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Exercícios sobre energia de ligação em equações químicas

Exercícios de Química

A energia de ligação é a energia necessária para romper 1 mol de ligações da substância no estado gasoso. A entalpia da reação é a soma das energias absorvidas e liberadas. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

Sabendo que:

HCℓ(g) → H(g) + Cℓ(g)  ∆H = +431 kJ

Determine a energia de ligação entre o cloro e o hidrogênio.

questão 2

Assinale a alternativa em que é possível determinar a entalpia da reação por meio da energia de ligação, sabendo que todas as reações são realizadas a 25ºC e 1 atm:

  1. H2(g) + ½ O2(g) → 2 H2O(g)  

  2. H2(g) + ½ O2(g) → 2 H2O(ℓ)  

  3. CH3OH(ℓ) + 3/2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)  

  1. C2H5O(ℓ) → H2O(g) + C2H4(g)

questão 3

(MACK-SP)

C2H4(g) → 2 C(g) + 4 H(g)           ∆H = 542 kcal/mol

Na reação representada pela equação anterior, sabe-se que a energia da ligação C ─ H é igual a 98,8 kcal/mol. O valor da energia de ligação C ═ C, em kcal/mol, é:

  1. 443,2.
  2. 146,8.
  3. 3444.4.
  4. 73,4.
  5. 293,6.
questão 4

São dadas as seguintes energias de ligação em kJ/mol de ligação formada:

H ─ Cℓ = - 431,8;  H ─ F = - 563,2;
Cℓ ─ Cℓ = - 242,6;  F ─ F = - 153,1.

Com os dados acima é possível prever que a reação a seguir:

2 HCℓ(g) + 1 F2(g) → 2 HF(g) + 1 Cℓ(g)

teria ∆H, em kJ, da ordem de:

a) - 585,9;

b) - 352,3;

c) - 220,9;

d) + 220,9;

e) + 352,3.

respostas
Questão 1

A estrutura da substância HCℓ(g)  é H ─ Cℓ. Para formar o hidrogênio e o cloro isolados, é necessário romper essa ligação. Como nenhuma ligação é formada na reação fornecida, a entalpia da reação é igual à energia absorvida no rompimento das ligações da molécula de HCℓ:

∆H = energia de ligação em HCℓ = +431 kJ

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Questão 2

Alternativa “a”. Esta é a única reação em que todas as substâncias estão no estado gasoso, porque assim toda a energia é usada para romper a ligação. Nos outros casos, parte da energia é usada na mudança de estado físico. Para elas não é possível determinar a entalpia da reação por meio da energia de ligação.

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Questão 3

Alternativa “b”.

A estrutura da substância C2H4(g) é:            H    H
                                                                 │    │
                                                          H ─ C ═ C ─ H

Para formar o carbono e o hidrogênio atômicos é necessário romper 4 ligações C ─ H  e uma C ═ C.

Como nenhuma ligação é formada na reação fornecida, a entalpia da reação é igual à energia absorvida no rompimento das ligações da molécula de C2H4:

∆H = energia de ligação em C2H4 = 542 kcal/mol

4 mol de ligações H ─ C =  4 . 98,8 kcal/mol
1 mol de ligações C ═ C: x

∆H = 4 . 98,8 + x
542 = 395,2 + x
x = 542 – 395,2
x = 146,8 kcal/mol

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Questão 4

Alternativa “b”.

Vamos por etapas:

Primeiro vamos determinar o ∆H que foi absorvido no rompimento das ligações dos reagentes:

2 mol de ligações H ─ Cℓ: 2 . (+ 431,8) kJ
1 mol de ligações F ─ F: 1 .  (+153,1) kJ
∆Henergia total absorvida =  1016,7 kJ (o sinal positivo indica que a reação é endotérmica, está havendo absorção de energia porque as ligações estão sendo rompidas).

Agora vamos determinar o ∆H que foi liberado na formação das ligações do produto:

2 mol de ligações H ─ F: 2 . (-563,2) kJ
1 mol de ligações Cℓ ─ Cℓ: 1 . (- 242,6) kJ
∆Henergia total liberada = - 1369 kJ (o sinal negativo indica que a reação é exotérmica, está havendo liberação de energia porque as ligações estão sendo formadas).

Agora basta somar esses valores para descobrir o ∆H da reação:

∆H =∆Henergia total absorvida + ∆Henergia total liberada

∆H = (1016,7 + (- 1369) kJ)

∆H = - 352,3 kJ

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