Questões sobre termoquímica

A termoquímica estuda as trocas de energia térmica envolvidas nas transformações físicas e químicas. No Ensino Médio, é comum relacionar variação de entalpia, interpretação de gráficos de energia, Lei de Hess, calor de combustão e fatores que influenciam a quantidade de calor liberada ou absorvida.

Em problemas mais desafiadores, é importante diferenciar sistema e vizinhança, entender quando uma reação é exotérmica ou endotérmica e aplicar relações estequiométricas para calcular calor por mol. As questões a seguir exploram esses conceitos em contextos do cotidiano e de laboratório.

Questões sobre termoquímica

Questão 01

Em um laboratório, a combustão completa de 1 mol de metano libera 890 kJ em condições padrão. Se uma amostra de 0,50 mol de CH₄ for queimada nas mesmas condições, qual será a variação de entalpia do processo?

A)+445 kJ, indicando absorção de calor do meio.B)-445 kJ, indicando liberação de calor para o meio.C)-890 kJ, porque a energia não depende da quantidade de matéria.D)+890 kJ, porque metade do reagente produz a mesma energia total.E)0 kJ, porque combustão só muda o estado físico do gás.

Gabarito: alternativa B). A energia é proporcional à quantidade de matéria; metade do mol libera metade do calor.

Comentários por alternativa:

A) Sinal invertido: combustão libera calor, não absorve.
B) A energia é proporcional à quantidade de matéria; metade do mol libera metade do calor.
C) A energia depende da quantidade reagida.
D) Metade da quantidade não gera a mesma energia total.
E) A combustão envolve reação química, não mera mudança de estado.

Questão 02

Um gráfico de entalpia mostra reagentes em 120 kJ e produtos em 260 kJ. Qual interpretação está correta para essa transformação?

A)A reação é exotérmica e apresenta ΔH = +140 kJ.B)A reação é exotérmica e apresenta ΔH = -140 kJ.C)A reação é endotérmica e apresenta ΔH = -140 kJ.D)A reação é endotérmica e apresenta ΔH = +140 kJ.E)Não é possível determinar o sentido térmico sem conhecer a temperatura.

Gabarito: alternativa D). Como os produtos estão acima dos reagentes, houve absorção de energia.

Comentários por alternativa:

A) Exotérmica exigiria produtos em nível energético menor.
B) Produtos acima dos reagentes indicam absorção, não liberação.
C) O sinal de ΔH é positivo nesse caso.
D) Como os produtos estão acima dos reagentes, houve absorção de energia.
E) A diferença de entalpia basta para identificar a transformação.

Questão 03

Considere as etapas termoquímicas: C(s) + O₂(g) -> CO₂(g) com ΔH = -394 kJ/mol e CO(g) + 1/2 O₂(g) -> CO₂(g) com ΔH = -283 kJ/mol. Pela Lei de Hess, qual é o ΔH para C(s) + 1/2 O₂(g) -> CO(g)?

A)-111 kJ/mol, pois a diferença entre as etapas fornece a reação procurada.B)+111 kJ/mol, pois a formação de CO exige absorção de energia.C)-677 kJ/mol, porque as entalpias devem ser somadas diretamente.D)+677 kJ/mol, porque o carbono precisa ganhar energia para oxidar.E)0 kJ/mol, já que o oxigênio aparece em ambas as equações.

Gabarito: alternativa A). Subtraindo as equações, obtém-se a formação de CO com ΔH = -111 kJ/mol.

Comentários por alternativa:

A) Subtraindo as equações, obtém-se a formação de CO com ΔH = -111 kJ/mol.
B) O valor calculado é negativo, indicando liberação.
C) Não se somam diretamente etapas diferentes sem ajustar as equações.
D) A reação não exige ganho de energia líquida nesse valor.
E) O cancelamento do oxigênio não zera a entalpia da reação.

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Questão 04

Na dissolução de nitrato de amônio em água, o termômetro do béquer cai de 24 °C para 18 °C. Qual conclusão é a mais adequada?

A)O processo é exotérmico porque a água perdeu temperatura.B)O sistema libera calor para a água, e a dissolução é exotérmica.C)A temperatura cair indica que a reação não troca energia com o meio.D)A queda de temperatura prova que o soluto foi consumido por combustão.E)O sistema absorve calor da água, e a dissolução é endotérmica.

Gabarito: alternativa E). A diminuição da temperatura do meio indica absorção de calor pelo sistema.

Comentários por alternativa:

A) A água esfriou porque cedeu energia ao sistema.
B) Se liberasse calor, a temperatura aumentaria.
C) Houve troca de calor, evidenciada pela queda de temperatura.
D) Dissolução não implica combustão.
E) A diminuição da temperatura do meio indica absorção de calor pelo sistema.

Questão 05

A combustão do etanol pode ser representada por: C₂H₅OH(l) + 3 O₂(g) -> 2 CO₂(g) + 3 H₂O(l), com ΔH = -1367 kJ/mol. Qual a energia liberada pela queima de 46 g de etanol? (Massa molar do etanol = 46 g/mol)

A)1367 kJ absorvidos, porque a reação envolve oxigênio.B)683,5 kJ liberados, pois 46 g correspondem a meio mol.C)1367 kJ liberados, pois 46 g correspondem a 1 mol.D)2734 kJ liberados, porque o coeficiente do etanol é 2.E)0 kJ, porque o etanol é líquido e não reage energeticamente.

Gabarito: alternativa C). 46 g de etanol correspondem a 1 mol, então a energia é a da equação balanceada.

Comentários por alternativa:

A) Combustão libera energia; o sinal é negativo.
B) Meio mol corresponderia a 23 g, não 46 g.
C) 46 g de etanol correspondem a 1 mol, então a energia é a da equação balanceada.
D) O coeficiente indica proporção molar, não dobra a energia da amostra de 1 mol.
E) Estado físico não impede reação energética.

