PISM · Química

Questões de Termoquímica da PISM

5 questões oficiais da PISM sobre Termoquímica, de 2017 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 4 fáceis, 1 média.

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5 questões de Termoquímica resolvidas

Questão 1 · PISM 2026 · Módulo II (2º ano) · Questão 20média

Durante queimadas em área de vegetação, a combustão do metano (CH₄) é uma das reações envolvidas, liberando energia e contribuindo para o aquecimento do ambiente. Considere a seguinte reação balanceada:

CH₄ (g) + 2 O₂ (g) → CO₂ (g) + 2 H₂O (g)

A variação de entalpia dessa reação (∆H) pode ser estimada utilizando-se a tabela de entalpia média de dissociação de ligação D (em kJ/mol):

Com base nos dados fornecidos, o valor aproximado da variação de entalpia (∆H) da reação é

A
−806 kJ · mol⁻¹
B
−235 kJ · mol⁻¹
C
−120 kJ · mol⁻¹
D
+120 kJ · mol⁻¹
E
+806 kJ · mol⁻¹

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Gabarito: A

Pela tabela: C–H = 412; O=O = 498; C=O = 799; O–H = 463 (kJ/mol).

1. Ligações rompidas nos reagentes (absorvem energia)
CH₄: 4 C–H = 4 × 412 = 1648
2 O₂: 2 O=O = 2 × 498 = 996
Total: +2644 kJ

2. Ligações formadas nos produtos (liberam energia)
CO₂: 2 C=O = 2 × 799 = 1598
2 H₂O: 4 O–H = 4 × 463 = 1852
Total: −3450 kJ

3. Variação de entalpia
ΔH = 2644 − 3450 = −806 kJ/mol

O sinal negativo confirma que a combustão é exotérmica, como diz o enunciado.

Resposta: A

Por que as outras atraem: E troca o sinal (formadas − rompidas); C e D aparecem ao contar só uma C=O ou só duas O–H.

Dica: ΔH = soma das energias das ligações rompidas − soma das energias das ligações formadas. Conte quantas ligações há em cada molécula e multiplique pelos coeficientes.

Questão 2 · PISM 2024 · Módulo II (2º ano) · Questão 20fácil

O gás metano, na presença de luz ou aquecimento, reage com gás cloro para formar clorometano, produto de monosubstituição, e cloreto de hidrogênio.

A reação química global que descreve esse processo está mostrada abaixo.

CH₄ (g) + Cl₂ (g) → (luz ou aquecimento) CH₃Cl (g) + HCl (g)

Dados da questão:

Tipo de ligação	C–H	Cl–Cl	C–Cl	H–Cl
Entalpia de dissociação da ligação (kcal mol⁻¹)	105	58	85	103

Com base nas informações acima, assinale a alternativa CORRETA.

A
A reação ocorre com absorção de energia, por isso é considerada endotérmica.
B
A reação ocorre com absorção de energia, por isso é considerada exotérmica.
C
A reação ocorre com liberação de energia, por isso é considerada endotérmica.
D
A reação ocorre com liberação de energia, por isso é considerada exotérmica.
E
A reação ocorre sem absorção e sem liberação de energia.

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Gabarito: D

Use as energias de ligação da tabela: quebrar ligações absorve energia; formar ligações libera energia.

1. Ligações quebradas (reagentes)

1 C–H + 1 Cl–Cl = 105 + 58 = 163 kcal

2. Ligações formadas (produtos)

1 C–Cl + 1 H–Cl = 85 + 103 = 188 kcal

3. Saldo

ΔH = 163 − 188 = −25 kcal/mol

Libera-se mais energia ao formar ligações do que se gasta para quebrar. ΔH negativo: reação exotérmica, com liberação de energia. A luz ou o calor só iniciam a reação (quebram as primeiras moléculas de Cl₂).

Resposta: D

Por que as outras atraem: a luz/aquecimento leva a pensar em absorção de energia (A), mas isso é só a energia para começar a reação.

Dica: ΔH = energia das ligações quebradas − energia das ligações formadas; só conte as ligações que mudam.

Questão 3 · PISM 2023 · Módulo II (2º ano) · Questão 20fácil

A combustão é um tipo de reação química muito importante tecnologicamente e está diretamente relacionada com a cultura humana, desde a pré-história. Reações de combustão são um bom exemplo de como a energia química se transforma em outros tipos de energia.

Sobre esse tema, assinale a informação INCORRETA:

A
A combustão de derivados de petróleo e carvão mineral envolve a oxidação de substâncias que são fontes de carbono e, portanto, podem gerar gás carbônico.
B
A combustão do etanol é uma oxidação endotérmica, pois libera energia na forma de calor para o meio externo.
C
Apesar da combustão de um pedaço de papel necessitar de uma quantidade de energia inicial para ter início, essa reação pode ser considerada exotérmica.
D
A energia absorvida ou liberada em cada etapa de uma reação de combustão envolve o balanço entre as ligações químicas quebradas e formadas.
E
Para que ocorra a quebra de uma ligação química é necessária a absorção de energia do meio externo.

