvens”, afirmaram os astrônomos do Spitzer Science Center (SSC), com sede em Pasadena, Califórnia, responsável pela descoberta. A água foi detectada pelo espectrógrafo infravermelho, um aparelho do telescópio espacial Spitzer. Correio Braziliense , 11 dez. 2008 (adaptado).
De acordo com o texto, o planeta concentra vapor de água em sua atmosfera a 900 graus Celsius. Sobre a vaporização infere-se que
a) se há vapor de água no planeta, é certo que existe água no estado líquido também. b) a temperatura de ebulição da água independe da pressão, em um local elevado ou ao nível do mar, ela ferve sempre a 100 graus Celsius. c) o calor de vaporização da água é o calor necessário para fazer 1 kg de água líquida se transformar em 1 kg de vapor de água a 100 graus Celsius. d) um líquido pode ser superaquecido acima de sua temperatura de ebulição normal, mas de forma nenhuma nesse líquido haverá formação de bolhas. e) a água em uma panela pode atingir a temperatura de ebulição em alguns minutos, e é necessário muito menos tempo ´para fazer a água vaporizar completamente.
TEXTO: 1 - Comum à questão: 20 As pressões ambientais pela redução na emissão de gás estufa, somadas ao anseio pela diminuição da dependência do petróleo, fizeram os olhos do mundo se voltarem para os combustíveis renováveis, principalmente para o etanol. Líderes na produção e no consumo de etanol, Brasil e Estados Unidos da América (EUA) produziram, juntos, cerca de 35 bilhões de litros do produto em 2006. Os EUA utilizam o milho como matéria-prima para a produção desse álcool, ao passo que o Brasil utiliza a cana-de-açúcar. O quadro abaixo apresenta alguns índices relativos ao processo de obtenção de álcool nesses dois países.
Globo Rural , jun./2007 (com adaptações).
Questão 20 - (ENEM/2007) Se comparado com o uso do milho como matéria-prima na obtenção do etanol, o uso da cana-de-açúcar é
colesterol 0 g 0 g
lipídios 0,73g 0,18g
proteínas 0,58g 3,53g
carboidratos 8,07g 10,6g
calorias 41 kcal 58 kcal
( 1 colherdesopa) (1colherdesopa)
a rro z feijão
