Exercícios sobre Termoquímica

Carolina Batista

Termoquímica é a área da Química que estuda a energia, na forma de calor, envolvida nas reações.

As trocas de calor são representadas nas equações termoquímicas através da variação de entalpia (ΔH).

A absorção de calor indica que uma reação é endotérmica (ΔH positivo). Já uma reação exotérmica, libera calor na formação de novas substâncias (ΔH negativo).

Conceitos gerais

1. (UFBA) Em relação aos aspectos energéticos envolvidos nas transformações químicas, pode-se afirmar:

a) a queima da parafina de uma vela exemplifica um processo endotérmico.
b) a vaporização da água de uma piscina pela ação da luz solar exemplifica um processo endotérmico.
c) a combustão do álcool hidratado em motores de automóveis exemplifica um processo endotérmico.
d) a formação de um iceberg a partir da água do mar exemplifica um processo endotérmico.
e) o valor de ΔH de uma transformação depende exclusivamente do estado físico dos reagentes.

Alternativa correta: b) a vaporização da água de uma piscina pela ação da luz solar exemplifica um processo endotérmico.

a) ERRADA. Trata-se de um processo exotérmico. Uma vela, por exemplo, contém parafina, um composto formado por carbono e hidrogênio derivado do petróleo. Essa substância é o combustível da vela, que quando a chama está acesa, gera calor e cede-o para o ambiente.

b) CORRETA. Trata-se de um processo endotérmico. As moléculas de água no estado líquido interagem por meio das ligações de hidrogênio. Essas ligações são mais fracas que as ligações covalentes que ligam os átomos na molécula. Sendo assim, ao receber a energia solar, as ligações de hidrogênio são rompidas e as moléculas de água se dispersam na forma de vapor.

c) ERRADA. Trata-se de um processo exotérmico. A combustão é uma reação química em que o álcool é o combustível e a partir do contato com o oxigênio gera calor por meio de sua queima. Quando a combustão é completa ocorre a produção de dióxido de carbono, mas quando é incompleta há a liberação de monóxido de carbono, um poluente tóxico.

d) ERRADA. Trata-se de um processo exotérmico. Os icebergs são grandes blocos de água pura. A passagem do estado líquido para o sólido libera calor no processo de solidificação e, por isso, a variação de entalpia (ΔH) é negativa (menor que zero).

e) ERRADA. A quantidade de calor envolvida nas reações químicas leva em consideração a energia inicial e a energia final.

tabela linha com célula com pilha reto A espaço mais espaço reto B com chave inferior abaixo fim da célula seta para a direita célula com pilha reto C espaço mais espaço reto D com chave inferior abaixo fim da célula linha com célula com reto H com reto r subscrito fim da célula blank célula com reto H com reto p subscrito fim da célula linha com célula com espaço em branco à potência de Entalpia espaço dos espaço reagentes fim do exponencial fim da célula blank célula com espaço em branco à potência de Entalpia espaço dos espaço produtos fim do exponencial fim da célula fim da tabela

A variação de entalpia (ΔH) depende das condições do sistema como, por exemplo, temperatura, pressão e quantidade dos reagentes e produtos.

Saiba mais sobre as reações químicas e energia envolvida nas transformações em:

2. (Fatec) Considere as afirmações a seguir, segundo a Lei de Hess.

I – O calor de reação (ΔH) depende apenas dos estados inicial e final do processo.
II – As equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas.
III – Podemos inverter uma equação termoquímica desde que se inverta o sinal de ΔH.
IV – Se o estado final do processo for alcançado por vários caminhos, o valor de ΔH dependerá dos estados intermediários através dos quais o sistema pode passar.

Conclui-se que:

a) as afirmações I e II são verdadeiras.
b) as afirmações II e III são verdadeiras.
c) as afirmações I, II e III são verdadeiras.
d) todas são verdadeiras.
e) todas são falsas.

Alternativa correta: c) as afirmações I, II e III são verdadeiras.

a) ERRADA. Não apenas as afirmativas I e II estão corretas, mas também a afirmativa III.

