Termoquímica Exercícios Resolvidos Ensino Médio

Reza December 1, 2021
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A termoquímica é uma área da química que estuda as variações de energia que ocorrem durante as reações químicas. Essas variações de energia podem ser expressas em forma de calor, trabalho ou energia interna do sistema. A termoquímica é importante para entender como a energia é transferida entre os sistemas e como ela é armazenada em diferentes formas.

No ensino médio, a termoquímica é um dos tópicos mais importantes em química. Além de ser uma área de estudo fascinante, é também uma das mais desafiadoras. Os estudantes precisam entender os conceitos básicos, como entalpia, energia de ligação, lei de Hess e equações termoquímicas. Além disso, eles precisam ser capazes de aplicar esses conceitos a diferentes situações e resolver problemas termoquímicos complexos.

Neste artigo, apresentaremos alguns exercícios resolvidos de termoquímica para estudantes do ensino médio. Esses exercícios são úteis para ajudar os estudantes a entender os conceitos básicos e a aplicá-los a diferentes situações.

Exercício 1

Calcule a variação de entalpia (ΔH) para a seguinte reação:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)

Dados:

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  • Enthalpy de formação de H2O(l): -286 kJ/mol
  • Enthalpy de ligação H-H: +436 kJ/mol
  • Enthalpy de ligação O=O: +498 kJ/mol

Solução:

A variação de entalpia pode ser calculada usando a lei de Hess, que afirma que a variação de entalpia de uma reação é igual à soma das variações de entalpia das etapas individuais que compõem a reação. As etapas individuais são geralmente definidas como a quebra e a formação de ligações químicas.

Para calcular a variação de entalpia para a reação acima, precisamos primeiro escrever as equações químicas para as etapas individuais:

H-H(g) → 2H(g) ΔH = -2(436 kJ/mol) = -872 kJ/mol

0.5O2(g) → O(g) ΔH = +1/2(498 kJ/mol) = +249 kJ/mol

H(g) + O(g) → H-O(g) ΔH = -286 kJ/mol

H-O(g) → H-O(l) ΔH = -40 kJ/mol

Agora, podemos somar as variações de entalpia das etapas individuais para obter a variação de entalpia para a reação:

2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) ΔH = (-872 kJ/mol) + (+249 kJ/mol) + (-286 kJ/mol) + (-40 kJ/mol) = -949 kJ/mol

Portanto, a variação de entalpia para a reação é de -949 kJ/mol.

Exercício 2

Calcule a variação de entalpia (ΔH) para a seguinte reação:

C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l)

Dados:

  • Enthalpy de formação de CO2(g): -393.5 kJ/mol
  • Enthalpy de formação de H2O(l): -286 kJ/mol
  • Enthalpy de formação de C2H5OH(l): -277.6 kJ/mol

Solução:

Podemos calcular a variação de entalpia para a reação usando a lei de Hess. Para isso, precisamos escrever as equações químicas para as etapas individuais:

C2H5OH(l) → 2C(g) + 3H(g) + 5/2O2(g) ΔH = -277.6 kJ/mol

2C(g) + 3H(g) + 5/2O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) ΔH = -2(393.5 kJ/mol) – 3(286 kJ/mol) = -1411.5 kJ/mol

3H2O(g) → 3H2O(l) ΔH = -3(44 kJ/mol) = -132 kJ/mol

Agora, podemos somar as variações de entalpia das etapas individuais para obter a variação de entalpia para a reação:

C2H5OH(l) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(l) ΔH = (-277.6 kJ/mol) + (-1411.5 kJ/mol) + (-132 kJ/mol) = -1821.1 kJ/mol

Portanto, a variação de entalpia para a reação é de -1821.1 kJ/mol.

Exercício 3

Calcule a variação de entalpia (ΔH) para a seguinte reação:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Dados:

  • Enthalpy de formação de NH3(g): -46.2 kJ/mol
  • Enthalpy de ligação N≡N: +945 kJ/mol
  • Enthalpy de ligação H-H: +436 kJ/mol
  • Enthalpy de ligação N-H: +391 kJ/mol

Solução:

Podemos calcular a variação de entalpia para a reação usando a lei de Hess. Para isso, precisamos escrever as equações químicas para as etapas individuais:

N≡N(g) + 3H-H(g) → N-H(g) + 3H≡H(g) ΔH = +3(436 kJ/mol) + 945 kJ/mol = +2253 kJ/mol

N-H(g) + 3H≡H(g) → 2NH3(g) ΔH = -2(-46.2 kJ/mol) – 6(391 kJ/mol) = -92.4 kJ/mol – 2346 kJ/mol = -2438.4 kJ/mol

Agora, podemos somar as variações de entalpia das etapas individuais para obter a variação de entalpia para a reação:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) ΔH = (+2253 kJ/mol) + (-2438.4 kJ/mol) = -185 kJ/mol

Portanto, a variação de entalpia para a reação é de -185 kJ/mol.

Exercício 4

Calcule a variação de entalpia (ΔH) para a seguinte reação:

2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O(l)

Dados:

  • Enthalpy de formação de CO2(g): -393.5 kJ/mol
  • Enthalpy de formação de H2O(l): -286 kJ/mol
  • Enthalpy de formação de C2H2(g): +226.8 kJ/mol

Solução:

Podemos calcular a variação de entalpia para a reação usando a lei de Hess. Para isso, precisamos escrever as equações químicas para as etapas individuais:

2C2H2(g) + 5O2(g) → 4C(g) + 4H(g) + 10O(g) ΔH = -2(226.8 kJ/mol) = -453.6 kJ/mol

4C(g) + 5O(g) → 4CO2(g)

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Reza Herlambang

Eu sou um escritor profissional na área de educação há mais de 5 anos, escrevendo artigos sobre educação e ensino para crianças na escola.

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