Questão de Química — Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess. — FGV 2021
Química›Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.
Código
fg043985
Banca
FGV
Órgão
PC-RJ
Ano
2021
Nível
Superior
Cargo
Perito Criminal - Química
Em uma análise pericial coube ao profissional determinar o calor de formação envolvido em uma redução de óxido de ferro.Sabendo-se que ΔHfo(H₂O,L) = -285 kJ/mol, e que ΔHfo(Fe₂O₃,s) = -824 kJ/mol, o profissional determinou o calor de formação solicitado como sendo de aproximadamente:
A-17 kJ/mol de óxido de ferro;
B+17 kJ/mol de óxido de ferro;
C-31 kJ/mol de óxido de ferro;
D+31 kJ/mol de óxido de ferro;
E-50 kJ/mol de óxido de ferro.
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GabaritoC — -31 kJ/mol de óxido de ferro;
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Termoquímica: Cálculo de ΔH de Reação por Lei de Hess
Gabarito: letra C. A reação de redução do Fe₂O₃ por H₂ possui ΔH = -31 kJ/mol de Fe₂O₃, obtido pela diferença entre as entalpias de formação dos produtos e reagentes, conforme a Lei de Hess.
A questão fornece as entalpias padrão de formação da água líquida (-285 kJ/mol) e do óxido de ferro III sólido (-824 kJ/mol). Para determinar o calor envolvido na redução do Fe₂O₃, considera-se a reação balanceada:
Fe₂O₃(s) + 3 H₂(g) → 2 Fe(s) + 3 H₂O(ℓ)
Aplicando a Lei de Hess: ΔH⁰ = Σ ΔHf⁰(produtos) – Σ ΔHf⁰(reagentes). Como a entalpia de formação de elementos no estado padrão (Fe e H₂) é zero, temos:
ΔH⁰ = [3 × (-285)] – [(-824)] = -855 + 824 = -31 kJ por mol de Fe₂O₃.
Portanto, a alternativa C (-31 kJ/mol de óxido de ferro) é a correta.
Alternativa A — ❌ Incorreta
O valor -17 kJ/mol não corresponde ao cálculo correto; provavelmente resulta de um erro na estequiometria ou na soma dos sinais.
Alternativa B — ❌ Incorreta
O sinal positivo (+17 kJ/mol) indicaria uma reação endotérmica, mas a redução do Fe₂O₃ com H₂ é exotérmica (ΔH negativo) e o módulo está incorreto.
Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO
Conforme demonstrado, ΔH = -31 kJ/mol, coerente com os dados fornecidos e com a Lei de Hess.
Alternativa D — ❌ Incorreta
O valor +31 kJ/mol apresenta o módulo correto, mas o sinal está invertido. A reação é exotérmica, não endotérmica.
Alternativa E — ❌ Incorreta
-50 kJ/mol não corresponde ao resultado da aplicação direta da Lei de Hess com os valores dados.
NÃO CAIA NESSA!
A banca explora a confusão entre sinal e módulo. O candidato pode obter -855 + 824 = -31, mas trocar o sinal ou errar a soma. Atenção à regra: Σ ΔHf(produtos) – Σ ΔHf(reagentes).