GABARITO E RESOLUÇÃO COMENTADA

01- RESP: A

A questão fornece três reações com o valor de ΔH, indicando que envolve a LEI DE HESS. Também foi dada a reação principal, que é a combustão total do metano.

CH₄(g)+ 2O₂(g) → CO₂(g)+ 2H₂O(l) ΔH = ?

Dadas as reações:

I-C_(grafite) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = –94,1 kcal

II-H₂O(l) → H₂(g) + O₂(g) ΔH = +68,3 kcal

III-C_(grafite) + 2H₂(g) → CH₄(g) ΔH = –17,9 kcal

III – INVERTER ΔH = 17,9 kcal

I- MANTER ΔH = - 94,1 kcal

II- INVERTER (X2) ΔH =2 (-68,3) kcal = - 136,6 kcal

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ =

ΔH = 17,9 + (-94,1) + (-136,6)

ΔH = - 212,8 kcal

Dica: Resolução mais detalhada na questão 06

02- RESP: - 75kJ

A questão fornece três reações com o valor de ΔH, indicando que envolve a LEI DE HESS. Também foi citado que a reação principal, que é a formação do metano.

Equação de formação do metano

C_(grafite) + 2H₂(g) → CH₄(g) ΔH = ?

Dadas as reações:

I. H₂(g) + O₂(g) → H₂O(l) ΔHº = –286kJmol^–1

II. C(graf.) + O₂(g) → CO₂(g) ΔHº = –394kJmol^–1

III. CH₄(g) + 2O₂ → CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔHº = –891kJmol^–1

II – MANTER ΔH = –394kJ

I- MANTER (X2) ΔH = 2(-286kJ)= -572 kJ

III- INVERTER ΔH =+891kJmol^–1

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ =

ΔH = -394 + (-572) + 891

ΔH = - 75 kJ

03- RESP: C

Para determinar o valor da constante (k ), precisamos ter a equação da velocidade. Através da tabela, notamos que a reação não é elementar .

Equação da velocidade: V = K [A]^X[B]^Y

Para determinar os expoentes, temos que deixar uma das variavéis constante.

Verificamos que em V₁ e V₄, a concentração da substância A é constante e a concentração da substância B dobra e a velocidade também dobra.

Temos:

2 = 2^y y = 1

Agora,verificamos que em V₁ e V₅, a concentração da substância A diminui em 5 vezes e a concentração e a velocidade da substância B permanece constante.

Temos:

1 = 5^x x = 0 ( quando o expoente é igual a zero, a velocidade não depende da concentração da substância ), isto é, a velocidade não depende da concentração da substância A.

Equação da velocidade : V = K [B]¹

Dica: Resolução mais detalhada na questão 16 e 18

04- RESP: A

Equação da velocidade

V = K [A]^X[B]^Y[C]^Z

A(g) + B(g) + C(g) D (g),

Em 1 e 2

A concentração da substância C dobra e a velocidade permanece constante.

1 = 2^z z = 0

Em 1 e 3

A concentração e a velocidade da substância B dobra.

2 = 2^y y = 1

Em 1 e 4

A concentração da substânciaA dobra e a velocidade aumenta 4 vezes.

4 = 2^x x = 2

Portanto temos:

V = K [A]²[B]¹

Concluímos que a reação é de ordem 3.

Dica: Ordem de reação é a soma dos expoentes.

05- RESP: E

Precisamos determinar os valores de a e b

O₂(g) + 2 NO(g) 2 NO₂(g) V = K.[O₂]^a.[NO]^b

Em 1 e 2

A concentração de O₂ e a velocidade dobra.

2 = 2^a a = 1

Em 1 e 3

A concentração de NO dobra e a velocidade aumenta 4 vezes.

4 = 2^b b = 2

Equação da velocidade

V = K.[O₂]¹.[NO]²

Dica: A ordem é o expoente.

06- A questão fornece três reações com o valor de ΔH, indicando que envolve a LEI DE HESS.

Precisamos montar apenas a reação principal, que de acordo com o texto é de formação do propano.

