Nível I

A variação da energia livre molar de uma substância pura com a temperatura em seus estados sólido, líquido e gasoso é apresentada a seguir:

Considere as proposições:

1. As três retas são decrescentes, pois a expressão: $$G_\mathrm{m} = H_\mathrm{m} - T S_\mathrm{m}$$ é representada por uma reta com inclinação definida pelo termo $-S_\mathrm{m}.$

2. As retas A, B e C representam a substância nos estados sólido, líquido e gasoso, respectivamente.

3. A temperatura $T_\mathrm{a}$ indica o ponto de fusão da substância nas condições onde o gráfico foi obtido.

4. Em temperaturas mais altas do que $T_\mathrm{b}$, a fase A da substância é a mais estável.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Considere as proposições:

1. Grafite e diamante são exemplos de carbono puro, mas não são formas alotrópicas de um mesmo elemento.

2. Sob altas pressões, o diamante é mais estável que o grafite, logo, altas pressões favorecem a formação de diamante.

3. O diamante se transforma, de forma espontânea, em grafite.

4. A conversão do grafite em diamante é endotérmica e possui entropia padrão negativa.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da energia livre de Gibbs de vaporização da água em $\pu{1 atm}$ e $\pu{95 \degree C}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da energia livre de Gibbs de vaporização do mercúrio em $\pu{1 atm}$ e $\pu{370 \degree C}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da pressão de vapor do $\ce{CCl4}$ em $\pu{25 \degree C}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da pressão de vapor do ácido tricloroacético em $\pu{100 \degree C}$.

Considere as proposições:

1. Reações cujas energias livres de Gibbs de reação são negativas ocorrem espontânea e rapidamente.

2. Todas as amostras de um elemento puro, independentemente de seu estado físico, têm energia livre de Gibbs de formação nula.

3. Uma reação exotérmica que produz mais mols de gás do que consome tem energia livre de Gibbs padrão de reação positivo.

4. Uma reação exergônica ocorrendo em pressão e temperatura constantes é espontânea.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Considere as proposições para processos em pressão e temperatura constantes:

1. Se a variação de entropia do processo é positiva, então esse será espontâneo.

2. Se a variação de entropia do processo é negativa e o processo não for espontâneo, esse pode tornar-se espontâneo se a temperatura for aumentada.

3. Se a variação de entropia do processo é positiva e o processo não for espontâneo, esse pode tornar-se espontâneo se a temperatura for aumentada.

4. Se a variação de entropia do processo é positiva e o processo não for espontâneo, então a variação de entalpia é positivo.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da energia livre padrão de formação do ciclopropano gasoso em $\pu{25 \degree C}$.

A fotossíntese pode ser descrita pela reação química: $$\ce{ 6 CO2(g) + 6 H2O(l) -> C6H12O6(s) + 6 O2(g) }$$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da energia livre padrão da fotossíntese de $\pu{1 mol}$ de glicose em $\pu{25 \degree C}$.

Uma reação química que ocorre a pressão e temperatura constantes apresenta energia livre de reação nula e entropia e entalpia de reação positivas.

1. A temperatura do meio reacional é próxima de $\Delta H/\Delta S$.

2. A reação está em equilíbrio dinâmico.

3. Se a temperatura aumenta, a reação avança no sentido direto, com variação da composição do meio reacional.

4. Se a temperatura diminui, a reação passa a ser não espontânea, portanto, não há variação na composição do meio reacional.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

A reação ocorre em pressão e temperatura constantes: $$\ce{ A(l) + B(l) -> C(g) + D(g) }$$ Considere as proposições:

1. A reação nunca será espontânea, se for endotérmica.

2. A reação nunca será espontânea, se for exotérmica.

3. A reação será sempre espontânea, se for endotérmica.

4. A reação será sempre espontânea, se for exotérmica.

Assinale a alternativa que relaciona as proposições corretas.

Considere as reações exotérmicas:

1. $\ce{ CaC2(s) + 2 HCl(aq) -> CaCl2(aq) + C2H2(g) }$

2. $\ce{ C(diamante) -> C(grafita) }$

3. $\ce{ 2 NO(g) + O2(g) -> 2 NO2(g) }$

4. $\ce{ CaO(s) + H2O(l) -> Ca(OH)2(s) }$

Assinale que relaciona as reações que são espontâneas em qualquer temperatura.

