Questõesde CESMAC sobre Transformações Químicas e Energia

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CESMAC 2016 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Na maioria dos organismos aeróbicos, a vida existe simplesmente porque eles utilizam a energia livre contida na glicose (C6H12O6), através do processo de oxidação e liberação de CO2 e H2O de acordo com a reação:

C6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(l)

Sabendo os valores de entalpia (∆H = −2.805 kJ.mol−1) e entropia (∆S = 259 J.mol−1.K−1), à temperatura ambiente (25°C = 298 K), determine a energia livre de Gibbs (∆G) para esta reação e indique se a reação é espontânea ou não

A
2.882 kJ.mol−1, não-espontânea.
B
−2.728 kJ.mol−1, espontânea.
C
−2.882 kJ.mol−1, espontânea.
D
−3.064 kJ.mol−1, espontânea.
E
3.064 kJ.mol−1, não-espontânea.
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CESMAC 2019 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

Durante a digestão dos animais ruminantes ocorre a formação do gás metano (constituído pelos elementos carbono e hidrogênio), que é eliminado pelo arroto do animal. Por dia, cada cabeça de gado produz cerca de 137 g de metano. Se fosse possível recolher essa quantidade de gás, poderia haver uma valiosa aplicação, uma vez que, na combustão total do metano, é gerada energia térmica que poderia ser utilizada para aquecer água. Com essa massa de metano (137 g), quantos kg de água poderiam ser aquecidos de 25 °C a 43 °C?

Dados: Massa molar do metano = 16 g.mol-1 .Calor de combustão do metano , △H° = 210 kcal.mol-1 .

Calor específico da água = 1,0 cal.g-1 .°C-1 .

A
10
B
100
C
1.000
D
20
E
200
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CESMAC 2019 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

No laboratório de química, quatro recipientes com diferentes composições são opções para o armazenamento de uma solução de sulfato de cobre (CuSO4): ferro, zinco, níquel e prata.

De acordo com os potenciais de redução descritos abaixo, em qual(is) recipiente(s) será possível armazenar a solução de CuSO4, sem que ocorram reações químicas redox espontâneas?

Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) - 0,76 V
Fe2+(aq) + 2e- → Fe(s) - 0,44 V
Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s) - 0,25 V
Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) + 0,34 V
Ag+ (aq) + e- → Ag(s) + 0,80 V

A
Fe
B
Ag
C
Zn
D
Ni
E
Ag e Ni
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CESMAC 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

A respiração aeróbica ocorre através de uma reação redox. De uma maneira simplificada, a glicose reage com oxigênio (O2), gerando a energia (calor) necessária ao corpo, a qual é acumulada na forma de ATP, de acordo com a reação:

C6H12O6(s) + 6 O2(g) → 6 CO2(g) + 6 H2O(l) + calor

Quando 1 mol de glicose reage, quantos mols de elétrons são transferidos nesta reação redox? 

A
6
B
12
C
36
D
24
E
20
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CESMAC 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

A pilha seca foi inventada e patenteada em 1866 pelo engenheiro francês Georges Leclanché. A pilha de Leclanché é a precursora das pilhas secas modernas, podendo ser utilizadas em lanternas, rádios portáteis, gravadores, brinquedos etc. As reações que ocorrem na pilha seca são as seguintes:

No cátodo:

2 MnO2(s)+2 NH4 + (aq)+2 e−→ Mn2O3(s)+2 NH3 (aq)+ H2O(l) E° = 0,737 V


No ânodo:

Zn → Zn2+ + 2 e− E° = − 0,763 V

Qual é a máxima variação de potencial (ΔE) obtida nesta pilha?

A
- 0,036 V
B
-1,500 V
C
1,500 V
D
- 0,036V
E
1,400 V
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CESMAC 2017 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

O monóxido de carbono (CO) é um gás tóxico para o ser humano podendo levar à asfixia e à morte. Isso está associado à sua forte interação com a hemoglobina (Hb), impossibilitando o transporte de oxigênio (O2) e de gás carbônico (CO2) envolvidos no processo da respiração.

Hb(aq) + CO(aq) HbCO(aq) ΔG° = −80 kJ.mol -1
Hb(aq) + O2(aq) HbO2(aq) ΔG° = −70 kJ.mol -1

De acordo com as equações químicas acima, qual é a variação de energia livre para a reação de substituição do CO ligado à hemoglobina (HbCO) pelo O2?

A
-150 kJ. mol-1 .
B
10 kJ. mol-1 .
C
+150 kJ. mol-1 .
D
+10 kJ. mol-1 .
E

0 kJ. mol-1 .