Lembrando:Na entalpia de formação, sempre vai formar um mol da substância, a partir de suas substâncias simples.

3 C(grafite) + 4 H₂(g) ® C₃H₈(g) ΔHº = ?

RESOLUÇÃO

Encontramos o carbono grafite na 2º equação e na mesma posição ( reagente ). Só que na principal temos 3 mols de carbono grafite, isto indica que temos que manter e multiplicar a equação II por três ,incluindo o ΔH.

Encontramos o gás hidrogênio na 3º equação e na mesma posição ( reagente ). Só que na principal temos 4 mols de gás hidrogênio, isto indica que temos que manter e multiplicar a equação III por quatro ,incluindo o ΔH.

Encontramos o gás propano na 1º equação e na posição de reagente e na principal o gás propano é produto. Portanto temos que inverter a reação, incluindo o sinal do ΔH.

Após cortar as substâncias que entra reagente e sai produto é só somar os respectivos valores de ΔH, vamos encontrar a resposta da questão:

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ ΔH = - 1182 + ( - 1144 ) + 2220 =

ΔHº = –106 kJ

7- RESP:D

Dadas as equações termoquímicas com o respectivo valor de ΔH, concluímos que a questão é sobre a LEI DE HESS.

Reação principal:

2 N₂ (g ) + 5 O₂(g) è 2 N₂O₅ (g) ΔH = ?

Encontramos o N₂ na equação III na posição do reagente. Temos que manter e multiplicar por 4, porque na principal temos 2 mols.

O gás oxigênio aparece em mais que uma reação, portanto não vamos “mexer” com ele.

Encontramos o N₂O₅ na equação II, só que na posição de reagente. Isso indica que temos que inverter a reação e multiplicar por 2, porque na principal temos 2 mols.

Vamos precisar inverter a reação I , para conseguir “cortar” o H₂ e a H₂O que não aparecem na reação principal

RESOLUÇÃO:

ΔH = - 696 + 153,2 + 571,5 = + 28,7 Kj

8- RESP: C

Dada à reação principal

ΔH = ?

Encontramos o H₂ na equação II, na posição de reagente, sendo assim vamos manter a reação.

O gás O₂ aparece em mais que uma reação, portanto não vamos “mexer” com este gás.

Encontramos a H₂O₂ na equação I, na posição de reagente, isto indica que temos que inverter a reação e o sinal de DH .

RESOLUÇÃO

ΔH = - 286 + 98 = - 188 kJ

9-RESP: B

A questão forneceu a reação principal:

C₂H₂(g) + 2 H₂(g) → C₂H₆(g) ΔH = ?

Encontramos o C₂H₂ na equação I, e está na posição de reagente.

Encontramos o H₂ na equação III, na posição de reagente, porém temos que multiplicar por 2 para ficar igual a principal.

Encontramos o C₂H₆ na equação II, na posição de reagente, isto indica que temos que inverter a reação e o sinal de DH .

RESOLUÇÃO

DH = - 1301 + (- 572 ) + 1561 = - 312 Kj

10- RESP: D

Verificando os dados, notamos que temos a energia para cada mol de ligação, indicando que a questão deve ser resolvida utilizando a somatória das entalpias.

A partir do enunciado temos o valor de ΔH= - 154 Kj.

A questão pede para calcular o valor da ligação C = C.

DICA: Os reagentes possuem entalpia positiva(quebra ligações) e os produtos possuem sinal negativo (ligações formadas).

ΔH = H₁ + H₂ + H₃ + H₄ + .....

- 154 = X + 243 + (-347 ) + 2(-331) =

- 154 = X + 243 – 347 – 662

- X = 243 – 347 – 662 + 154

- X = -612 → X = 612 Kj/mol

11- RESP:B

A questão fornece a reação e os valores de entalpia de cada substância. Para resolver esta questão vamos utilizar a fórmula ΔH = H_P - H_R

12 – RESP: D

De acordo com os dados , trata-se de energia de ligação.

Para facilitar a resolução, vamos determinar a quantidade de ligações existentes.

