QUÍMICA - A energia e as transformações da matéria

O diagrama de entalpia a seguir representa a síntese da água em seus diferentes estados físicos.

Com base no diagrama e em seus conhecimentos de química, indique a alternativa correta.

O óxido de cálcio, CaO, é utilizado na construção civil desde a Roma Antiga. No processo de caiação, adiciona-se essa substância a água e passa-se a mistura resultante nas paredes. Por se tratar de um óxido básico, o CaO origina o hidróxido de cálcio, Ca(OH)₂, que reagirá com o gás carbônico atmosférico resultando um produto esbranquiçado, o carbonato de cálcio, CaCO₃, de acordo com a reação abaixo:

Ca(OH)_{2 (aq)} + CO_{2 (aq)} → CaCO_{3 (s)} + H₂O _(g)

Considere, a seguir, as seguintes entalpias de formação:

Considerando os dados, a variação de entalpia da reação será, em kJ/mol:

(UFPI) Caldeiras são máquinas térmicas utilizadas como fonte de energia em processos industriais, pela produção de vapor de água a partir de combustível sólido (lenha) ou líquido (óleo).

Marque a denominação correta para o tipo do calor de reação obtido nas caldeiras.

(UFT-TO) Etanol é um dos mais importantes combustíveis renováveis do país.

Com o progresso da tecnologia dos automóveis flex-fuel houve um impulso na comercialização e utilização deste combustível. A entalpia-padrão de combustão do etanol líquido é -1 367 kJ/mol e sua densidade é 0,80 g/mL.

Na combustão de 1 L de etanol, é correto afirmar que ocorre:

(UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes etc. Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta:

Há mais de 500 mil anos, o fogo se tornou, através das mãos dos homens, um dos principais meios de modificar o mundo. Seu uso foi sendo aprimorado e mais bem compreendido, porém, sua essência sempre despertou na raça humana o anseio pelo novo. O fogo pode ser utilizado para moldar os mais diversos utensílios. Por exemplo, para o trabalho de ferreiro, que confecciona ferraduras, é essencial a presença de um forno.

Considerando que no trabalho para a confecção de uma ferradura se utiliza de uma massa de ferro de 0,4 kg e que a temperatura em que o ferro se torna moldável é de 520 °C, assinale a alternativa que fornece a quantidade de calor, em calorias, a ser cedida a essa massa de ferro para que possa ser trabalhada pelo ferreiro.

Dados: temperatura inicial da ferradura: 20 °C e o calor específico do ferro vale 0,1 cal/g °C.

A obtenção do ferro metálico depende de processos de redução, nos quais o minério, normalmente uma mistura rica em óxido de ferro II, é tratado com monóxido de carbono. Considere as reações abaixo e suas respectivas variações de entalpia:

Fe₂O_3(s) + 3 CO_(g) → 2 Fe_(s) + 3 CO_2(g)                 ∆H = -25 kJ

3 FeO_(s) + CO_2(g) → Fe₃O_4(s) + CO_(g)                    ∆H = -36 kJ

2 Fe₃O_4(s) + CO_2(g) → 3 Fe₂O_3(s) + CO_(g)               ∆H = +47 kJ

A variação de entalpia da reação abaixo será:

FeO_(s) + CO_(g) → Fe_(s) + CO_2(g) 

(Unesp) A tabela apresenta informações sobre as composições químicas e as entalpias de combustão para três diferentes combustíveis que podem ser utilizados em motores de combustão interna, como o dos automóveis.

Com base nas informações apresentadas e comparando esses três combustíveis, é correto afirmar que:

(Cefet-MG) Dadas as seguintes equações termoquímicas, a 25 °C e 1 atm:

I. C₂H₅OH(ℓ) + 3 O₂(g) → 2 CO₂(g) + 3 H₂O(ℓ)                      ∆H = -1 370 kJ/mol
II. CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(ℓ)                                 ∆H = -890 kJ/mol
III.CH₃OH(ℓ) + 1,5 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(ℓ)                     ∆H = -726 kJ/mol
IV. C(s) → C(g)                                                                                         ∆H = +286 kJ/mol
V. H₂O(ℓ) → H₂(g) +  O₂(g)                                                           ∆H + 714,8 kJ/mol

Tendo em vista tais transformações, é correto afirmar que:

O ferro não existe, na natureza, em sua forma elementar, Fe(s), mas sim nas formas oxidadas, Fe²⁺ ou Fe³⁺, nos minérios. Os principais minérios de ferro são: hematita (Fe₂O₃), magnetita (Fe₃O₄), siderita (FeCO₃), limonita (Fe₂O₃.H₂O) e pirita (FeS₂). É possível obter ferro metálico a partir desses minerais. A metalurgia promove a extração de um metal a partir de seus minerais, e a siderurgia é o ramo da metalurgia que trata apenas da produção de ferro a partir dos minerais mencionados acima. A palavra siderurgia vem do grego e significa “trabalho feito sobre o ferro”. Na produção do ferro metálico, Fe(s), uma das etapas é a redução do óxido ferroso (FeO) por meio do monóxido de carbono (CO), representada na equação a seguir:

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

Com base na lei de Hess, nas equações e nos respectivos valores de ΔH definidos a seguir, indique a alternativa que apresenta o valor mais próximo de w.

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

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

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

O éter dimetílico e o álcool etílico são compostos que apresentam a mesma fórmula molecular C₂H₆O. Embora tenham essa similaridade, os dois compostos apresentam propriedades físicas e químicas completamente diferentes, como os calores de combustão. 

Todas as afirmativas a seguir apresentam um fator relevante para explicar a diferença dos calores de combustão desses dois compostos, EXCETO:

(Udesc) O gás metano pode ser utilizado como combustível, como mostra a equação 1:

Equação 1: CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g)

Utilizando as equações termoquímicas abaixo, que julgar necessário, e os conceitos da Lei de Hess, obtenha o valor de entalpia da equação 1.
C(s) + H₂O(g) → CO(g) + H₂(g)         ∆H = +1 31,3 kJ mol^-1
CO(g) +  O₂(g) → CO₂(g)                 ∆H = -283,0 kJ mol^-1
H₂(g) +  O₂(g) → H₂O(g)                  ∆H = -241,8 kJ mol^-1
C(s) + 2 H₂(g) → CH₄(g)                       ∆H = -74,8 kJ mol^-1

O valor da entalpia da equação 1, em kJ, é:

O metanol já foi utilizado como combustível para carros de passeio, no Brasil, durante um período em que o etanol encontrava-se em escassez. No entanto, sua toxicidade rapidamente o retirou do mercado. Atualmente, encontra-se limitado a veículos de corridas automobilísticas.

Considerando sua combustão e a tabela na qual se encontram as entalpias de formação de algumas substâncias, assinale a alternativa que contenha sua entalpia de combustão, em kJ/mol:

(Unesp) Diariamente podemos observar que reações químicas e fenômenos físicos implicam em variações de energia. Analise cada um dos seguintes processos, sob pressão atmosférica.

I. A combustão completa do metano (CH₄) produzindo CO₂ e H₂O.
II. O derretimento de um iceberg.
III.O impacto de um tijolo no solo ao cair de uma altura h.
Em relação aos processos analisados, pode-se afirmar que:

(UEL-PR) As bolsas instantâneas, frias ou quentes, usadas nos atletas que sofrem distensões musculares, dividem-se em dois compartimentos: um contendo água líquida e outro contendo um sal, que absorve ou libera calor quando em contato com a água.

As reações químicas que ocorrem nas bolsas instantâneas são representadas nos gráficos a seguir.

Com base no enunciado e nos conhecimentos sobre calor de reação, é correto afirmar:

(Cefet-MG) Nas mudanças de estado físico de uma substância, há absorção ou liberação de energia, dependendo do processo. Os diagramas abaixo mostram as variações de entalpia nas mudanças de fase da água.

Analisando o diagrama, pode-se afirmar, corretamente, que o(a):

(Unicamp-SP) Apesar de todos os esforços para se encontrar fontes alternativas de energia, estima-se que em 2030 os combustíveis fósseis representarão cerca de 80% de toda a energia utilizada. Alguns combustíveis fósseis são: carvão, metano e petróleo, do qual a gasolina é um derivado.

No funcionamento de um motor, a energia envolvida na combustão do n-octano promove a expansão dos gases e também o aquecimento do motor. Assim, conclui-se que a soma das energias envolvidas na formação de todas as ligações químicas é: