Banco de questões: Termoquímica: Entalpia por Meio de Ligações

Um cientista está trabalhando no desenvolvimento de um novo combustível que libera uma grande quantidade de energia quando sofre combustão. Para isso, ele precisa estudar a entalpia da reação de combustão desse novo combustível, que possui a seguinte fórmula: C4H10 (butano). Considere as seguintes energias de ligação: ligação C-H = 413 kJ/mol; ligação C-C = 347 kJ/mol; ligação O=O = 498 kJ/mol; ligação C=O = 745 kJ/mol; ligação H-O = 459 kJ/mol. Com base nessas informações, a) calcule a energia total consumida para quebrar as ligações no butano e no O2 necessário; b) calcule a energia total liberada na formação das novas ligações; c) determine a entalpia da reação de combustão do butano em kJ/mol, utilizando os resultados dos itens anteriores.

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 um experimento de combustão, 1 mol de metano (CH4) reage com 2 mols de oxigênio (O2) para formar dióxido de carbono (CO2) e vapor d'água (H2O) gasoso, de acordo com a seguinte equação balanceada: CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(g). A entalpia de formação de CH4 é -74,8 kJ/mol, de CO2 é -393,5 kJ/mol e a de H2O é -285,8 kJ/mol. Utilizando as informações fornecidas e a entalpia de ligação das ligações presentes nas substâncias envolvidas, calcule a variação de entalpia da reação de combustão do metano. Considerando que a entalpia de ligação do C-H é de -413 kJ/mol e a do O=O é de 498 kJ/mol, determine a variação de entalpia da reação de combustão do metano por meio do cálculo das entalpias das ligações quebradas e formadas na reação.

Considere a reação de combustão completa do metano (CH4) em condições padrão, em que é produzido dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) gasosa. A entalpia de formação padrão do metano é -74,8 kJ/mol, do dióxido de carbono é -393,5 kJ/mol e da água é -285,8 kJ/mol. Além disso, a energia de ligação para as ligações C-H é 413 kJ/mol, para as ligações C=O é 799 kJ/mol e para as ligações O-H é 459 kJ/mol. Com base nessas informações, calcule a variação da entalpia da reação de combustão completa do metano em condições padrão. Considere que o metano possui quatro ligações C-H, que o dióxido de carbono possui duas ligações C=O e que a água possui duas ligações O-H. Justifique o passo a passo do cálculo, incluindo a aplicação da fórmula que relaciona a entalpia da reação com as energias de ligação dos reagentes e produtos.