No reagentes temos:

- ligação C – H = 7 , C = C = 1 , C – C = 2 , C – Br = 1 e Br – Br = 1 .

Nos produtos temos:

- ligação C – H = 7 , C – C = 3, C- Br = 3

RESOLUÇÃO

DICA: Nos reagentes a entalpia tem valor positivo e nos produtos tem entalpia negativa.

ΔH = 7(413) + 614 + 2(347) + 281 +193 + 7(-413) +3 (-347) + 3(-281) =

ΔH = 614 +694 + 281 + 193 – 1041 – 843 =

ΔH = - 102 Kj

13- RESP: A

De acordo com os dados, trata-se de energia de ligação, conforme informação do enunciado, temos que balancear a equação.

1 C₃H₈ + 5 O₂è3 CO₂ + 4 H₂O ΔH =?

Agora vamos abrir a reação para facilitar a visualização das ligações.

NOTA: a representação da água é angular, apenas colocamos linear para facilitar a visualização.

No reagentes temos:

- ligação C – H = 8 , C – C = 2 e O = O = 5

Nos produtos temos:

- ligação O – H = 8 e C = O = 6

RESOLUÇÃO:

DICA: Nos reagentes a entalpia tem valor positivo e nos produtos tem entalpia negativa.

ΔH = 8 (413 ) + 2(348) + 5(498) + 6(-744) + 8(-462) =

ΔH = 3304 + 696 + 2490 – 4464 -3696 =

ΔH = - 1670 Kj

14 – RESP: C

De acordo com os dados, trata-se de energia de ligação.

Agora vamos abrir a reação para facilitar a visualização das ligações.

No reagentes temos:

- ligação C – H = 4 , Cl – Cl = 2 e F = F = 2

Nos produtos temos:

- ligação C – F = 2 ; C - Cl = 2 ; H – F = 2 ; H – Cl = 2

RESOLUÇÃO

DICA: Nos reagentes a entalpia tem valor positivo e nos produtos tem entalpia negativa.

ΔH = 4(413) + 2(239) + 2(154) + 2(-485) + 2(-339) + 2 (-565) + 2 (-427) =

ΔH = 1652 + 478 + 308 - 970 -678 – 1130 – 854 =

ΔH = - 1194 Kj

15 – RESP: B

De acordo com os dados, trata-se de energia de ligação, conforme informação do enunciado, temos que equacionar a reação de combustão total do butano. A combustão total de hidrocarboneto produz gás carbônico e água

1 C₄H₁₀ + 13/2 O₂è4 CO₂ + 5 H₂O ΔH =?

Agora vamos abrir a reação para facilitar a visualização das ligações.

NOTA: a representação da água é angular, apenas colocamos linear para facilitar a visualização.

No reagentes temos:

- ligação C – H = 10 , C – C = 3 e O = O = 6,5

Nos produtos temos:

- ligação O – H = 10 e C = O = 8

RESOLUÇÃO

DICA: Nos reagentes a entalpia tem valor positivo e nos produtos tem entalpia negativa.

ΔH = 10(412) + 3(348) + 6,5(484 ) + 8(-743) + 10(-463) =

ΔH = 4120 + 1044 + 3146 -5944 – 4630 =

ΔH = - 2264 Kj

16 – RESOLUÇÃO

A questão é sobre velocidade de reação, onde a mesma pede para determinar a equação da velocidade.

Dica :A equação da velocidade é escrita em função dos reagentes. Quando a reação ocorre em várias etapas (tem uma tabela ou gráfico ), indica que a mesma não é elementar e não temos os expoentes(necessário calcular ). O expoente é a ordem. A ordem da reação será a soma dos expoentes.

V = k [ etanotiol]^x [hidrogênio]^y

A reação não é elementar. Temos que encontrar o valor de x e de y que são os expoentes.