Quando se inverte uma reação termoquímica, deve-se trocar o sinal do ΔH. Isso deve ser feito porque se em um sentido a reação libera calor, no sentido oposto há a absorção da mesma quantidade de calor, o que representa a conservação de energia nos estados final e inicial.

Veja essa reação química como exemplo:

reto C com parêntese esquerdo grafite parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

Graficamente, podemos representar a variação de entalpia da seguinte forma:

Conservação de energia

Os dois caminhos da reação envolvem a mesma quantidade de energia. Em um sentido, há a absorção de calor (ΔH positivo), e no inverso, há a liberação (ΔH negativo).

b) ERRADA. Não apenas as afirmativas II e III estão corretas, mas também a afirmativa I, pois o valor de ΔH de um processo:

  • não depende do número de etapas intermediárias
  • não depende do tipo de reação que ocorre em cada etapa do processo

Veja os caminhos dessa reação química:

Etapas de uma reação química

Atribuindo valores ao ΔH, ΔH1 e ΔH2 temos:

Primeiro caminho reto C com parêntese esquerdo grafite parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH espaço igual a espaço menos 393 vírgula 3 espaço kJ
Segundo caminho reto C com parêntese esquerdo grafite parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH com 1 subscrito espaço igual a espaço menos 110 vírgula 3 espaço kJ ΔH com 2 subscrito espaço igual a espaço menos 283 vírgula 0 espaço kJ

Somando-se a energia envolvida:

ΔH com 1 subscrito espaço mais espaço ΔH com 2 subscrito espaço igual a espaço menos 110 vírgula 3 espaço menos espaço 283 vírgula 0 espaço ΔH com 1 subscrito espaço mais espaço ΔH com 2 subscrito espaço igual a espaço menos espaço 393 vírgula 3 espaço kJ

Concluímos que a variação de entalpia total corresponde a: incremento reto H espaço igual a espaço incremento reto H com 1 subscrito espaço mais espaço incremento reto H com 2 subscrito, ou seja, independente do caminho percorrido, o valor será o mesmo.

c) CORRETA. As afirmativas I, II e III estão corretas porque:

  • I: O calor de reação (ΔH) depende apenas dos estados inicial e final do processo, pois a energia se conserva, não importando a quantidade de etapas.
  • II: A lei de Hess permite que as equações termoquímicas sejam somadas como se fossem equações matemáticas, pois o cálculo de ΔH é o melhor caminho a ser seguido quando a execução experimental de algumas reações químicas são inviáveis.
  • III: Pela conservação de energia, quando há liberação de energia em um caminho da reação, no sentido inverso deve ocorrer a absorção, e isso é demonstrado pela inversão do sinal de ΔH.

d) ERRADA. A afirmativa IV está errada, pois a variação da energia independe do caminho percorrido.

e) ERRADA. As afirmativas I, II e III são verdadeiras.

Para saber mais sobre a entalpia das reações e a Lei de Hess, esses textos irão de ajudar:

Equações termoquímicas

3. (Fuvest) O besouro-bombardeiro espanta seus predadores expelindo uma solução quente. Quando ameaçado, em seu organismo ocorre a mistura de soluções aquosas de hidroquinona, peróxido de hidrogênio e enzimas, que promovem uma reação exotérmica, representada por:

reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito parêntese esquerdo OH parêntese direito com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 2 reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito

O calor envolvido nessa transformação pode ser calculado, considerando-se os processos:

reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito parêntese esquerdo OH parêntese direito com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita espaço reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço ΔH à potência de 0 espaço igual a espaço mais 177 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de menos 1 fim do exponencial
reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita espaço reto H com 2 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço ΔH à potência de 0 espaço igual a espaço mais 95 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de – 1 fim do exponencial
reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita espaço começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito mais espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço ΔH à potência de 0 espaço igual a espaço mais 286 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de – 1 fim do exponencial

Assim sendo, o calor envolvido na reação que ocorre no organismo do besouro é

a) −558 kJ ∙ mol−1.
b) −204 kJ ∙ mol−1.
c) +177 kJ ∙ mol−1.
d) +558 kJ ∙ mol−1.
e) +585 kJ ∙ mol−1.

