Lição de casa da aula: Medindo Variações de Entalpia Química

Nesta atividade, nós vamos praticar a realizar experimentos de calorimetria e usar os resultados para calcular a alteração de entalpia para uma reação química.

Questão 1

Em um experimento, 14,9 g de cloreto de potássio foi adicionado a 150 mL de água a 22C. A mudança na temperatura foi registrada e é mostrada no gráfico abaixo.

Desenhando uma linha de melhor ajuste entre os pontos de dados de 0 a 40 segundos, qual das seguintes é a temperatura em 40 segundos?

  • A22C
  • B21,4C
  • C22,2C
  • D20,5C
  • E18,0C

Desenhando uma linha de melhor ajuste entre os pontos de dados de 75 a 120 segundos e extrapolando, qual das seguintes é a temperatura em 40 segundos?

  • A18,0C
  • B17,0C
  • C17,5C
  • D18,4C
  • E17,9C

Usando as duas linhas de melhor ajuste, calcule a mudança na temperatura em 40 segundos.

Determine o valor de Δ𝐻 para esta reação, considerando a capacidade de calor específico da água como 4,2/JgC. Dê sua resposta em unidades de quilos joules por mol e com 1 casa decimal. Lembre-se de incluir um sinal em sua resposta. [K = 39 g/mol, Cl = 35,5 g/mol]

Questão 2

Quando 50 mL de água contendo 0,5 MHSO24 a 20C foi misturado com 50 mL de água contendo 0,5 MNaOH a 20C, a temperatura mais alta registrada foi 26C.

Qual é o valor de 𝑞 para essa reação? Use um valor de 4,2/JgC para a capacidade térmica específica da água. Dê sua resposta em joules.

Se NaOH é o reagente limitante, qual é o valor de 𝑞 em quilos joules por mol de NaOH? [Na = 23 g/mol, H = 1 g/mol, O = 16 g/mol]

A equação balanceada para a reação é HSO()+2NaOH()NaSO()+2HO()24242aqaqaqaqQual é a mudança de entalpia molar para cada mol de HSO24 consumido? Dê sua resposta como um número inteiro.

Questão 3

Um aluno quer tirar 150 mL de água a 25C e fervê-la. Ele recebe algum combustível que produz 6,75 KJ de energia térmica por 1 g de combustível queimado. Quanto combustível o aluno precisa queimar para que a água chegue ao ponto de ebulição? Dê sua resposta ao número inteiro mais próximo. Suponha que a capacidade de calor da água permaneça constante.

Questão 4

Um experimento é realizado usando calorimetria para comparar o calor liberado por uma variedade de combustíveis diferentes. Qual dos seguintes fatores não precisa ser mantido constante ao repetir o experimento para cada combustível diferente?

  • AMesma massa de combustível queimada
  • BTermômetro
  • CVolume da água
  • DTemperatura inicial da água
  • EMesmo queimador e pavio

Questão 5

O diagrama abaixo mostra a configuração experimental de um calorímetro simples para medir a mudança de entalpia em certas reações. Para qual tipo de reação este aparato experimental não seja adequado para medir a mudança na entalpia?

  • ADissolução
  • BCombustão
  • CDeslocamento
  • DNeutralização
  • EPrecipitação

Questão 6

Quando queimado, 40,1 g de metano (𝑀=16,04/gmol) foi encontrado para aumentar a temperatura de 10 kg de água por 53C. Qual é a variação da entalpia molar, para o número inteiro mais próximo, para a combustão do metano? Considere a capacidade de calor específica da água como 4,2/JgC.

Questão 7

Em um experimento, 80 g de água foi medida, colocada em um recipiente de cobre e sua temperatura registrada. Um queimador de álcool contendo um combustível foi pesado e então colocado sob o recipiente de cobre. O pavio do queimador de álcool foi aceso e a água foi aquecida até a temperatura atingir 50C. A chama foi então extinta e a temperatura final da água foi registrada. O queimador de álcool também foi pesado. Os resultados estão listados na tabela abaixo.

Temperatura inicial da água (C)Temperatura final da água (C)Massa do queimador de álcool antes do aquecimento (g)Massa do queimador de álcool após o aquecimento (g)
22,551,254,3852,88

Qual é o valor de 𝑞, a energia térmica transferida, no experimento? Dê sua resposta em unidades de quilojoules e com 1 casa decimal. Use um valor de 4,18/JgC para a capacidade térmica específica da água.

Qual é a variação de calor por grama de combustível? Dê sua resposta em unidades de quilojoules por grama de combustível.

  • A2,2 KJ/g de combustível
  • B14,4 KJ/g de combustível
  • C8,1 KJ/g de combustível
  • D11,4 KJ/g de combustível
  • E6,4 KJ/g de combustível

Questão 8

Qual das seguintes equações pode ser usada com os resultados de um experimento de calorimetria para calcular a energia térmica transferida durante uma reação química?

  • A𝑞=(𝑐×Δ𝑇)𝑚
  • B𝑞=𝑚𝑐×Δ𝑇
  • C𝑞=𝑚×𝑐×Δ𝑇
  • D𝑞=𝑐𝑚×Δ𝑇
  • E𝑞=(𝑚×𝑐)Δ𝑇

Questão 9

Um aluno monta um experimento usando calorimetria para medir a mudança de entalpia de uma reação de neutralização. Em vez de um copo de poliestireno, o aluno decide usar um copo de vidro. Como isso afetará os resultados do experimento?

  • AA reação será mais rápida no copo de vidro, fazendo com que a mudança na temperatura seja mais rápida.
  • BA mudança de temperatura será maior, pois o copo de vidro é mais isolante do que o copo de poliestireno.
  • CA mudança de temperatura será menor, pois mais calor será perdido através do copo de vidro para o ambiente.
  • DO copo tem uma massa maior do que o copo de poliestireno, então a quantidade de energia térmica transferida será maior.
  • EO aumento da temperatura fará com que o copo de vidro quebre.

Questão 10

Um aluno está a preparar uma experiência para medir a variação da entalpia numa reação de neutralização entre o ácido clorídrico e o hidróxido de potássio. Antes de misturar as duas soluções num copo de poliestireno, o aluno coloca um gobelé de cada solução num conjunto em banho-maria a 25C. Porque é que o aluno faz isto?

  • APara assegurar que os reagentes têm a energia de ativação necessária para reagir
  • BPara tornar as soluções menos viscosas
  • CPara assegurar que ambas as soluções estão à mesma temperatura
  • DPara aumentar a velocidade da reação entre o ácido clorídrico e o hidróxido de potássio
  • EPara remover algumas impurezas nas soluções

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