Para determinar o y, vamos deixar o x constante. Encontramos esta situação no experimento 1 e 2, onde notamos que a concentração do etanotiol permanece constante e a concentração de hidrogênio dobra, ocorrendo o mesmo com a velocidade

 

2 = 2^yè y = 1

Para determinar o X, vamos deixar o Y constante. Encontramos esta situação no experimento 3 e 4, onde notamos que a concentração do [H₂] permanece constante e a concentração de [etanotiol] dobra, e a velocidade também dobra.

Vamos dividir v₄/v₃ para cortar o y e encontrar o valor de x

2 = 2^xè x = 1

PORTANTO A LEI DA VELOCIDADE É

a) V = k [ etanotiol]¹ [hidrogênio]¹

E ORDEM IGUAL A 2 ( SOMA DOS EXPOENTES).

17 – RESP: B

A questão é sobre velocidade de reação, onde a mesma foi dada.

V = k [ A]² [B]¹

A questão (este tipo de questão) não forneceu a concentração molar inicial. Para facilitar os cálculos vamos admitir que a concentração inicial dos reagentes fosse de 1 mol/L ( poderia ser qualquer número. Escolhemos o 1 mol/L para ficar mais fácil de verificar quantas vezes aumentou ou diminuiu ) e calcular a velocidade inicial.

No início temos:

V = k [ 1]² [1]¹è V = 1K

Depois temos:

- concentração de A foi triplicada è [ 3 ].

-concentração de B foi duplicada è [2 ]

V = k [ 3]² [2]¹è V = 18K

O NOVO VALOR DA VELOCIDADE SERÁ 18 VEZES MAIOR.

18- RESP: B

A questão é sobre velocidade de reação, onde a mesma pede para determinar a equação da velocidade.

Dica : A equação da velocidade é escrita em função dos reagentes. Quando a reação ocorre em várias etapas (tem uma tabela ou gráfico ), indica que a mesma não é elementar e não temos os expoentes(necessário calcular ).

V = k [H₂]^x [NO]^y

RESOLUÇÃO

A reação não é elementar. Temos que encontrar o valor de x e de y que são os expoentes.

Para determinar o X, vamos deixar o Y constante. Encontramos esta situação no experimento 1 e 2, onde notamos que a concentração do [NO] permanece constante e a concentração de [H₂] dobra, ocorrendo o mesmo com a velocidade

Vamos dividir v₂/v₁ para cortar o Y e encontrar o valor de X

2 = 2^Xè X = 1

Para determinar o Y, vamos deixar o X constante. Encontramos esta situação no experimento 2 e 3, onde notamos que a concentração do [H₂] permanece constante e a concentração de [NO] dobra, e a velocidade aumenta 4 vezes.

Vamos dividir v₃/v₂ para cortar o x e encontrar o valor de y

4 = 2^Yè Y = 2

PORTANTO A EQUAÇÃO DA VELOCIDADE É

V = k [H₂]¹ [NO]²

Para encontrar o valor da velocidade, primeiro temos que encontrar o valor da constante k.

DICA: Sempre calcular o valor da constante k, utilizando a etapa mais lenta ( menor velocidade ).

V = k [H₂]¹ [NO]²

3 x 10^-5 = k (1,8 x 10^-3 ) (1,2 x 10^-3 )² .

K = 11574,07

Calculo da velocidade ( x ). Agora temos que utilizar os dados da concentração de [H₂] e [ NO ] na linha do x.

V = k [H₂]¹ [NO]²

V = 11574,03 (3,6 X 10^-3) (3,6 X 10^-3)²

V = 54 X 10^-5

19 – RESP: C

RESOLUÇÃO

Para determinar o Y, vamos deixar o X constante. Encontramos esta situação no experimento 1 e 3, onde notamos que a concentração do [NO] permanece constante e a concentração de [H₂] dobra, e a velocidade aumenta 2 vezes.

V = k [NO]^X[H₂]^Y

Vamos dividir v₃/v₁ para cortar o x e encontrar o valor de y

2 = 2^Yè Y = 1

Para determinar o x, vamos deixar o y constante. Encontramos esta situação no experimento 1 e 2, onde notamos que a concentração do [H₂] permanece constante e a concentração de [NO] dobra, e a velocidade aumenta 4 vezes.