Alternativa correta: b) −204 kJ ∙ mol−1.

1º passo: manipular as equações para se obter a reação desejada.

  • 1ª equação: mantém-se
  • 2ª equação: inverte o sentido da reação e o valor de ΔH
  • 3ª equação: inverte o sentido da reação e o valor de ΔH
reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito parêntese esquerdo OH parêntese direito com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita espaço reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito mais espaço riscado diagonal para cima sobre reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço reto H com 2 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre tipográfico 1 meio reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço espaço riscado diagonal para cima sobre tipográfico 1 meio reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito fim do riscado mais riscado diagonal para cima sobre espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço seta para a direita espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço espaço em moldura inferior fecha moldura reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito parêntese esquerdo OH parêntese direito com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita reto C com 6 subscrito reto H com 4 subscrito reto O com 2 parêntese esquerdo aq parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço mais 177 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de menos 1 fim do exponencial ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço menos 95 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de – 1 fim do exponencial ΔH com 3 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço menos 286 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de – 1 fim do exponencial em moldura inferior fecha moldura ΔH espaço espaço espaço igual a espaço menos 204 espaço kJ espaço. espaço mol à potência de menos 1 fim do exponencial

Quando cancelamos os termos iguais, que estão em lados opostos, encontramos a reação química dada no enunciado.

2º passo: efetua-se a soma algébrica dos processos.

Como foram dados os valores de ΔH, a soma das energias permite que encontremos a variação de entalpia total da reação.

ΔH espaço igual a espaço espaço espaço espaço ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço mais espaço espaço espaço ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço espaço mais espaço ΔH com 3 subscrito com 0 sobrescrito espaço ΔH espaço igual a espaço mais 177 espaço mais parêntese esquerdo menos 95 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo menos 286 parêntese direito espaço espaço ΔH espaço igual a espaço menos 204 espaço kJ espaço. espaço mol menos 1

4. (UFMS) Calcule a entalpia, ΔH, em kcal/mol, da reação

CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita espaço reto C com parêntese esquerdo grafite espaço sólido parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito

nas condições ambientais (25 °C e 1 atm), sabendo-se que:

I reto C com 2 subscrito reto H com 6 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 7 sobre 2 fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita 2 CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço 3 reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH à potência de 0 espaço igual a espaço menos 372 vírgula 7 espaço kcal dividido por mol
II 2 reto C com parêntese esquerdo grafite espaço sólido parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha 3 reto H fim do estilo com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita reto C com 2 subscrito reto H com 6 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH à potência de 0 espaço igual a espaço menos 20 vírgula 2 espaço kcal dividido por mol
III reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH à potência de 0 espaço igual a espaço menos 68 vírgula 3 espaço kcal dividido por mol

Resposta correta: ΔHº = +94 Kcal/mol

1º passo: manipular as equações para se obter a reação desejada.

  • 1ª equação: Inverte o sentido da equação e o sinal da entalpia. Após isso, divide ambos por 2.
CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 fim do estilo reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto C com 2 subscrito reto H com 6 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 7 sobre 4 fim do estilo começar estilo em linha reto O com 2 subscrito fim do estilo com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço mais 186 vírgula 35 espaço kcal
  • 2ª equação: Inverte o sentido da equação e o sinal da entalpia. Após isso, divide ambos por 2.
começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto C com 2 subscrito reto H com 6 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita reto C com parêntese esquerdo grafite espaço sólido parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 reto H fim do estilo com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço mais 10 vírgula 1 espaço kcal
  • 3ª equação: Multiplica a equação e a entalpia por 3/2.
começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 fim do estilo reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 4 fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita espaço começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 fim do estilo reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH com 3 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço – 102 vírgula 45 espaço kcal

Quando cancelamos os termos iguais, que estão em lados opostos, encontramos a reação química dada no enunciado.

