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Exercícios sobre energia de ligação

Exercícios de Química

Estes exercícios sobre energia de ligação abordam o cálculo do ΔH de uma reação por meio dos valores das energias de ligação entre os átomos.

Publicado por: Diogo Lopes Dias
questão 1

(Mackenzie-SP) O gás propano é um dos integrantes do GLP (gás liquefeito de petróleo) e, dessa forma, é um gás altamente inflamável. Abaixo está representada a equação química de combustão completa do gás propano.

Na tabela, são fornecidos os valores das energias de ligação, todos nas mesmas condições de pressão e temperatura da combustão.

Assim, a variação de entalpia da reação de combustão de um mol de gás propano é igual a

a) – 1670 kJ.

b) – 6490 kJ.

c) + 1670 kJ.

d) – 4160 kJ.

e) + 4160 kJ.

questão 2

(UFRGS) A reação de cloração do metano, em presença de luz, é mostrada abaixo.

Considere os dados de energia das ligações abaixo?

A energia da ligação C-Cl, no composto CH3Cl, é:

a) 33 kcal.mol–1.

b) 56 kcal.mol–1.

c) 60 kcal.mol–1.

d) 80 kcal.mol–1.

e) 85 kcal.mol–1.

questão 3

A amônia (NH3) é uma substância muito utilizada na fabricação de fertilizantes e produtos de limpeza. Uma forma de produzi-la é por meio da síntese de Haber-Bosch, que ocorre em alta temperatura e pressão. Abaixo temos a equação que representa essa síntese:

Veja o valor das energias de ligação entre os átomos:

Determine a entalpia de formação de 1 mol de amônia.

a) –78 kJ/mol.

b) –44 kJ/mol.

c) +54 kJ/mol.

d) +98 kJ/mol.

e) +60 kJ/mol.

questão 4

O óxido nítrico é produzido por células endoteliais, como as que formam a camada mais interna dos vasos sanguíneos. Ele promove o relaxamento do músculo liso da parede do vaso, fazendo com que este se dilate, aumentando o fluxo sanguíneo e diminuindo a pressão arterial. Laboratorialmente, uma forma de produzir o óxido nítrico é por meio da reação (cujo ΔH = + 90 kJ.mol–1) entre os gases nitrogênio e oxigênio, representada abaixo:

Se as energias de ligação entre os átomos N≡N e O=O valem, respectivamente, 950 kJ.mol–1 e 500 kJ.mol–1, qual é o valor da energia de ligação entre os átomos de nitrogênio e oxigênio no óxido nítrico?

a) 735 kJ.mol–1.

b) 680 kJ.mol–1.

c) 536 kJ.mol–1.

d) 537 kJ.mol–1.

e) 356 kJ.mol–1.

respostas
Questão 1

Letra a). Com os valores de energia fornecidos pelo exercício, devemos fazer o seguinte para resolver a questão:

1º Passo: Escrever a equação representando a fórmula estrutural de cada um dos participantes da equação:

2º Passo: Calcular a energia total das ligações nos reagentes. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.

Hreagentes = 2.(C-C) + 8. (C-H) + 5. (O=O)

Hreagentes = 2.(348) + 8.(413) + 5.(498)

Hreagentes = 696 + 3304 +2490

Hreagentes = 6490 KJ.mol-1

OBS.: Nos reagentes, a energia é sempre absorvida, logo, o valor dela nos reagenetes é sempre positivo.

3º Passo: Calcular a energia total das ligações nos produtos. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.

Hprodutos = 6.(C=O) + 8. (O-H)

Hprodutos = 6.(744) + 8.(462)

Hprodutos = 4464 + 3696

Hprodutos = 8160 KJ.mol-1

OBS.: Nos produtos, a energia é sempre liberada, logo, o valor dela nos produtos é sempre negativo:

Hprodutos = - 8160 KJ.mol-1

4º Passo: Utilizar os valores encontrados para reagentes e produtos na seguinte fórmula:

ΔH= Hprodutos + Hreagentes

ΔH= - 8160 + 6490

ΔH= - 1670 KJ.mol-1

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Questão 2

Letra e). Com os valores de energia de ligação e o ΔH fornecidos pelo exercício, devemos fazer o seguinte para resolver a questão:

1º Passo: Escrever a equação representando a fórmula estrutural de cada um dos participantes da equação:

2º Passo: Calcular a energia total das ligações nos reagentes. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.

