Prof. Dr. Ednilsom Orestes

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QUÍMICA GERAL

Lista de Exercícios 05

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Respostas dos exercícios pares:

7.2) (a) 1-Adição de matéria, 2-realizando trabalho sobre o sistema e 3-adicionando calor. (b) Somente 2 e 3.

(c) Não.

7.4) (a) w = – 1,58 x 108 J. (b) Trabalho feito pelo gás é negativo.

7.6) (a) Δ𝑈 = −322 kJ. (b) Temperatura decresce e pressão diminui.

7.8) 𝑤 = +32 kJ.

7.10) 𝑤 = −7,80 𝐿 ∙ 𝑎𝑡𝑚−1 = −0,79 kJ 7.14) (a) Somente se 𝑞 = 0. (b) Sempre verdade. (c) Nunca é verdade. (d) Sempre verdade. (e) Verdade se

𝑞 = 0.

7.20) −𝑞𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = +𝑞𝑎𝑔𝑢𝑎; 𝐶𝑠 = 0,53 J ∙ (oC)−1 ∙ g−1.

7.22) 𝐶𝑐𝑎𝑙 = 16,95 kJ ∙ (oC).

7.24) (a) 𝑤 = −685 J e 𝑞 = +685 J. (b) Passo 1: 𝑤 = 0 𝑒 Δ𝑈 = 𝑞, Passo 2: 𝑤 = −479 𝐽, total = -479 J

7.28) (a) 𝐶𝑃,𝑚 =5

2𝑅 e 𝑞 = +4,07 𝐽. (b) 𝐶𝑉,𝑚 =

3

2𝑅 e 𝑞 = +2,45 𝐽.

7.30) (a) 5/2 R. (b) 3R. (c) 3R. (d) 3R.

7.32) Não.

7.36) (a) Δ𝐻𝑐𝑜𝑛𝑔 = −Δ𝐻𝑓𝑢𝑠ã𝑜; Δ𝐻𝑓𝑢𝑠 = +5,09 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. (b) Δ𝐻𝑣𝑎𝑝 = +31 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1.

7.38) Passo 1: Δ𝐻 = 95,1 𝑘𝐽. Passo 2: Δ𝐻 = 734 𝑘𝐽. Total = 829 kJ.

7.40) −𝑞𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = +𝑞𝑎𝑔𝑢𝑎; 𝐶𝑚𝑒𝑡𝑎𝑙 = 0,665 J.(oC

-1)g

-1.

7.44) (a) 𝑞 = −1,0 × 104𝑘𝐽. (b) 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 = 3,2 × 104𝑔.

7.48) 𝑛𝑆𝑂2= 0,598 𝑚𝑜𝑙; 𝑛𝑂2

= 0,469 𝑚𝑜𝑙; 𝑆𝑂2 é 𝑜 𝑙𝑖𝑚𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒, 𝑠𝑜𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 0,299 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝑂2 𝑟𝑒𝑎𝑔𝑒𝑚, 𝑞 =

−59,2 𝑘𝐽. 7.50) Δ𝐻 = −37 𝑘𝐽. 7.52) Δ𝑈 = −108 𝑘𝐽. 7.60) Δ𝐻𝑜 = +0,33 𝑘𝐽. 7.62) Δ𝐻𝑜 = −114,1 𝑘𝐽. 7.64) Δ𝐻𝑜 = −1214 𝑘𝐽. 7.66) Δ𝐻𝑜 = −15,2 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1.

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7.68) Δ𝐻𝑜 = −1406,8 𝑘𝐽. 7.70) Δ𝐻𝑜 = −1030,3 𝑘𝐽. 7.76) (a) Δ𝐻𝑓 = −61,4 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. (b) Δ𝐻𝑓 = −284,5 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. (c) Δ𝐻𝑓 = −233 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1.

7.82) (a) Δ𝐻𝐵 = −232 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. (b) Δ𝐻𝐵 = −55 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. (c) Δ𝐻𝐵 = −124 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. 7.84) (a) 420 𝑘𝐽. (b) Devido a ressonância, ambas são equivalentes.

7.86) Δ𝐻𝑟𝑜 = −124 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1.

8.2) (a) 7,7 𝐽 ∙ 𝐾−1. 𝑠−1. (b) 6,7 × 105 𝐽 ∙ 𝐾−1. 𝑑𝑖𝑎−1. (c) Maior por que T é menor.

8.4) (a) 1,73 𝐽 ∙ 𝐾−1. (b) 1,26 𝐽 ∙ 𝐾−1. (c) Menor com o aumento de T.

8.6) (a) −33,0 𝐽 ∙ 𝐾−1. (b) −19,8 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.8) −39,3 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.10) −144 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.12) 4,672 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.18) (a) 262 𝐽 ∙ 𝐾−1. (b) −29 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.24) (a) 28,0 𝑘𝐽 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1. (b) 15 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.30) (a) 𝐶2𝐻6(𝑔) devido a complexidade molecular. (b) KCl(aq). (c) Kr(g). (d) O2 a 450 K.

8.46) 𝑇𝐹 = 314,578 𝐾; Δ𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡 = 23,1 𝐽 ∙ 𝐾−1; Δ𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙= −21,9 𝐽 ∙ 𝐾−1; Total = +1,2 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.48) (a) Δ𝑆𝑣𝑖𝑧 = −28,9𝐽 ∙ 𝐾−1; Δ𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡 = +28,9 𝐽 ∙ 𝐾−1; Δ𝑆𝑣𝑖𝑧 = +18 𝐽 ∙ 𝐾−1. (b) Δ𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡 = −18,0 𝐽 ∙ 𝐾−1. (c)

Δ𝑆𝑣𝑖𝑧 = −109 𝐽 ∙ 𝐾−1; Δ𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡 = +109 𝐽 ∙ 𝐾−1. 8.50) (a) +0,909 𝐽 ∙ 𝐾−1; Δ𝑆𝑡𝑜𝑡 = 0 (𝑟𝑒𝑣. ); Δ𝑆𝑣𝑖𝑧 = −0,909 𝐽 ∙ 𝐾−1. (b) +0,909 𝐽 ∙ 𝐾−1 novamente,

𝑤 = 0 𝑒 Δ𝑈 = 0 por que 𝑞 = 0, Δ𝑆𝑣𝑖𝑧 = 0 𝑒 Δ𝑆𝑡𝑜𝑡 = +0,909 𝐽 ∙ 𝐾−1.

8.56) (a) Δ𝐻𝑟𝑜 = −79,19 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −158 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜 = −32,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(b) 1a. dissociação somente: Δ𝐻𝑟𝑜 = −74,35 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −25,1 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 −𝑇Δ𝑆𝑟

𝑜 = −66,87 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(c) Δ𝐻𝑟𝑜 = −65,17 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −26,27 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜 = −57,3 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

8.58) (a) Δ𝐻𝑟𝑜 = −92,31 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = 10,04 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜 = −95 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(b) Δ𝐻𝑟𝑜 = 49,0 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −253,2 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜 = 124,5 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(c) Δ𝐻𝑟𝑜 = −2279,7 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −1341,1 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1,

Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜 = −1880,0 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(d) Δ𝐻𝑟𝑜 = −1206,9 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −262,0 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜 = −1,1288 ×

103 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

8.60) Use Δ𝐺𝑟𝑜 = ∑ 𝑛Δ𝐺𝑓

𝑜(𝑝𝑟𝑜𝑑) − ∑ 𝑛Δ𝐺𝑓𝑜(𝑟𝑒𝑎𝑔).

(a) Δ𝐺𝑟𝑜 = +91,12 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, não-espontânea.

(b) Δ𝐺𝑟𝑜 = +6,31 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, não-espontânea.

(c) Δ𝐺𝑟𝑜 = +139,44 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, não-espontânea.

(d) Δ𝐺𝑟𝑜 = −1413,32 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, espontânea.

8.62) (a) Δ𝐺𝑓𝑜 = +104,45 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, termodinamicamente instável.

(b) Δ𝐺𝑓𝑜 = −604,03 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, termodinamicamente estável.

(c) Δ𝐺𝑓𝑜 = +104,20 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, termodinamicamente instável.

(d) Δ𝐺𝑓𝑜 = +328,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, termodinamicamente instável.

8.65) (a) Δ𝐻𝑟𝑜 = −196,10 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = 125,8 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = −233,56 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(b) Δ𝐻𝑟𝑜 = −748,66 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = 14,6 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = −713,02 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

8.66) (a) Δ𝐻𝑟𝑜 = +206,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = +214,62 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = +142,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1.

(b) Δ𝐻𝑟𝑜 = −36,03 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = +446,43 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = −169,07 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1

8.67) (a) Δ𝐺𝑟𝑜 = −98,42 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, espontâneo abaixo de 612,9 𝐾.

(b) Δ𝐺𝑟𝑜 = −283,7 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, espontâneo em todas as temperaturas.

(c) Δ𝐺𝑟𝑜 = +3,082 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, não é espontâneo em todas as temperaturas.

8.68) É preciso calcular Δ𝐻𝑟𝑜 e Δ𝑆𝑟

𝑜 para obter Δ𝐺𝑟𝑜 = Δ𝐻𝑟

𝑜 − 𝑇Δ𝑆𝑟𝑜. Em seguida, assumir Δ𝐺𝑟

𝑜 = 0 para

encontrar a temperatura na qual a reação é espontânea.

(a) Δ𝐻𝑟𝑜 = −158,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −219,73 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = −109,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1,

𝑇 = 719,4𝐾.

(b) Δ𝐻𝑟𝑜 = −78,57 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −147,6 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = −45,9 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, 𝑇 = 532𝐾.

(c) Δ𝐻𝑟𝑜 = −66,2 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝑆𝑟

𝑜 = −9,5 𝐽. 𝐾−1. 𝑚𝑜𝑙−1, Δ𝐺𝑟𝑜 = −64,1 𝑘𝐽. 𝑚𝑜𝑙−1, 𝑇 = 6,97 × 103𝐾.