No caso do oxigênio, subtraímos a quantidade que está nos produtos pela quantidade reagente.

reto n º espaço mols espaço de espaço reto O com 2 subscrito espaço igual a espaço reto n º espaço mols espaço do espaço produto espaço menos espaço reto n º espaço mols espaço do espaço reagente reto n º espaço mols espaço de espaço reto O com 2 subscrito espaço igual a 7 sobre 4 espaço menos espaço 3 sobre 4 reto n º espaço mols espaço de espaço reto O com 2 subscrito espaço igual a 4 sobre 4 igual a 1

CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 fim do estilo reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito fim do riscado seta para a direita riscado diagonal para cima sobre começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto C com 2 subscrito reto H com 6 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 7 sobre 4 fim do estilo começar estilo em linha reto O com 2 subscrito fim do estilo com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito riscado diagonal para cima sobre começar estilo em linha tipográfico 1 meio fim do estilo reto C com 2 subscrito reto H com 6 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço seta para a direita reto C com parêntese esquerdo grafite espaço sólido parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre tipográfico 3 sobre 2 reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito fim do riscado riscado diagonal para cima sobre começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 fim do estilo reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço mais espaço começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 4 fim do estilo reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita espaço riscado diagonal para cima sobre começar estilo em linha tipográfico 3 sobre 2 fim do estilo reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado em moldura inferior fecha moldura CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais reto O com 2 subscrito com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita reto C com parêntese esquerdo grafite espaço sólido parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço mais 186 vírgula 35 espaço kcal dividido por mol ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço mais 10 vírgula 1 espaço kcal dividido por mol ΔH com 3 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço menos 102 vírgula 45 espaço kcal dividido por mol em moldura inferior fecha moldura ΔH espaço espaço espaço igual a espaço mais espaço 94 espaço kcal dividido por mol

2º passo: efetua-se a soma algébrica dos processos.

Como foram dados os valores de ΔH, a soma das energias permite que encontremos a variação de entalpia total da reação.

ΔH espaço igual a espaço espaço espaço espaço espaço ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço mais espaço espaço espaço ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço espaço mais espaço ΔH com 3 subscrito com 0 sobrescrito espaço ΔH espaço igual a espaço mais 186 vírgula 35 espaço mais 10 vírgula 1 espaço mais espaço parêntese esquerdo menos 102 vírgula 45 parêntese direito espaço espaço ΔH espaço igual a espaço mais espaço 94 espaço Kcal dividido por mol

Processos exotérmicos e endotérmicos

5. (UFMT) Nas reações químicas, a quantidade de calor liberada ou absorvida pela transformação é denominada calor de reação. Se uma reação é:

(0) exotérmica, o sistema perde calor e a vizinhança ganha a mesma quantidade perdida pelo sistema.
(1) endotérmica, o sistema ganha calor e a vizinhança perde a mesma quantidade recebida pelo sistema.
(2) exotérmica, sua entalpia final é menor que sua entalpia inicial, logo sua variação de entalpia, ΔH, é menor que zero.
(3) endotérmica, sua entalpia final é maior que sua entalpia inicial, logo sua variação de entalpia, ΔH, é maior que zero.

Aponte a(s) alternativa(s) correta(s).

Alternativas corretas: (0), (1), (2) e (3).

(0) CORRETA. Em uma reação exotérmica, quando o sistema perde determinada quantidade de calor, a vizinhança ganha a mesma quantidade, pela conservação de energia enunciada na Primeira Lei da Termodinâmica.

A energia em um sistema não pode ser destruída nem criada, apenas transformada.

(1) CORRETA. A afirmação sobre reação endotérmica indica que a vizinhança cede calor e à medida que o ambiente perde energia, ela está sendo absorvida pelo sistema.

(2) CORRETA. Em uma reação exotérmica, a entalpia dos produtos é maior porque uma reação desse tipo libera calor quando novas substâncias são formadas, que é sinalizado pelo ΔH negativo.

(3) CORRETA. Em uma reação endotérmica, a entalpia dos reagentes é maior porque uma reação desse tipo absorve calor para que novas substâncias sejam formadas, que é sinalizado pelo ΔH positivo.

