Banco de questões: Termoquímica: Entalpia por Meio de Ligações

Durante a combustão completa do metano (CH4), ligações químicas são formadas e quebradas, resultando em variação de entalpia. Sabendo que a energia de ligação do C–H é 413 kJ/mol, do O=O é 498 kJ/mol e das ligações C=O em CO2 é 799 kJ/mol, calcule a variação de entalpia (ΔH) da reação de combustão do metano: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O

Entalpia pode ser descrita como a energia que se origina ou é consumida em determinada reação química. Sendo assim, qual das seguintes equações é a correta para calcular a variação de entalpia?

Uma reação química entre amônia (NH3) e ácido clorídrico (HCl) produz cloreto de amônio (NH4Cl). A entalpia de formação de NH3 é -46,2 kJ/mol, a de HCl é -92,3 kJ/mol e a de NH4Cl é -314,4 kJ/mol. Além disso, as energias de ligação de H-H, N-H e Cl-Cl são 436 kJ/mol, 391 kJ/mol e 243 kJ/mol, respectivamente. Com base nessas informações, calcule a entalpia da reação de formação de NH4Cl a partir dos elementos em seus estados padrão. Considere o N2 e o H2 como os estados padrão do nitrogênio e do hidrogênio, respectivamente, e que o Cl2 é um gás em seu estado padrão.

Durante a etapa de produção de amônia (NH3) pelo processo Haber, um dos passos fundamentais é a reação entre nitrogênio gasoso (N2) e hidrogênio gasoso (H2) para formar amônia gasosa, conforme a equação balanceada: N2(g) + 3H2(g) -> 2NH3(g). Esse processo é exotérmico e a entalpia de formação do amônia é -46,2 kJ/mol. Considerando que a entalpia de ligação N≡N é 942 kJ/mol e H-H é 436 kJ/mol, calcule a entalpia da reação de formação de um mol de NH3 a partir de seus elementos constituintes, utilizando a fórmula que a entalpia da reação é a entalpia das energias de ligação dos reagentes menos a entalpia dos produtos. Discuta, com base nos conceitos de energias de ligação, como variações na entalpia de uma reação podem ser relacionadas à estabilidade dos produtos e à eficiência de um processo industrial.