Hreagentes = 4.(C-H) + 1. (Cl-Cl)

Hreagentes = 4.(105) + 1.(58)

Hreagentes = 420 + 58

Hreagentes = 478 Kcal.mol-1

OBS.: Nos reagentes, a energia é sempre absorvida, logo, o valor dela nos reagenetes é sempre positivo.

3º Passo: Calcular a energia total das ligações nos produtos. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.

Hprodutos = 3.(C-H) + 1.(C-Cl) + 1.(H-Cl)

Hprodutos = 3.(105) + 1.(C-Cl) + 1.(103)

Hprodutos = 315 + (C-Cl) + 103

Hprodutos = [418 + C-Cl)] Kcal.mol-1

OBS.: Nos produtos, a energia é sempre liberada, logo, o valor dela nos produtos é sempre negativo:

Hprodutos = - [418 + C-Cl)] Kcal.mol-1

4º Passo: Utilizar os valores encontrados para reagentes e produtos, bem como o valor fornecido para o ΔH, na seguinte fórmula:

ΔH= Hprodutos + Hreagentes

- 25= - [418 + C-Cl)] + 478

- 25 = - 418 - (C-Cl) + 478

(C-Cl) = - 418 + 478 + 25

ΔH= + 85 Kcal.mol-1

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Questão 3

Leta b). Com os valores de energia fornecidos pelo exercício, devemos fazer o seguinte para resolver a questão:

1º Passo: Escrever a equação representando a fórmula estrutural de cada um dos participantes da equação:

2º Passo: Calcular a energia total das ligações nos reagentes. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.

Hreagentes = 1.(N≡N) + 3. (H-H)

Hreagentes = 1.(944) + 3.(436)

Hreagentes = 944 + 1308

Hreagentes = 2252 KJ.mol-1

3º Passo: Calcular a energia total das ligações nos produtos. Para isso, devemos multiplicar o valor da energia da ligação entre os átomos envolvidos pelo coeficiente estequiométrico na equação e pelo número de vezes que ela se repete na estrutura. Por fim, basta somar os valores.

Hprodutos = 6.(N-H)

Hprodutos = 6.(390)

Hprodutos = 2340 KJ.mol-1

Nos produtos, a energia é sempre liberada, logo, Hprodutos = - 2340 KJ.mol-1.

4º Passo: Utilizar os valores encontrados para reagentes e produtos na seguinte fórmula:

ΔH = Hprodutos + Hreagentes

ΔH = - 2340 + 2252

ΔH = - 88 KJ.mol-1

5º Passo: Como o exercício pede a entalpia de formação de 1 mol de NH3 e, na equação, temos 2 mol, devemos dividir o valor encontrado por dois:

ΔH = - 88
          2

ΔH = - 44 KJ.mol-1

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Questão 4

Letra b)

Para a resolução, faça o seguinte:

1º Passo: Escrever a equação representando a fórmula estrutural de cada um dos participantes da equação:

2º Passo: Calcular a energia total das ligações nos reagentes:

Hreagentes = 1.(N≡N) + 1. (O=O)

Hreagentes = 1.(950) + 1.(500)

Hreagentes = 950 + 500

Hreagentes = 1450 KJ.mol-1

3º Passo: Calcular a energia total das ligações nos produtos:

Hprodutos = 2.(N=O)

Hprodutos = 2.(N=O) KJ.mol-1

Nos produtos, a energia é sempre liberada, logo, o seu valor é negativo:

Hprodutos = - 2.(N=O) KJ.mol-1

4º Passo: Utilizar os valores encontrados para reagentes e produtos, bem como o valor fornecido para o ΔH, na seguinte fórmula:

ΔH= Hprodutos + Hreagentes

90 = - [2.(N=O)] + 1450

90 = - 2.(N=O) + 1450

2.(N=O) = 1450 – 90

2.(N=O) = 1360

(N=O) = 1360
             2

(N=O) = + 680 KJ.mol-1

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