Vamos dividir v₂/v₁ para cortar o Y e encontrar o valor de X

4 = 2^Xè X = 2

TEMOS : V = k [NO]²[H₂]¹

20- RESP: C

Para determinar o x, vamos deixar o y constante. Encontramos esta situação no experimento 2 e 3, onde notamos que a concentração de [B] permanece constante e a concentração de [A] divide por 2, e a velocidade também divide por dois.

IMPORTANTE:Temos que utilizar na mesma temperatura, pois a constante k sofre variação com a temperatura.

V = k [A]^X[B]^Y

Vamos dividir v₂/v₃ para cortar o Y e encontrar o valor de X

2 = 2^Xè X = 1

Para determinar o y, vamos deixar o x constante. Encontramos esta situação no experimento 4 e 2, onde notamos que a concentração de [A] permanece constante e a concentração de [B] dobra 2, e a velocidade também dobra.

Vamos dividir v₄/v₂ para cortar o x e encontrar o valor de y

Obs: dividimos o maior pelo menor apenas para facilitar os cálculos.

2 = 2^yè y = 1

TEMOS: V = k [A]¹[B]¹

Interpretando a as informações temos:

I – FALSA. O valor de K não será constante em todas as reações, pois ocorreu variação da temperatura no primeiro experimento.

II – VERDADEIRA. Conforme calculamos encontramos que V = k [A]¹[B]¹

III- VERDADEIRA. A ordem da reação é dada pela soma dos expoentes.

IV – FALSA. Conforme os cálculos acima temos que os reagentes A e B possuem ordem 1 e 1.

21 – RESP: B

Para determinar o Y, vamos deixar o X constante. Encontramos esta situação no experimento 1 e 3, onde notamos que a concentração do [NO] permanece constante e a concentração de [O₂] aumenta 4 vezes, e a velocidade também aumenta 4 vezes.

V = k [NO]^X[O₂]^Y

Vamos dividir v₃/v₁ para cortar o x e encontrar o valor de y

Obs: dividimos o maior pelo menor apenas para facilitar os cálculos.

4 = 4^yè y = 1

Vamos dividir v₂/v₁ para cortar o y e encontrar o valor de x

Obs: dividimos o maior pelo menor apenas para facilitar os cálculos.

4 = 2^xè x = 2

TEMOS:

V = k [NO]²[O₂]¹ ORDEM DA REAÇÃO IGUAL A 3

OBS: A ordem global da reação é a soma dos expoentes.

22 – RESP: D

A questão fornece a reação : A₂ + B₂® 2 AB

HC_A = 60 Kj.

H_R = 30 Kj.

H_P = - 10 Kj.

OBSERVAÇÕES IMPORTANTES:

HC_A = Entalpia do complexo ativado.

H_R = Entalpia dos reagentes.

H_P = Entalpia dos produtos.

ΔH = H_P – H_R , onde ΔH>0 (ENDO) e ΔH<0 (EXO ).

ΔH = -10 – 30 → ΔH = - 40 kJ ( EXOTÉRMICA ).

E_{a =} HC_{A -} H_R → E_a = 60 – 30 → E_a = 30 Kj ( reação direta).

E_{a =} HC_{A -} H_R → E_a = 60 – (-10) → E_a = 70 Kj ( reação inversa)

RESPOSTA CORRETA : D

23- RESP: D

A questão informa que a reação é: A + B → C + D

HC_A = 60 Kj ( sem catalisador).

HC_A = 35 Kj ( com catalisador).

H_R = 20 Kj.

H_P = - 10 Kj.

HC_A = Entalpia do complexo ativado.

H_R = Entalpia dos reagentes.

H_P = Entalpia dos produtos.

ΔH = H_P – H_R , onde ΔH>0 (ENDO) e ΔH<0 (EXO ).

ΔH = -10 – 20 → ΔH = - 30 kJ ( EXOTÉRMICA ).

E_{a =} HC_{A -} H_R → E_a = 60 – 20 → E_a = 30 Kj ( sem catalisador).

