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Exercícios sobre a lei de Hess

Exercícios de Química

A lei de Hess nos diz que a variação da entalpia de uma reação depende exclusivamente da entalpia final e inicial, seja a reação executada em uma etapa ou em várias. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

Um passo do processo de produção de ferro metálico, Fe(s), é a redução do óxido ferroso (FeO) com monóxido de carbono (CO).

FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ∆H = x

Utilizando as equações termoquímicas abaixo e baseando-se na Lei de Hess, assinale a alternativa que indique o valor mais próximo de “x”:

Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g) ∆H = -25 kJ

3 FeO(s) + CO2(g) → Fe3O4(s) + CO(g) ∆H = -36 kJ

2 Fe3O4(s) + CO2(g) → 3 Fe2O3(s) + CO(g) ∆H = +47 kJ

a) -17 kJ.

b) +14 kJ.

c) -100 kJ.

d) -36 kJ.

e) +50 kJ.

questão 2

Dadas as seguintes equações termoquímicas:

2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O() ∆H = -571,5 kJ

N2O5(g) + H2O() → 2 HNO3() ∆H = -76,6 kJ

½ N2(g) + 3/2 O2(g) + ½ H2(g) → HNO3() ∆H = -174,1 kJ

Baseado nessas equações, determine a alternativa correta a respeito da formação de 2 mols de N2O5(g) a partir de 2 mols de N2(g) e 5 mols de O2(g):

a) libera 28,3 kJ

b) absorve 28,3 kJ.

c) libera 822,2 kJ.

d) absorve 822,2 kJ.

e) absorve 474 ,0 kJ.

questão 3

(FGV-SP) Em um conversor catalítico, usado em veículos automotores em seu cano de escape para redução da poluição atmosférica, ocorrem várias reações químicas, sendo que uma das mais importantes é:

1 CO(g) + ½ O2(g) → 1 CO2(g)

Sabendo-se que as entalpias das reações citadas abaixo são:

C(grafita) + ½ O2(g) → CO(g) ∆H1 = -26,4 kcal

C(grafita) + O2(g) → CO2(g) ∆H2 = -94,1 kcal

Pode-se afirmar que a reação inicial é:

a) exotérmica e absorve 67,7 kcal/mol.

b) exotérmica e libera 120,5 kcal/mol.

c) exotérmica e libera 67,7 kcal/mol.

d) endotérmica e absorve 120,5 kcal/mol.

e) endotérmica e absorve 67,7 kcal/mol.

questão 4

(Cesgranrio-RJ) O elemento químico tungstênio, W, é muito utilizado em filamentos de lâmpadas incandescentes comuns. Quando ligado a elementos como carbono ou boro, forma substâncias quimicamente inertes e muito duras. O carbeto de tungstênio, WC(s), muito utilizado em esmeris, lixas para metais etc., pode ser obtido pela reação:

1 C(grafite) + 1 W(s) → 1 WC(s)

A partir das reações a seguir, calcule o ∆H de formação para o WC(s). Dados:

1 W(s) + 3/2 O2(g) → 1 WO3(s) ∆HCOMBUSTÃO = -840 kJ/mol

1 C(grafite) + 1 O2(g) → 1 CO2(g) ∆HCOMBUSTÃO = -394 kJ/mol

1 WC(s) + 5/2 O2(g) → 1WO3(s) + 1 CO2(g) ∆HCOMBUSTÃO =-1196 kJ/mol

a) - 19 kJ/mol

b) + 38 kJ/mol

c) - 38 kJ/mol

d) + 2 430 kJ/mol

e) - 2 430 kJ/mol

respostas
Questão 1

Alternativa “a”.

O valor que queremos descobrir é o da variação da entalpia da reação:

FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) ∆H = x

Segundo a lei de Hess, a variação da entalpia de uma reação depende somente da entalpia do estado final e inicial, independentemente se a reação ocorreu em uma única etapa ou em mais. Por isso, podemos somar as três reações e descobrir o valor do “x”. Mas observe que é preciso multiplicar a primeira equação por 3 e a segunda por 2:

3 Fe2O3(s) + 9 CO(g) → 6 Fe(s) + 9 CO2(g) ∆H = -75 kJ

6 FeO(s) + 2 CO2(g) → 2 Fe3O4(s) + 2 CO(g) ∆H = -72 kJ

2 Fe3O4(s) + CO2(g) → 3 Fe2O3(s) + CO(g) ∆H = +47 kJ

6 FeO(s) + 6 CO(g) → 6 Fe(s) + 6 CO2(g) ∆H = -100 kJ

Dividindo a equação inteira por 6, inclusive o valor de ∆H, temos o seguinte valor aproximado:

FeO(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) H = -17 kJ

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Questão 2

Alternativa “b”.

Queremos descobrir o calor que foi liberado ou absorvido (variação de entalpia) na seguinte equação:

2 N2(g) + 5 O2(g) → 2 N2O5(g) ∆H = ?

Para resolver essa questão aplicando a Lei de Hess, temos que inverter a primeira e a segunda equação, multiplicar a segunda equação por 2 e multiplicar a terceira equação por 4:

2 H2O() → 2 H2(g) + O2(g) ∆H = +571,5 kJ

4 HNO3() → 2 N2O5(g) + 2 H2O() ∆H = +153,2 kJ

2 N2(g) + 6 O2(g) + 2 H2(g) → 4 HNO3() ∆H = -696,4 kJ

2 N2(g) + 5 O2(g) → 2 N2O5(g) H = + 28,3 kJ

O sinal positivo indica que houve absorção de energia na forma de calor.

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Questão 3

Alternativa “c”.

O inverso da equação 1 somado à equação 2:

CO(g) → C(grafita) + ½ O2(g) ∆H1 = +26,4 kcal

C(grafita) + O2(g) → CO2(g) ∆H2 = -94,1 kcal
CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) ∆H = -67,7 kcal

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Questão 4

Alternativa “c”.

Para chegar à equação desejada, temos que inverter a terceira equação:

1 W(s) + 3/2 O2(g) → 1 WO3(s) ∆HCOMBUSTÃO = -840 kJ/mol

1 C(grafite) + 1 O2(g) → 1 CO2(g) ∆HCOMBUSTÃO = -394 kJ/mol

1WO3(s) + 1 CO2(g) →1 WC(s) + 5/2 O2(g) ∆HCOMBUSTÃO = +1196 kJ/mol

1 C(grafite) + 1 W(s) → 1 WC(s) ∆H = -38 kJ/mol

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