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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 36 (1º exame) da FUVEST 1998

1º exame · Química: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação

– Pode-se conceituar energia de ligação química como sendo a variação de entalpia (\Delta\text{H}) que ocorre na quebra de 1 mol de uma dada ligação.
Assim, na reação representada pela equação:

\ce{NH3 (g) -> N(g) + 3H(g)}; \Delta\text{H} = 1170\text{ kJ/mol NH}_3

são quebrados 3 mols de ligação \ce{N-H}, sendo, portanto, a energia de ligação \ce{N-H}, igual a 390\text{ kJ/mol}.
Sabendo-se que na decomposição:

\ce{N2H4 (g) -> 2N(g) + 4H(g)}; \Delta\text{H} = 1720\text{ kJ/mol N}_2\ce{H}_4,

são quebradas ligações \ce{N-N} e \ce{N-H}, qual o valor, em \text{kJ/mol}, da energia de ligação \ce{N-N}?

  1. A
    80
  2. B
    160
  3. C
    344
  4. D
    550
  5. E
    1330
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Resolução comentada

A energia de ligação é a energia para quebrar 1 mol de uma ligação. Quando uma molécula é totalmente atomizada, o \Delta H é a soma das energias de todas as ligações quebradas.

Na hidrazina, \ce{N2H4}, a estrutura é \ce{H2N-NH2}: há 1 ligação \ce{N-N} e 4 ligações \ce{N-H}.

  1. Energia da ligação \ce{N-H}, dada no enunciado: 390\ \text{kJ/mol}.
  2. Energia gasta para quebrar as 4 ligações \ce{N-H}: 4 \times 390 = 1560\ \text{kJ}.
  3. Equação da atomização: E_{\ce{N-N}} + 1560 = 1720.
  4. Isolando: E_{\ce{N-N}} = 1720 - 1560 = 160\ \text{kJ/mol}.

A energia da ligação \ce{N-N} é a parte do \Delta H total que sobra depois de descontar as ligações \ce{N-H}.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa D engana quem subtrai 1170 (as 3 ligações N-H da amônia) de 1720, esquecendo que a hidrazina tem 4 ligações N-H.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem relação com a conta; pode vir de dividir 160 por 2, como se houvesse duas ligações N-N.
  • CValor que lembra a energia N-N real, mas não decorre dos dados do enunciado.
  • DResulta de subtrair apenas 3 ligações N-H (1720 - 1170 = 550), esquecendo que há 4 N-H na N2H4.
  • EResulta de 1720 - 390 = 1330, descontando só uma ligação N-H em vez de quatro.

Assunto: Lei de Hess, entalpia de formação e energia de ligação.

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Ver como caiu na prova Questão 36 no caderno V da FUVEST 1998

Fonte: FUVEST 1998 · 1º exame. Prova oficial ↗