Teste seus conhecimentos sobre Termoquímica (variação de entalpia e estequiometria), resolvendo os exercícios de ENEM e vestibulares sobre o assunto!
Dominar a relação entre a quantidade de matéria e a energia envolvida nas reações é fundamental para quem busca aprovação no ENEM e vestibulares mais concorridos. Neste artigo, o Olhar Químico preparou uma lista exclusiva de exercícios de termoquímica com estequiometria e gabarito, incluindo a resolução passo a passo para você não ter dúvidas na hora de calcular a variação de entalpia. Se você está procurando praticar cálculos de calor de reação aplicados a massas, mols ou volumes gasosos, confira abaixo nossa seleção de questões resolvidas e turbine seus estudos agora mesmo!
QUESTÃO 1
(ENEM) A água sofre transições de fase sem que ocorra variação da pressão externa. A figura representa a ocorrência dessas transições em um laboratório.
Tendo como base as transições de fase representadas (1 a 4), a quantidade de energia absorvida na etapa 2 é igual à quantidade de energia:
A. liberada na etapa 4.
B. absorvida na etapa 3.
C. liberada na etapa 3.
D. absorvida na etapa 1.
E. liberada na etapa 1.
QUESTÃO 2
(UNICAMP – SP) Explosão e incêndio se combinaram no terminal marítimo de São Francisco do Sul, em Santa Catarina, espalhando muita fumaça pela cidade e pela região. O incidente ocorreu com uma carga de fertilizante em que se estima tenham sido decompostas 10 mil toneladas de nitrato de amônio. A fumaça branca que foi eliminada durante 4 dias era de composição complexa, mas apresentava principalmente os produtos da decomposição térmica do nitrato de amônio: monóxido de dinitrogênio e água. Em abril de 2013, um acidente semelhante ocorreu em West, Estados Unidos da América, envolvendo a mesma substância. Infelizmente, naquele caso, houve uma explosão, ocasionando a morte de muitas pessoas.
a) Com base nessas informações, escreva a equação química da decomposição térmica que ocorreu com o nitrato de amônio.
b) Dado que os valores das energias padrão de formação em kJ. mol-1 das substâncias envolvidas são nitrato de amônio (-366), monóxido de dinitrogênio (82) e água (-242), o processo de decomposição ocorrido no incidente é endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta considerando a decomposição em condições-padrão.
QUESTÃO 3
(UFRRJ) A produção de álcool volta a ser apontada como uma das soluções para os problemas da poluição ambiental. Recentemente um acordo entre Brasil e Alemanha permitirá a fabricação de carros movidos a álcool. Sabendo-se os valores das entalpias de formação a 25 °C:
• 94,1 kcal/mol para CO2(g).
• 68,3 kcal/mol para H2O(l).
• 66,4 kcal/mol para C2H5OH(l).
a) Escreva a reação que corresponde a essa combustão.
b) Calcule o calor envolvido na queima de 92 g de etanol.
QUESTÃO 4
(ENEM) Por meio de reações químicas que envolvem carboidratos, lipídeos e proteínas, nossas células obtêm energia e produzem gás carbônico e água. A oxidação da glicose no organismo humano libera energia, conforme ilustra a equação química, sendo que aproximadamente 40% dela é disponibilizada para atividade muscular.
C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l) ∆cH= – 2800 kJ
Considere as massas molares (g . mol-1): H = 1; C = 12; O = 16.
LIMA, L. M.; FRAGA, C. A. M.; BARREIRO, E. J. Química na saúde. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, 2010 (adaptado).
Na oxidação de 1,0 grama de glicose, a energia obtida para atividade muscular, em quilojoule, é mais próxima de:
A. 6,2.
B. 15,6.
C. 70,0.
D. 622,2.
E. 1120,0.
QUESTÃO 5
(ENEM) Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO2 durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 25 °C (ΔH025) 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 CO2 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 6
(ENEM) 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.
| Combustível | ∆Hc0 a 25 °C (kJ/mol) |
| Hidrogênio (H2) | – 286 |
| Etanol (C2H5OH) | – 1 368 |
| Metano (CH4) | – 890 |
| Metanol (CH3OH) | – 726 |
| Octano (C8H18) | – 5471 |
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 7
(ENEM) Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão (∆Hc0), definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu ∆Hc0.
| Substância | Fórmula | ∆Hc0 (kJ/mol) |
| benzeno | C6H6 (l) | – 3 268 |
| etanol | C2H5OH (l) | – 1 368 |
| glicose | C6H12O6 (s) | – 2 808 |
| metano | CH4 (g) | – 890 |
| octano | C8H18 (l) | – 5 471 |
ATKINS, P. Princípios de Química. Bookman, 2007 (adaptado).
Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida?
A. Benzeno.
B. Metano.
C. Glicose.
D. Octano.
E. Etanol.
QUESTÃO 8
(ENEM) O carro flex é uma realidade no Brasil. Estes veículos estão equipados com motor que tem a capacidade de funcionar com mais de um tipo de combustível. No entanto, as pessoas que têm esse tipo de veículo, na hora do abastecimento, têm sempre a dúvida: álcool ou gasolina? Para avaliar o consumo desses combustíveis, realizou- se um percurso com um veículo flex, consumindo 40 litros de gasolina e no percurso de volta utilizou-se etanol. Foi considerado o mesmo consumo de energia tanto no percurso de ida quanto no de volta.
