Lista_de_exercicios_Termoquimica_parte_II

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Lista de exercícios – 1ª e 2ª Leis da Termodinâmica e Espontaneidade de Reação
1.Um mol de um gás ideal é mantido sob pressão constante de 200 kPa. A temperatura é 
variada de 100 oC para 25 o C. Sendo Cv =1,5 R, calcule Q, W, ∆U e ∆H.
Resp.: QP = ∆H = -1559J/mol; ∆U = -935 J/mol e W = -624 J/mol.
2. Um mol de gás ideal, Cv = 20,8 J/mol.K, é transformado a volume constante de 0o C para 75 
oC. Calcule Q, W, ∆U e ∆H.
Resp.: QV = ∆U = 1560 J/mol; ∆H = 2180 J/mol e W = 0.
3. Calcular ∆U e ∆H, quando 100 litros de He, nas CNTP, são aquecidos a 100oC em recipiente 
rígido. Considerar o gás hélio ideal, com Cv = 1,5 R.
Resp.: ∆H = 2215 cal; ∆U = 1329 cal
4. Usando os valores tabelados (nos livros) de calores de formação, ∆Hof, calcule os da reação 
para cada um dos seguintes casos:
a) Fe2O3(s) + 3H2(g) 2Fe(s) + 3 H2O(l) Resp.: -33,3 kJ/mol
b) CH4(g) + 2O2(g) CO(g) + 2 H2O(l) Resp.: -890,36 kJ/mol
c) 2O3(g) 3O2(g) Resp.: -285,4 kJ/mol
d) CO(g) + 2H2(g) CH3OH(l) Resp.: -128,2 kJ/mol
e) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Resp.: 178,3 kJ/mol
f) NaOH(s) + HCl(g) NaCl(s) + H2O(l) Resp.: -179,06 kJ/mol
5. Para a reação
C(grafita) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ∆Ho298 = 131,28 kJ/mol
Calcule o valor de ∆Ho a 125 o C. 
Resp.:132,86 kJ/mol
6. a) Calcule a quantidade de energia (em Kcal) durante a combustão de 1,00 dm3 de uma 
gasolina constituída por octano, C8H18. A densidade do octano é 0,703 g.cm-3. Considere 
combustão completa;
b) Que massa de hidrogênio teria que ser queimada – formando H2O(l) – para produzir essa 
mesma quantidade de calor?
c) Que isto sugere sobre a viabilização de uma economia baseada na utilização do hidrogênio 
como combustível para automóveis?
7. Considerando o CO2 como um gás ideal, calcular o trabalho realizado por 10 g desse gás, 
expandindo-se, isotérmica e reversivelmente, de um volume de 5 litros para 10 litros, a 27 o C.
Resp.: 93,77 cal.
8. Três moles de um gás ideal expandem-se, isotermicamente, contra uma pressão oposta de 
100kPa, de 20 para 60 dm3. Calcule o trabalho. 
Resp.: 4 kJ.
9. Calcule o calor para a transformação de 5 moles de um gás ideal de 27 o C para 327 o C a 1 
atm. Dado: Cp = 20,9 + 0,042 T (J/mol.K).
10. Uma amostra de 32 g de metano, inicialmente a 1 atm e a 27o C, é aquecida até 277 o C. Sua
capacidade calorífica, a pressão constante, é dada pela equação Cp = 3 + 0,02T , cal.mol-1.K-1. 
Admitindo comportamento ideal para o metano, calcular Q. 
Resp.: 5,8 kcal.
11. Para um gás, CP = 2,5R. Calcular a variação de entropia de 3 moles do gás, quando 
resfriado de 175 a 25 o C, a um volume constante de 50 dm3. 
Resp.: -3,67 cal.K-1
12. Um mol de gás ideal é aquecido, a pressão constante, de 25 a 300 o C. Calcular a variação 
de entropia, sendo CV = 1,5 R. 
Resp.: 3,27 cal.K-1
13. Qual das seguintes reações é acompanhada pela maior variação de entropia?
a) SO2(g) + O2(g) SO3(g)
b) CO(g) + O2(g) CO2(g)
14. Como ∆G pode ser utilizado para predizer a espontaneidade da reação?
15. A variação de entropia para uma certa reação é -100 J.K-1. Se a reação ocorre 
espontaneamente, qual o é o sinal de ∆H da reação?
16. Uma dada reação apresenta ∆H = 92 kJ e ∆S = 85 J.K-1. Acima de qual temperatura essa 
reação se torna espontânea?
17. Suponha que para um dado processo o valor de ∆H é 50 kJ, e que o valor de ∆S é 120 J.K-
1.mol-1. O processo é espontâneo a 25 o C? Justifique!
18. Calcule ∆G0, em kJ, para as seguintes abaixo. As reações são espontâneas ou não-
espontâneas?
a) Al(s) + Fe2O3(s) Al2O3(s) + Fe(s)
b) CaO(s) + SO3(g) CaSO4(s)
c) CuO(s) + H2(g) Cu(s) + H2O(g)
Resp.:a) -836 kJ; b) -346 kJ; c) -101 kJ
19. Calcule ∆G0 para a formação da glicose, representada pela reação abaixo
C6H12O6(s) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)
Resp.: -2882 kJ mol-1
20. O metanol é produto químico relativamente barato. Bastante pesquisa foi feita em torno 
da possibilidade de ele ser usado como precursor de outros combustíveis, como o metano, que 
poderia ser obtido pela combustão controlada do álcool:
CH3OH(l) CH4(g) + O2(g)
a) Qual o sinal e o valor da variação de entropia da reação?
b) Esta reação, em condições normais a 25 o C, é espontânea (favorável aos produtos)?
c) Se a reação não for espontânea a 25 o C, em que temperatura fica espontânea. Considere 
que os valores de entalpia e entropia tabelados não variam no intervalo de temperatura.