Questão 06

Em uma reação, ao aumentar a temperatura do sistema, a velocidade cresce. Sobre o efeito da temperatura na termoquímica, qual afirmação está correta?

A)A temperatura maior aumenta ΔH, porque toda reação fica mais endotérmica.B)A temperatura maior altera a energia das partículas, mas não muda o valor de ΔH da reação.C)A temperatura maior diminui ΔH, porque toda reação fica mais exotérmica.D)A temperatura maior transforma uma reação endotérmica em exotérmica sem mudar reagentes.E)A temperatura maior impede a troca de calor com a vizinhança.

Gabarito: alternativa B). A temperatura afeta a velocidade, enquanto ΔH é uma propriedade da reação nas mesmas condições.

Comentários por alternativa:

A) Nem toda reação se torna mais endotérmica com aquecimento.
B) A temperatura afeta a velocidade, enquanto ΔH é uma propriedade da reação nas mesmas condições.
C) Nem toda reação se torna mais exotérmica com aquecimento.
D) Mudança de sinal de ΔH não ocorre por simples aumento de temperatura.
E) A troca de calor continua possível; o sistema não fica isolado por aquecimento.

Questão 07

Uma reação apresenta ΔH = -250 kJ para a formação de 2 mol de produto. Qual é a entalpia de formação de 1 mol desse produto, nas mesmas condições?

A)0 kJ/mol, pois a energia total já foi consumida na reação.B)+125 kJ/mol, porque a formação libera energia para cada mol.C)-250 kJ/mol, porque o valor não depende da quantidade formada.D)+250 kJ/mol, porque o sinal muda ao calcular por mol.E)-125 kJ/mol, pois a entalpia é dividida pela quantidade de produto.

Gabarito: alternativa E). Basta dividir a variação total pela quantidade de mols indicados na equação.

Comentários por alternativa:

A) A energia da reação não é zero; apenas foi distribuída por 2 mol.
B) Liberação de energia mantém sinal negativo.
C) O valor por mol depende da proporção indicada.
D) Dividir por mol não altera o sinal da entalpia.
E) Basta dividir a variação total pela quantidade de mols indicados na equação.

Questão 08

Em um experimento, 2 mol de H₂ reagem com 1 mol de O₂ formando 2 mol de H₂O(l), com ΔH = -572 kJ. Qual é o calor liberado na formação de 3 mol de água, nas mesmas condições?

A)858 kJ liberados, porque a quantidade de produto foi multiplicada por 1,5.B)572 kJ liberados, porque a entalpia independe da quantidade de água.C)1144 kJ liberados, porque 3 mol correspondem ao dobro da equação.D)286 kJ liberados, porque metade da energia é consumida na condensação.E)858 kJ absorvidos, porque a água líquida tem baixa energia.

Gabarito: alternativa A). Se 2 mol liberam 572 kJ, então 3 mol liberam 1,5 vezes esse valor.

Comentários por alternativa:

A) Se 2 mol liberam 572 kJ, então 3 mol liberam 1,5 vezes esse valor.
B) A energia varia com a quantidade de produto formado.
C) Dobro da equação seria 4 mol de água, não 3 mol.
D) Condensação não reduz aqui a energia liberada pela reação dada.
E) A reação é exotérmica, logo há liberação de calor.

Questão 09

Um estudante mede a combustão de uma amostra em um calorímetro. O calor absorvido pelo equipamento foi 18 kJ, e a massa da amostra foi 0,25 mol. Qual é a entalpia molar da combustão dessa substância?

A)+18 kJ/mol, porque a massa da amostra foi pequena.B)+72 kJ/mol, pois o calorimetria registrou calor absorvido pelo sistema.C)-18 kJ/mol, porque o valor medido já é por mol.D)-72 kJ/mol, pois o sistema liberou 18 kJ para 0,25 mol.E)-4,5 kJ/mol, pois a divisão deve ser feita por 4.

Gabarito: alternativa D). O equipamento absorveu calor, então a reação perdeu essa energia; dividindo por 0,25 mol, obtém-se -72 kJ/mol.

Comentários por alternativa:

A) A quantidade pequena exige ajuste por mol, não redução arbitrária do valor.
B) O calor absorvido pelo aparelho corresponde ao calor liberado pela reação.
C) 18 kJ é valor total, não molar.
D) O equipamento absorveu calor, então a reação perdeu essa energia; dividindo por 0,25 mol, obtém-se -72 kJ/mol.
E) A divisão correta é por 0,25, não por 4 no sentido inverso.

Questão 10

Uma fábrica considera substituir dois combustíveis em um forno. O combustível X libera 900 kJ por mol, e o combustível Y libera 1 500 kJ por mol. Mantidas as mesmas quantidades em mol, qual afirmação é correta?

A)Os dois aquecem igualmente, porque combustões sempre têm mesma entalpia.B)O combustível X aquece mais o forno, porque sua combustão é menos energética.C)O combustível Y aquece mais o forno, porque libera mais energia por mol.D)O combustível Y é endotérmico, porque libera uma quantidade maior de energia.E)O combustível X não participa da análise, porque o estado físico define o calor liberado.

Gabarito: alternativa C). Para a mesma quantidade em mol, o combustível com maior energia liberada aquece mais o sistema.

Comentários por alternativa:

A) As entalpias podem ser diferentes entre combustíveis.
B) Menor energia por mol não aquece mais nas mesmas condições.
C) Para a mesma quantidade em mol, o combustível com maior energia liberada aquece mais o sistema.
D) Liberar energia caracteriza processo exotérmico, não endotérmico.
E) O estado físico pode influenciar, mas não anula a comparação energética por mol.

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