Considere as substâncias:

1. $\ce{CS2(g)}$

2. $\ce{CaO(s)}$

3. $\ce{N2O(g)}$

4. $\ce{C6Br6(s)}$

Assinale a alternativa que relaciona as substâncias que tornam-se menos estáveis em relação aos elementos quando a temperatura aumenta.

Em uma célula de um organismo a síntese da ureia é feita a partir de amônia e do dióxido de carbono: $$\ce{ 2 NH3(g) + CO2(g) -> (NH2)2CO(s) + H2O(l) } \quad \Delta G = \pu{+48 kJ//mol}$$ A energia necessária para a reação é obtida da oxidação da glicose: $$\ce{ C6H12O6(s) + O2(g) -> CO2(g) + H2O(l) } \quad \Delta G = \pu{-480 kJ//mol}$$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da quantidade de máxima de ureia que pode ser formada pela oxidação de $\pu{10,8 ug.L-1.min-1}$ de glicose.

O trifosfato de adenina, $\ce{ATP},$ é o principal fornecedor de energia nas reações biológicas. Numa célula, o $\ce{ATP}$ é constantemente formado e consumido. Quando $\pu{1 mol}$ de $\ce{ATP}$ é hidrolisado em adenina difosfato, $\ce{ADP}$ e ortofosfato, $\ce{Pi},$ $\pu{17 kcal}$ de energia livre são liberados: $$\ce{ ATP(aq) + H2O(l) -> ADP(aq) + H+(aq) + Pi(aq) }$$ A energia da hidrólise do $\ce{ATP}$ é usada para bombear os íons sódio e potássio através da membrana celular, cuja diferença de potencial elétrico é $\pu{70 mV},$ conforme a equação: $$\ce{ 3 Na^+(dentro) + 2 K^+(fora) -> 3 Na^+(fora) + 2 K^+(dentro) }$$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da maior quantidade possível de íons potássio que podem ser bombeados pela hidrólise de $\pu{1 nmol}$ de $\ce{ATP}$.

Considere a decomposição do peróxido de hidrogênio: $$\ce{ 2 H2O2(l) -> 2 H2O(l) + O2(g) }$$ Assinale a alternativa que mais se aproxima do trabalho não expansivo máximo que pode ser realizado por essa reação em $\pu{25 \degree C}$

O oxigênio e o hidrogênio combinam-se, em células de combustível, produzindo água líquida e gerando corrente elétrica. O trabalho elétrico máximo que essas células podem produzir é $\pu{237 kJ}$ por mol de hidrogênio em $\pu{300 K}.$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da temperatura de ebulição da água nas condições do experimento.

Considere a reação de produção do ferro a partir da redução da magnetita: $$\ce{ Fe3O4(s) + C(grafita) -> Fe(s) + CO2(g) }$$ Suponha que $\Delta H^\circ_\mathrm{r}$ e $\Delta S^\circ_\mathrm{r}$ são independentes da temperatura.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da menor temperatura em que a redução da magnetita é espontânea.

O titânio é produzido industrialmente pela redução do óxido de titânio com carbono. Esse processo pode ser descrito por duas reações: $$\begin{aligned} \ce{ TiO2(s) + 2 C(s) &-> Ti(s) + 2 CO(g) } \\ \ce{ TiO2(s) + C(s) &-> Ti(s) + CO2(g) } \end{aligned}$$ Suponha que $\Delta H_\mathrm{r}^\circ$ e $\Delta S_\mathrm{r}^\circ$ são independentes da temperatura.

1. Determine a entalpia padrão das reações de redução do óxido de titânio em $\pu{1000 K}$.

2. Determine a entropia padrão das reações de redução do óxido de titânio em $\pu{1000 K}$.

3. Determine a temperatura mínima na qual o óxido de titânio pode ser reduzido pelo carbono.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de glicose que um pássaro de $\pu{30 g}$ deve consumir para voar até uma altura de $\pu{100 m}$ em $\pu{300 K}.$

O hidrogênio vem sendo estudado como uma alternativa aos combustíveis fósseis. Na célula de combustível o hidrogênio reage com oxigênio gerando corrente elétrica: $$\ce{ 2 H2(g) + O2(g) -> H2O(l) }$$ A eficiência de uma célula combustível é definida como a razão entre o trabalho produzido e o calor dissipado pela reação.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da eficiência energética máxima da célula de hidrogênio em $\pu{298 K}.$