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CESMAC 2017 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

A glicina, C2H5NO2, não é um aminoácido essencial na dieta humana, uma vez que é sintetizada pelo organismo. A glicina também atua como um neurotransmissor inibitório no sistema nervoso central, especialmente a nível da medula espinal, do tronco cerebral e da retina.

Sabendo que a reação de combustão da glicina é representada pela equação química:

4 C2H5NO2(s) + 9 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 H2O(g) + 2 N2(g)

calcule o calor liberado na reação acima, a 298 K, a partir das entalpias-padrão de formação listadas na Tabela 1.

Tabela 1. Entalpias-padrão de formação, ∆Hf°, a 298 K.


Substância
C2H5NO2(s)
CO2(g)
H2O(l)

∆Hf°(kJ/mol)
−533,0
−394
−286

A
∆H°r = − 2.951 kJ
B
∆H°r = − 3.274 kJ
C
∆H°r = − 3.880 kJ
D
∆H°r = − 4.076 kJ
E
∆H°r = − 4.192 kJ
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CESMAC 2016 - Química - Petróleo, Gás Natural e Carvão, Madeira, Hulha, Biomassa, Biocombustíveis e Energia Nuclear, Energias Químicas no Cotidiano, Transformações Químicas e Energia, Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio Ambiente, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Com o uso de etanol como combustível, tem crescido a preocupação com o comportamento químico deste álcool na atmosfera. Sabe-se que uma reação importante é a do álcool com radical hidroxila:

CH3CH2OH + OH· → H2O + CH3CHOH·

Sobre esta reação, podemos afirmar o que segue. 

A
O álcool atua como agente oxidante.
B
2 mols de elétrons são transferidos para cada mol de álcool que reage.
C
Nesta reação, o oxigênio do radical OH possui número de oxidação -1.
D
O composto orgânico formado é um radical de um aldeído.
E
Esta é uma reação ácido/base na concepção de Arrhenius.
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CESMAC 2016 - Química - Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

Se considerarmos que as reações de combustão são sempre exotérmicas, podemos dizer que:

A
as reações exotérmicas são sempre espontâneas se a entropia de reação for positiva.
B
se a entropia de reação for negativa, uma reação de combustão não pode ser espontânea.
C
a energia de Gibbs de uma combustão é sempre negativa.
D
a energia de Gibbs de uma combustão aumenta sempre com o aumento da temperatura.
E
em pressão constante, não podem ocorrer reações com liberação de calor.
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CESMAC 2016 - Química - Teoria Atômica: átomos e sua estrutura - número atômico, número de massa, isótopos, massa atômica, Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos., Transformações Químicas e Energia, Transformações Químicas

O número de massa de um dos isótopos do potássio é 40. Este isótopo sofre um lento decaimento radioativo por captura de elétrons, e forma o isótopo de massa 40 do argônio (número atômico 18). Outro decaimento que também ocorre com o isótopo do potássio 40 é emissão de partículas beta. Considerando as afirmações acima, podemos afirmar o que segue.

A
O isótopo de massa 40 do potássio possui 20 prótons.
B
O isótopo de massa 39 do potássio possui 19 nêutrons.
C
O isótopo de massa 40 do argônio possui 20 nêutrons.
D
O isótopo de massa 40 do potássio possui menos nêutrons que o isótopo de massa 40 do argônio.
E
O produto do decaimento beta do potássio 40 é um elemento de número atômico 38.
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CESMAC 2017 - Química - Cinética Química, Velocidade de Reação, Energia de Ativação, Concentração, Pressão, Temperatura e Catalisador, Termodinâmica: Energia Interna, Trabalho, Energia Livre de Gibbs e Entropia, Transformações Químicas e Energia

A hidrólise de mono-ésteres de fosfato em sistemas biológicos é um processo crucial e está ligado à regulação metabólica e a uma variedade de sinais celulares. A hidrólise de mono-ésteres fosfatos é um processo termodinamicamente favorável; no entanto, em pH 7 e 298 K, essa reação é muito lenta. Essa hidrólise é catalisada por um grupo de enzimas chamadas de fosfatases, sendo que a reação abaixo envolve uma fosfatase alcalina (AP).



Considere as afirmações e assinale a alternativa correta.

A
A variação da energia livre de Gibbs (∆rG) da reação é positiva.
B
A enzima fosfatase atua como um catalisador, fornecendo um novo caminho entre os reagentes e os produtos com uma energia livre de ativação (energia de ativação) menor que a da reação não catalisada.
C
O mecanismo da reação não é alterado pela presença do catalisador, pois este apenas aumenta a velocidade da reação.
D
Um catalisador, além de aumentar a velocidade da reação, irá também alterar a constante de equilíbrio da reação.
E
A variação da temperatura não altera a velocidade de reações catalisadas.