Energia de Ligação

Confira questões resolvidas sobre a Energia de Ligação:

1) (UniCESUMAR-SP) - A ligação covalente que mantém os átomos de nitrogênio e oxigênio unidos no óxido nítrico, NO, não é explicada pela regra do octeto, mas a sua energia de ligação pode ser calculada a partir dos dados fornecidos abaixo. Dados:
Energia de ligação N≡N: 950 kJ.mol–1;
Energia de ligação O=O: 500 kJ.mol–1;
Entalpia de formação do NO: 90 kJ.mol–1.
A partir dessas informações, é possível concluir que a energia de ligação entre os átomos de nitrogênio e oxigênio no óxido nítrico é:
N2 + O2 → 2NO
a) 90 kJ.mol–1.
b) 680 kJ.mol–1.
c) 765 kJ.mol–1.
d) 1360 kJ.mol–1.
e) 1530 kJ.mol–1.

Resposta: b.

Resolução: 
Podemos descobrir a entalpia de uma reação através das ligações entre os átomos da seguinte maneira:
ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos

Sendo assim, temos:
N2 + O2 → 2NO

Uma ligação N≡N nos reagentes. 950 kJ/mol

Uma ligação O=O nos reagentes. 500 kJ/mol

Duas ligações N-O nos produtos. x kJ/mol

ΔH de formação. 90 kJ/mol

Aplicaremos na relação:

ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos

90 = (950 + 500) - (2 . x)

90 - 1450 = -2x

x = -1360/-2

x = 680 kJ por ligação de N-O

2) UFRGS 2016 - Com base no seguinte quadro de entalpias de ligação, assinale a alternativa que apresenta o valor da entalpia de formação da água gasosa.

(A) – 243 kJ mol–1 

(B) – 134 kJ mol–1 

(C) + 243kJ mol–1 

(D) + 258 kJ mol–1 

(E) + 1532 kJ mol–1

Resposta: a.

Resolução: 
Primeiro passo: montar a equação.
H2 + 1/2 O2 → H2O (g)

Segundo passo: verificar as ligações existentes.

Uma ligação H-H nos reagentes.

1/2 ligação O=O nos reagentes.

Duas ligações H-O nos produtos.

Terceiro passo: aplicar na fórmula.
ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
ΔH = (436 + 1/2 . 498) - (2 . 464)
ΔH = 685 - 928
ΔH = -243 kJ mol-1

3) UFRGS 2015 - A reação de cloração do metano, em presença de luz, é mostrada abaixo.
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl  ΔH = -25 kcal.mol-1
Considere os dados de energia das ligações abaixo.
C-H = 105 kcal.mol-1
Cl-Cl = 58 kcal.mol-1
H-Cl = 103 kcal.mol-1
A energia da ligação C-Cl, no composto CH3Cl, é
(A) 33 kcal.mol-1 .
(B) 56 kcal.mol-1 .
(C) 60 kcal.mol-1 .
(D) 80 kcal.mol-1 .
(E) 85 kcal.mol-1

Resposta: e.

Resolução: 
Vamos verificar as ligações existentes na reação:

Quatro ligações C-H nos reagentes.

Uma ligação Cl-Cl nos reagentes.

Três ligações C-H nos produtos.

Uma ligação C-Cl nos produtos. [essa ligação será chamada de x]

Uma ligação H-Cl nos produtos.

Agora aplicaremos a relação:
ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
-25 = (4 . 105 + 58) - (3 . 105 + x + 103)
-25 = 478 - 315 - x - 103
-25 = 60 - x
x = 85 kcal.mol-1

4) (IF Sudeste de Minas/2012) - A combustão, desde que foi descoberta pelos povos primitivos, tem servido a muitos interesses das sociedades humanas. Sua utilização na transformação de substâncias e no processo de aquecimento favoreceu o grande avanço das sociedades. Considere a combustão do eteno representado pela equação não balanceada abaixo: 

CH2CH2 + O2 —-> CO2 + H2O 

Dados os valores de entalpia de ligação, marque a alternativa que apresenta o valor da combustão de 8,4g de eteno: 

Ligação   DHº (kJ/mol) 

C – H         413 

C – C         347 

C = C         614 

O = O        469 

C = O        804 

H – O        464 

A) 1399 kJ/mol 

B) 419,7 kJ/mol 

C) 199 kJ / mol 

D) 59,7 kJ/ mol 

E) 11751,6 kJ/mol

Resposta: b.