O quadro resume alguns dados aproximados sobre esses combustíveis.
O volume de etanol combustível, em litro, consumido no percurso de volta é mais próximo de:
A. 27.
B. 32.
C. 37.
D. 58.
E. 67.
RESOLUÇÕES E COMENTÁRIOS
QUESTÃO 1
Alternativa E.
COMENTÁRIO
Para acontecer às transições de fase (mudanças de estado físico) é necessário ocorrer absorção de energia (processo endotérmico) e/ou a perda de energia (processo exotérmico).
Na figura (ver enunciado), pode-se observar que as mudanças de fase apresentadas são para água. A quantidade de energia para acontecer a mudança entre 1 e 2 é a mesma e assim será entre 3 e 4.
Logo, na transição 2 a água líquida absorve calor (absorve energia) para se transformar em vapor. Já em 1, o vapor d’água perde calor (libera energia) para voltar a ser água líquida.
QUESTÃO 2
a)
COMENTÁRIO – Para escrever a equação química de decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3) é necessário buscar a informação apresentada no enunciado da questão (interpretação de texto). Em seguida, para indicar a decomposição térmica, deve-se colocar a letra grega delta (∆) acima da seta. Depois é só realizar o balanceamento da equação química, pois uma equação química deve ser escrita sempre balanceada!
b)
O processo de decomposição ocorrido no incidente é exotérmico, pelo fato do ∆H da reação ser negativo ou ∆H < 0.
QUESTÃO 3
a)
C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l)
COMENTÁRIO
Para escrever a equação química de combustão descrita é necessário utilizar as informações contidas no enunciado (interpretação de texto). A reação de combustão exigida é classificada como reação de combustão completa, pois nesse tipo de combustão são produzidos CO2 (gás carbônico) e H2O, como se pode observar pelas informações oferecidas no enunciado. Depois é só realizar o balanceamento da equação química, pois uma equação química deve ser escrita sempre balanceada!
b)
1º PASSO – Calcular ∆H
2º PASSO – Calcular a massa molar do etanol
3º PASSO – Calcular o calor envolvido
O calor envolvido na queima de 92 g de etanol é de 653,4 kcal liberados.
QUESTÃO 4
Alternativa A.
1º PASSO – Calcular a massa molar da glicose
2º PASSO – Calcular a energia envolvida
3º PASSO – Calcular os 40% da energia envolvida
Na oxidação de 1,0 grama de glicose, a energia obtida para atividade muscular, em quilojoule, é mais próxima de 6,2 kJ.
QUESTÃO 5
Alternativa A.
1º PASSO – Escrever as equações de combustão completa e devidamente balanceadas para cada substância
2º PASSO – Calcular a energia envolvida por mol de CO2 (reveja o enunciado)
COMENTÁRIO
Através dos cálculos, pode-se concluir que a ordem crescente da quantidade de calor obtido por mol de CO2 é:
gasolina < GLP < gás natural
QUESTÃO 6
Alternativa A.
1º PASSO – Calcular a massa molar
2º PASSO – Calcular a energia envolvida por grama de combustível (reveja enunciado)
COMENTÁRIO
Através dos cálculos estequiométricos, pode-se concluir que o gás hidrogênio (H2) é a substância que libera a maior quantidade de energia por grama de combustível.
QUESTÃO 7
Alternativa C.
1º PASSO – Escrever as equações de combustão completa
Benzeno
C6H6(l) +15/2 O2(g) → 6 CO2(g) + 3 H2O(l)
Etanol
C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l)
Glicose
C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l)
Metano
CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l)
Octano
C8H18(l) + 25/2 O2(g) → 8 CO2(g) + 9 H2O(l)
2º PASSO – Regra de três
Quando 1 mol de benzeno sofre combustão completa ocorre a liberação de 3.268 kJ (ver tabela) e são produzidos 6 mols de CO2 (ver 1º PASSO) C6H6(l) → 6 CO2(l)
A questão pede para indicar o combustível que libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida.
Agora basta comparar as substâncias, fixando o ∆H do benzeno para comparação.
C6H6(l) → 6 CO2(l) ∆H0c = ― 3.268 kJ/mol
A glicose é o combustível que quando queimado completamente libera mais dióxido de carbono (CO2), 6,98 mols, no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida.
COMENTÁRIO
Nessa questão, optou-se pela energia do benzeno para comparar com outros combustíveis. Porém, qualquer outra substância poderia ser utilizada para comparação!
Refaça o exercício, utilizando a energia de outra substância presente na tabela e comprove!
Pratique!!!! É só seguir o mesmo raciocínio.
QUESTÃO 8
Alternativa D.
1º PASSO – Converter o volume de gasolina para gramas
40 L de gasolina = 40.000 mL
2º PASSO – Calcular a energia liberada pela gasolina na viagem de ida
3º PASSO – Calcular a massa de etanol consumida na volta
É necessário considerar a energia liberada pela gasolina na viagem de ida
4º PASSO – Converter a massa de etanol para volume
O volume de etanol combustível, em litro, consumido no percurso de volta é mais próximo de 58 L.
que perguntas otimas professora
Maruan, valeuuuu 👍✌😎😎