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Gabarito: B

A questão pede a afirmação INCORRETA.

A alternativa B se contradiz: diz que a combustão do etanol é endotérmica "pois libera energia na forma de calor". Reação que libera calor é exotérmica; toda combustão é exotérmica.

As demais são corretas:
- A: combustíveis fósseis contêm carbono e, ao queimar, geram CO₂.
- C: o papel precisa de uma energia inicial (energia de ativação), mas a reação libera mais energia do que absorve: é exotérmica.
- D: o saldo de energia vem do balanço entre ligações rompidas (absorve) e formadas (libera).
- E: romper ligação sempre absorve energia.

Resposta: B.

Dica: energia de ativação não define se a reação é endo ou exotérmica; quem define é o saldo final (ΔH).

Questão 4 · PISM 2019 · Módulo II (2º ano) · Questão 16fácil

O nitrato de potássio é um composto químico sólido, bastante solúvel em água, muito utilizado em explosivos, estando presente na composição da pólvora, por exemplo. Uma equação termoquímica balanceada para a queima da pólvora é representada abaixo:

KNO_3(s) + 3 C_(grafite) + S_(s) → N_2(g) + 3 CO_2(g) + K₂S_(s) ΔH = -278,8 kJ/mol (100 °C, 25 atm)

Assinale a alternativa que representa a interpretação correta da equação termoquímica para a queima da pólvora:

A
Durante a queima da pólvora ocorre a absorção de 278,8 kJ/mol de energia, o que acarreta um aumento da temperatura em 100 °C e o aumento da pressão em 25 atmosferas.
B
Durante a queima da pólvora ocorre a liberação de 278,8 kJ/mol de energia, o que acarreta um aumento da temperatura em 100 °C e o aumento da pressão em 25 atmosferas.
C
Durante a queima da pólvora ocorre a liberação de 278,8 kJ/mol de energia, levando ao aumento da temperatura para 100 °C e ao aumento da pressão para 25 atmosferas.
D
Durante a queima da pólvora ocorre a absorção de 278,8 kJ/mol de energia, se a reação for feita em 100 °C e 25 atmosferas.
E
Durante a queima da pólvora ocorre a liberação de 278,8 kJ/mol de energia, se a reação for feita em 100 °C e 25 atmosferas.

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Gabarito: E

1. Sinal de ΔH: ΔH = −278,8 kJ/mol é negativo, então a reação é exotérmica: há liberação de 278,8 kJ por mol. Isso já elimina A e D.

2. O parêntese (100 °C, 25 atm): numa equação termoquímica, temperatura e pressão indicadas são as condições em que o ΔH foi medido. O valor vale se a reação for feita a 100 °C e 25 atm; não é um aumento de temperatura ou pressão causado pela reação.

Resposta: E.

Por que as outras atraem: B e C leem o parêntese como efeito da queima ("aumento da temperatura em 100 °C"), mas ele é condição da medida.

Dica: ΔH < 0 → libera calor (exotérmica); ΔH > 0 → absorve (endotérmica). O ΔH depende do estado físico, da temperatura e da pressão, por isso elas vêm indicadas.

Questão 5 · PISM 2017 · Módulo II (2º ano) · Questão 7fácil

Os alimentos ao serem consumidos são digeridos e metabolizados liberando energia química. Uma barra de cereal light de avelã com chocolate, que contém 77 % de carboidratos, 4 % de proteínas e 7 % de lipídios, é um dos alimentos utilizados para adquirir energia, uma vez que a energia de combustão das proteínas e dos carboidratos é de 4 kcal g^-1 e, dos lipídios é de 9 kcal g^-1. Com base nisso, calcule a quantidade de energia fornecida a um indivíduo que consome uma unidade de 22 gramas dessa barra de cereal.

A
3,87 kcal.
B
7,37 kcal.
C
162,1 kcal.
D
85,1 kcal.
E
387,0 kcal.

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Gabarito: D

Barra de 22 g.

1. Massa de cada nutriente:
Carboidratos: 77% de 22 g = 16,94 g
Proteínas: 4% de 22 g = 0,88 g
Lipídios: 7% de 22 g = 1,54 g

2. Energia:
Carboidratos: 16,94 × 4 = 67,76 kcal
Proteínas: 0,88 × 4 = 3,52 kcal
Lipídios: 1,54 × 9 = 13,86 kcal

3. Total: 67,76 + 3,52 + 13,86 = 85,14 kcal ≈ 85,1 kcal

Resposta: D.

Por que as outras atraem: 3,87 e 387,0 vêm de somar 77×4 + 4×4 + 7×9 = 387 e errar a escala (sem usar os 22 g).

Dica: porcentagem de massa → gramas → multiplique pelas kcal por grama.