UEPG 2015 - Variação de entalpia

Dadas as equações abaixo, assinale o que for correto.

C(s) + 2H2(g) = CH4(g)   ∆H = –20,5 kcal

CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + H2O(ℓ)     ∆H = –212,8 kcal 

C(s) + O2(g) = CO2(g)      ∆H = –96,7 kcal

01) Todas as reações apresentadas são exotérmicas.
02) O calor de combustão liberado pela reação H2(g) + ½ O2(g) = H2O(ℓ) é 68,3 kcal.
04) Se a variação de entropia na terceira reação for positiva, pode-se afirmar que a energia livre de Gibbs será negativa.
08) A reação CO2(g) + H2O(ℓ) = CH4(g) + 2O2(g) absorve energia.
16) A reação 2C(s) + 4H2(g) = 2CH4(g) tem ∆H = –41 kcal.

gab: 31

Preciso de ajuda na 02 e 16.

up

Oi jopagliarin, tudo bem ?

Estarei fazendo todas as alternativas para caso alguém venha a consultar o tópico posteriormente, então vamos lá:

(01) Perceba que a variação das entalpias em todas as equações são negativas, ou seja, a energia final é menor que a inicial e, portanto, houve a liberação de energia característica de uma reação exotérmica;

(02) Para essa alternativa será preciso a manipulação das equações químicas como feito abaixo:

Somamos as primeiras duas equações:

[latex]C_{(s)}\; +\; 2H_{2(g)}\;\rightarrow \; CH_{4(g)}\;\;\;\;\; \Delta H=-20,5\;kcal\\ +CH_{4(g)}\; +\; 2O_{2(g)}\;\rightarrow \; CO_{2(g)}+2H_{2}O_{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-212,8\;kcal \\\\ \therefore C_{(s)}\; +\; 2H_{2(g)}\;+2O_{2(g)}\;\rightarrow \; CO_{2(g)}+2H_{2}O_{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-233,3\;kcal\\[/latex]

Agora subtraindo a terceira equação da obtida acima, tem-se:

[latex]C_{(s)}\; +\; 2H_{2(g)}\;+2O_{2(g)}\;\rightarrow \; CO_{2(g)}+2H_{2}O_{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-233,3\;kcal\\\\ -C_{(s)}\; +\; O_{2(g)}\;\rightarrow \; CO_{2(g)}{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-96,7\;kcal \\\\ \therefore 2H_{2(g)}\;+O_{2(g)}\;\rightarrow\;2H_{2}O_{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-136,6\;kcal[/latex]

Dividindo em ambos os lados por 2 obtemos:

[latex]2H_{2(g)}\;+\;O_{2(g)}\;\rightarrow\;2H_{2}O_{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-136,6\;kcal\;\;\;\; \mathbf{:2}\\ H_{2(g)}\;+\;\frac{1}{2}O_{2(g)}\;\rightarrow\;H_{2}O_{(l)}\;\;\;\;\; \Delta H=-68,3\;kcal[/latex]

Fazendo isso fica fácil verificar que a variação de entalpia é igual a -68,3 kcal;

(04) Quando a entropia é positiva e a entalpia é negativa, sua energia livre de Gibbs é positiva;

(08) 'Adicionando' a entalpia na segunda equação química e invertendo ela teremos:

[latex]CO_{2(g)}\;+\;2H_{2}O_{(l)}\;+\;212,8\;kcal\;\rightarrow\;CH_{4(g)}\; +\; 2O_{2(g)}[/latex]

Repare que há energia somada na parte dos reagentes, oque indica ganho de energia nos produtos;

(16) Perceba que precisamos unicamente multiplicar 1ª equação por dois (para igualar os coeficientes) e o mesmo processo deve ser repetido na variação de Entalpia que será igual a -41 kcal.

S = 1+2+4+8+16 = 31

Espero que tenha ajudado