6. (UFMG) Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno está relacionado com a evaporação da água que, no caso, está em contato com o corpo humano. O que explica essa sensação de frio?

a) A evaporação da água é um processo endotérmico e cede calor ao corpo.
b) A evaporação da água é um processo endotérmico e retira calor do corpo.
c) A evaporação da água é um processo exotérmico e cede calor ao corpo.
d) A evaporação da água é um processo exotérmico e retira calor do corpo.

Alternativa correta: b) A evaporação da água é um processo endotérmico e retira calor do corpo.

a) ERRADA. A evaporação é um processo endotérmico e, por isso, absorve calor.

b) CORRETA. Para que a água mude de estado físico, ocorre a absorção de calor pelas moléculas. Ao ganhar energia, a água passa ao estado gasoso e, por isso, quando transpiramos, o nosso suor evapora devido ao calor latente de evaporação.

Calor nas mudanças de estado físico
Energia envolvida nas mudanças de estado físico

c) ERRADA. A evaporação é um processo endotérmico. O fenômeno inverso, a condensação, é que cede calor e é um processo exotérmico (ΔH negativo).

d) ERRADA. A evaporação é um processo endotérmico e, por isso, retira calor do ambiente. O fenômeno inverso, a condensação, é que cede calor e é um processo exotérmico (ΔH negativo).

Leia os textos a seguir e aprenda mais sobre os assuntos abordados nessa questão:

7. (UFRS) Considere as transformações a que é submetida uma amostra de água, sem que ocorra variação da pressão externa:

estados físicos da água
Mudanças de estado físico da água

Pode-se afirmar que:

a) as transformações 3 e 4 são exotérmicas.
b) as transformações 1 e 3 são endotérmicas.
c) a quantidade de energia absorvida em 3 é igual à quantidade liberada em 4.
d) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade liberada em 3.
e) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade absorvida em 2.

Alternativa correta: e) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade absorvida em 2.

As mudanças de estado físico apresentadas na questão são:

Energia nas mudanças de estado físico

Observando o tipo de transformação e a energia envolvida em cada processo, temos:

a) ERRADA. Das transformações apresentadas na alternativa, apenas a transformação 4 é exotérmica. Na fusão, a união das moléculas no gelo é desfeita e energia é liberada para o ambiente quando a água passa ao estado líquido.

b) ERRADA. As transformações 1 e 3 são exotérmicas, pois representam os processos que liberam calor: condensação e solidificação.

c) ERRADA. O correto é o inverso do que foi afirmado: “a quantidade de energia liberada em 3 é igual à quantidade absorvida em 4”, pois o processo 3 representa a passagem do estado líquido para o sólido, que libera calor, e o processo 4 refere-se à passagem do estado sólido para o líquido, que absorve calor.

d) ERRADA. A quantidade de energia liberada em 1 não é igual à quantidade liberada em 3, porque não se tratam do mesmo tipo de transformações física nem representam sentidos opostos de mudança.

e) CORRETA. A quantidade de energia liberada na condensação (transformação 1) é igual a energia absorvida na evaporação (transformação 2), pois são processos opostos.

Os textos a seguir te darão mais conhecimento sobre o tema:

Termoquímica no Enem

8. (Enem/2014) A escolha de uma determinada substância para ser utilizada como combustível passa pela análise da poluição que ela causa ao ambiente e pela quantidade de energia liberada em sua combustão completa. O quadro apresenta a entalpia de combustão de algumas substâncias. As massas molares dos elementos H, C e O são, respectivamente, iguais a 1 g/mol, 12 g/mol e 16 g/mol.

Substância Fórmula Entalpia de combustão (KJ/mol)
Acetileno C2H2 - 1298
Etano C2H6 - 1558
Etanol C2H5OH - 1366
Hidrogênio H2 - 242
Metanol CH3OH - 558

Levando-se em conta somente o aspecto energético, a substância mais eficiente para a obtenção de energia, na combustão de 1 kg de combustível, é o

a) Etano.
b) Etanol.
c) Metanol.
d) Acetileno.
e) Hidrogênio.

Alternativa correta: e) Hidrogênio.