E_{a =} HC_{A -} H_R → E_a = 35 – 20 → E_a = 15 Kj ( com catalisador).

24 – RESP: D

De acordo com o gráfico temos:

A = HC_A sem catalisador

B = HC_A com catalisador

C = H_P Entalpia dos produtos

D = H_R Entalpia dos reagentes

Obs: sabemos que os reagentes é o D, porque uma reação ocorre no sentido direto ( esquerda para a direita ) conforme o gráfico, que informa o caminho da reação.

PORTANTO:

A – B → representa o abaixamento provocado pelo catalisador.

A – D → representa a energia de ativação do processo não catalisado pois: E_{a =} HC_{A -} H_R

C – D → representa a variação de entalpia

A RESPOSTA INCORRETA É D

25 – RESOLUÇÃO

Através do gráfico temos:

HC_A = 60 Kj

H_R = 10 Kj.

H_P = 30 Kj.

HC_A = Entalpia do complexo ativado.

H_R = Entalpia dos reagentes.

H_P = Entalpia dos produtos.

ΔH = H_P – H_R , onde ΔH>0 (ENDO) e ΔH<0 (EXO ).

ΔH = 30 – 10 → ΔH = + 20 kJ ( ENDOTÉRMICA ).

E_{a =} HC_{A -} H_R → E_a = 60 – 10 → E_a = 50 Kj

26 – RESOLUÇÃO

Dado o diagrama notamos que:

I = HC_A sem catalisador

II = HC_A com catalisador

H_P Entalpia dos produtos

H_R Entalpia dos reagentes

A curva II representa a reação na presença de catalisador. Quanto menor a energia de ativaçã ( dada aos reagentes até atingir o complexo ativado), maior a velocidade da reação.

O catalisador não interfere na variação de entalpia, pois a mesma é calculada pela diferença entre a entalpia dos produtos e entalpia dos reagentes, na presença ou não do catalisador.

27 – RESOLUÇÃO

V = K [A]^X [ B ]^Y [C]^Z

V₂/V₁ X  2 = 2^X =1 V₃/V₁ Y  4 = 2^Y = 2 V₄/V₁ Z  1 = 2^Z = 0

PORTANTO : V = K [A]¹ [ B ]²

Dica:A velocidade da reação não depende da concentração da substância [C], pois o expoente é igual a zero.

28 – RESOLUÇÃO

A energia de ativação é dada por : Ea = HC_A - H_R

HC_A= energia de ativação no complexo ativado.

H_R= energia dos reagentes

a) Ea = 120 – 20 = 100 kJ

b) ΔH = H_P – H_R ΔH = 20 – 50 = - 30 kJ

29 – RESOLUÇÃO

seguir.

A questão já forneceu as ligações. Portanto temos:

ΔH = 4(100) + 146 + 104,2 + 6(-100) + ( - 82,9 ) =

ΔH = 400 + 146 + 104,2 – 600 – 82,9 = ΔH = - 32,7 kcal

Obs. Dicas no exercício 11

30 – RESOLUÇÃO

A questão envolve a lei de Hess,pois temos três reações com o valor de ΔH.

A reação principal foi dada.

C₁₂H₂₆(l) → C₆H₁₄(l) + 2 C₃H₆(g) ΔH = ?
I- C₁₂H₂₆(l) + O₂(g) → 12 CO₂(g) + 13 H₂O(l) ΔHº_C = –7513,0 kJ/mol

II- C₆H₁₄(g) + O₂(g) → 6 CO₂(g) + 7 H₂O(l) ΔHº_C = –4163,0 kJ/mol

III- C₃H₆(g) + O₂(g) → 3 CO₂(g) + 3 H₂O(l) ΔHº_C = –2220,0 kJ/mol

Dica:A reação principal é soma das reações dos dados. O ΔH será a soma dos valores de ΔH de cada uma das reações.

1. MANTER ΔH = - 7513.

2. INVERTER ΔH = + 4163.

3. INVERTER(X2) ΔH = + 4440

ΔH = + 1090 kJ

Obs. Mais dicas no exercícios ,7 e 9

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