Para cada uma das substâncias apresentadas na tabela temos que encontrar:

  • Massa molecular
  • Energia por grama de substância
  • Energia liberada em 1 kg de substância

Substância 1: Acetileno (C2H2)

Massa molecular parêntese esquerdo 2 reto x 12 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo 2 reto x 1 parêntese direito espaço igual a espaço 26 espaço reto g dividido por mol
Energia por g reto E espaço igual a espaço numerador 1298 espaço kJ dividido por mol espaço de espaço reto C com 2 subscrito reto H com 2 subscrito sobre denominador 26 espaço reto g dividido por mol fim da fração reto E espaço igual a espaço 49 vírgula 923 espaço kJ dividido por reto g
Energia para 1 kg

tabela linha com célula com 1 espaço reto g fim da célula blank célula com 49 vírgula 923 espaço kJ fim da célula linha com célula com 1000 espaço reto g fim da célula blank célula com reto E com 1 subscrito fim da célula fim da tabela

tabela linha com célula com reto E com 1 subscrito fim da célula igual a célula com numerador 49 vírgula 923 espaço kJ espaço reto x espaço 1000 espaço reto g espaço sobre denominador 1 espaço reto g fim da fração fim da célula linha com célula com reto E com 1 subscrito fim da célula igual a célula com 49.923 espaço kJ fim da célula fim da tabela

Substância 2: Etano (C2H6)

Massa molecular parêntese esquerdo 2 reto x 12 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo 6 reto x 1 parêntese direito espaço igual a espaço 30 espaço reto g dividido por mol
Energia por g reto E espaço igual a espaço numerador 1558 espaço kJ dividido por mol espaço de espaço reto C com 2 subscrito reto H com 6 subscrito sobre denominador 30 espaço reto g dividido por mol fim da fração reto E espaço igual a espaço 51 vírgula 933 espaço kJ dividido por reto g
Energia para 1 kg

tabela linha com célula com 1 espaço reto g fim da célula blank célula com 51 vírgula 933 espaço kJ fim da célula linha com célula com 1000 espaço reto g fim da célula blank célula com reto E com 2 subscrito fim da célula fim da tabela

tabela linha com célula com reto E com 2 subscrito fim da célula igual a célula com numerador 51 vírgula 933 espaço kJ espaço reto x espaço 1000 espaço reto g espaço sobre denominador 1 espaço reto g fim da fração fim da célula linha com célula com reto E com 2 subscrito fim da célula igual a célula com 51.933 espaço kJ fim da célula fim da tabela

Substância 3: Etanol (C2H5OH)

Massa molecular parêntese esquerdo 2 reto x 12 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo 6 reto x 1 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo 1 reto x 16 parêntese direito espaço igual a espaço 46 espaço reto g dividido por mol
Energia por g reto E espaço igual a espaço numerador 1366 espaço kJ dividido por mol espaço de espaço reto C com 2 subscrito reto H com 5 subscrito OH sobre denominador 46 espaço reto g dividido por mol fim da fração reto E espaço igual a espaço 29 vírgula 696 espaço kJ dividido por reto g
Energia para 1 kg

tabela linha com célula com 1 espaço reto g fim da célula blank célula com 29 vírgula 696 espaço kJ fim da célula linha com célula com 1000 espaço reto g fim da célula blank célula com reto E com 3 subscrito fim da célula fim da tabela

tabela linha com célula com reto E com 3 subscrito fim da célula igual a célula com numerador 29 vírgula 696 espaço kJ espaço reto x espaço 1000 espaço reto g espaço sobre denominador 1 espaço reto g fim da fração fim da célula linha com célula com reto E com 3 subscrito fim da célula igual a célula com 29.696 espaço kJ fim da célula fim da tabela

Substância 4: Hidrogênio (H2)

Massa molecular 2 espaço reto x espaço 1 espaço igual a espaço 2 espaço reto g dividido por mol
Energia por g reto E espaço igual a espaço numerador 242 espaço kJ dividido por mol espaço de espaço reto H com 2 subscrito sobre denominador 2 espaço reto g dividido por mol fim da fração reto E espaço igual a espaço 121 espaço kJ dividido por reto g
Energia para 1 kg

tabela linha com célula com 1 espaço reto g fim da célula blank célula com 121 espaço kJ fim da célula linha com célula com 1000 espaço reto g fim da célula blank célula com reto E com 4 subscrito fim da célula fim da tabela

tabela linha com célula com reto E com 4 subscrito fim da célula igual a célula com numerador 121 espaço kJ espaço reto x espaço 1000 espaço reto g espaço sobre denominador 1 espaço reto g fim da fração fim da célula linha com célula com reto E com 4 subscrito fim da célula igual a célula com 121.000 espaço kJ fim da célula fim da tabela

Substância 5: Metanol (CH3OH)

Massa molecular parêntese esquerdo 1 reto x 12 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo 4 reto x 1 parêntese direito espaço mais espaço parêntese esquerdo 1 reto x 16 parêntese direito espaço igual a espaço 32 espaço reto g dividido por mol
Energia por g reto E espaço igual a espaço numerador 558 espaço kJ dividido por mol espaço de espaço CH com 3 subscrito OH sobre denominador 32 espaço reto g dividido por mol fim da fração reto E espaço igual a espaço 17 vírgula 44 espaço kJ dividido por reto g
Energia para 1 kg

tabela linha com célula com 1 espaço reto g fim da célula blank célula com 17 vírgula 44 espaço kJ fim da célula linha com célula com 1000 espaço reto g fim da célula blank célula com reto E com 5 subscrito fim da célula fim da tabela

tabela linha com célula com reto E com 5 subscrito fim da célula igual a célula com numerador 17 vírgula 44 espaço kJ espaço reto x espaço 1000 espaço reto g espaço sobre denominador 1 espaço reto g fim da fração fim da célula linha com célula com reto E com 5 subscrito fim da célula igual a célula com 17.440 espaço kJ fim da célula fim da tabela

De acordo com os cálculos realizados, e analisando as alternativas, podemos perceber que a substância mais eficiente é o hidrogênio, pois na combustão — utilizando 1 kg (1000 g) desse combustível — obtém-se maior liberação de energia.

Para aprender mais, esses textos irão te ajudar:

9. (Enem/2015) O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bio-óleo extraído do resíduo de madeira, sendo ΔH1 a variação de entalpia devido à queima de 1g desse bio-óleo, resultando em gás-carbônico e água líquida, e ΔH2 a variação de entalpia envolvida na conversão de 1g de água no estado gasoso para o estado líquido.

energia bio-óleo

A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 5 g desse bio-óleo resultando em CO2 (gasoso) e H2O (gasoso) é:

a) -106
b) -94,0
c) -82,0
d) -21,2
e) -16,4

Alternativa correta: c) -82,0

1º passo: manipular as equações para se obter a reação desejada.

  • 1ª equação: mantém-se
  • 2ª equação: inverte o sentido da reação e o valor de ΔH
Bio menos óleo espaço mais espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita riscado diagonal para cima sobre CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado riscado diagonal para cima sobre CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito fim do riscado espaço espaço mais espaço riscado diagonal para cima sobre reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto l parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço fim do riscado seta para a direita CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito em moldura inferior fecha moldura Bio menos óleo espaço mais espaço reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço seta para a direita CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço menos 18 vírgula 8 espaço kJ dividido por reto g ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço igual a espaço mais 2 vírgula 4 espaço kJ dividido por reto g em moldura inferior fecha moldura ΔH espaço espaço espaço igual a espaço menos 16 vírgula 4 espaço kJ dividido por reto g

2º passo: efetua-se a soma algébrica dos processos.

Como foram dados os valores de ΔH, a soma das energias permite que encontremos a variação de entalpia total da reação.

ΔH espaço igual a espaço espaço espaço espaço espaço ΔH com 1 subscrito com 0 sobrescrito espaço mais espaço ΔH com 2 subscrito com 0 sobrescrito espaço ΔH espaço igual a espaço menos espaço 18 vírgula 8 espaço mais espaço 2 vírgula 4 ΔH espaço igual a espaço menos espaço 16 vírgula 4 espaço kJ dividido por reto g

3º passo: calcular a quantidade de energia liberada em 5 g.

tabela linha com célula com 1 espaço reto g fim da célula blank célula com menos 16 vírgula 4 espaço kJ fim da célula linha com célula com 5 espaço reto g fim da célula blank reto E fim da tabela

tabela linha com reto E igual a célula com numerador menos 16 vírgula 4 espaço kJ espaço reto x espaço 5 espaço reto g espaço sobre denominador 1 espaço reto g fim da fração fim da célula linha com reto E igual a célula com menos 82 espaço kJ fim da célula fim da tabela


10. (Enem/2010) O abastecimento de nossas necessidades energéticas futuras dependerá certamente do desenvolvimento de tecnologias para aproveitar a energia solar com maior eficiência. A energia solar é a maior fonte de energia mundial. Num dia ensolarado, por exemplo, aproximadamente 1 kJ de energia solar atinge cada metro quadrado da superfície terrestre por segundo. No entanto, o aproveitamento dessa energia é difícil porque ela é diluída (distribuída por uma área muito extensa) e oscila com o horário e as condições climáticas. O uso efetivo da energia solar depende de formas de estocar a energia coletada para uso posterior.

BROWN, T. Química e Ciência Central. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.

Atualmente, uma das formas de se utilizar a energia solar tem sido armazená-la por meio de processos químicos endotérmicos que mais tarde podem ser revertidos para liberar calor. Considerando a reação: CH4(g) + H2O(v) + calor ⇔ CO(g) + 3H2(g) e analisando-a como potencial mecanismo para o aproveitamento posterior da energia solar, conclui-se que se trata de uma estratégia

a) insatisfatória, pois a reação apresentada não permite que a energia presente no meio externo seja absorvida pelo sistema para ser utilizada posteriormente.
b) insatisfatória, uma vez que há formação de gases poluentes e com potencial poder explosivo, tornando-a uma reação perigosa e de difícil controle.
c) insatisfatória, uma vez que há formação de gás CO que não possui conteúdo energético passível de ser aproveitado posteriormente e é considerado um gás poluente.
d) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com absorção de calor e promove a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil.
e) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com liberação de calor havendo ainda a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil.

Alternativa correta: d) satisfatória, uma vez que a reação direta ocorre com absorção de calor e promove a formação das substâncias combustíveis que poderão ser utilizadas posteriormente para obtenção de energia e realização de trabalho útil.

a) ERRADA. A expressão "+ calor" indica que a reação é endotérmica e, consequentemente, tem a capacidade de absorver calor do ambiente.

b) ERRADA. As substâncias produzidas na reação são combustíveis e sofrem combustão, um tipo de reação que libera calor, quando reagem com um comburente, como o oxigênio.

c) ERRADA. O monóxido de carbono (CO) possui um elevado poder calorífico e como o sistema está em equilíbrio, não há trocas com o ambiente, ou seja, os gases produzidos estão confinados.

d) CORRETA. A reação apresentada é endotérmica, ou seja, absorve calor. Isso é demonstrado pela expressão "+ calor" junto aos reagentes.

A seta ⇔ indica que o sistema está em equilíbrio e, por isso, a absorção de calor faz com que o equilíbrio se desloque no sentido direto na reação, formando mais produtos, conforme o princípio de Le Chatelier.

Os produtos da reação são substâncias combustíveis e ao reagirem com uma substância comburente, ocorre uma reação de combustão, que pode ser utilizada para gerar energia.

CO com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço espaço ½ reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito espaço subscrito fim do subscrito seta para a direita espaço CO com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço calor espaço liberado espaço espaço espaço espaço reto H com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço espaço ½ reto O com 2 parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço espaço seta para a direita espaço reto H com 2 subscrito reto O com parêntese esquerdo reto g parêntese direito subscrito fim do subscrito espaço mais espaço calor espaço liberado espaço espaço

e) ERRADA. A reação direta ocorre com absorção de calor e não com liberação, conforme afirmado na alternativa.

Confira os textos a seguir e aprenda mais sobre o tema abordado nessa questão:

Carolina Batista
Carolina Batista
Técnica em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco (2011) e Bacharelada em Química Tecnológica e Industrial pela Universidade Federal de Alagoas (2018).