Resolução: 
Primeiro vamos balancear a equação.
CH2CH2 + 3 O2 —-> 2 CO2 + 2 H2O

Agora vamos verificar as ligações que ocorrem.

Uma ligação C=C nos reagentes.

Quatro ligações C-H nos reagentes.

Três ligações O=O nos reagentes.

Quatro ligações C=O nos produtos.

Quatro ligações H-O nos produtos.

Para finalizar, aplicamos a relação:

ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos

ΔH = (614 + 4 . 413 + 3 . 469) - (4 . 804 + 4 . 464)

ΔH = 3673 - 5072

ΔH = -1399 kJ/mol

Esse valor é para um mol de eteno (28g), mas a questão pede o valor para 8,4g de eteno. Basta fazer uma regra de três.

28g -------- 1399 kJ

8,4g -------- x kJ

x = 419,7 kJ

5) (Fuvest) - As energias das ligações H–H e H–Cl são praticamente iguais. Na reação representada a seguir há transformação de H2 em HCl com liberação de energia:

H2 + Cl2 → 2HCl + energia 

Compare, em vista desse fato, a energia da ligação Cl–Cl com as outras citadas.

Resposta: descritiva.

Resolução: 
Vamos definir as ligações com variáveis. As ligações H-H são iguais a H-Cl, então as duas se chamarão X. A ligação Cl-Cl se chamará Z.

ΔH =  (X + Z) - (2 . X)

ΔH = Z - X

Como a reação libera energia, ela é exotérmica e possui ΔH negativo. Para que o ΔH seja negativo é preciso que X seja maior do que Z, portanto, as ligações H-H e H-Cl (X) possuem maior energia de ligação do que a ligação Cl-Cl (Z).

6) (Cesgranrio) - Sendo dadas as seguintes entalpias de reação: 

C (s) → C (g) ∆H = + 170,9 kcal/mol 

2 H2 (g) → 4H (g) ∆H = + 208,4 kcal/mol 

C (s) + 2 H2 (g) → CH4 (g) ∆H = - 17,9 kcal/mol,

indique a opção que apresenta a energia de ligação H–C, aproximada: 

a) 5 kcal/mol 

b) 20 kcal/mol 

c) 50 kcal/mol 

d) 100 kcal/mol 

e) 400 kcal/mol

Resposta: d.

Resolução: 
Aplicaremos a Lei de Hess. 
Quebra de quatro ligações H-C do metano:
CH4 (g) → C (g) + 4 H (g)

Utilizando as equações dadas e invertendo a última, teremos:
C (s) → C (g) ∆H = + 170,9 kcal/mol 
2 H2 (g) → 4H (g) ∆H = + 208,4 kcal/mol 
CH4 (g) → C (s) + 2 H2 (g)   ∆H = +17,9 kcal/mol,
CH4 (g) → C (g) + 4 H (g) [equação global]

A entalpia será:
∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3
∆H = 170,9 + 208,4 + 17,9
∆H = 397,2 kcal

Na reação CH4 (g) → C (g) + 4 H (g) só há as ligações do metano, ou seja, as 397,2 kcal são das ligações H-C.
397,2 / 4 = 99,3 kcal cada ligação H-C

7) (Mackenzie) - Dadas as energias de ligação em kcal/mol, H–H: 104,0; Br–Br: 45,0; H–Br: 87,0; o ∆H da reação ½H2 + ½Br2 → HBr é igual a: 

a) + 62,0 kcal. 

b) + 149,0 kcal. 

c) - 12,5 kcal. 

d) - 236,0 kcal. 

e) - 161,5 kcal.

Resposta: c.

Resolução: 
ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
ΔH = (1/2 . 104 + 1/2 . 45) - (87)
ΔH = 74,5 - 87
ΔH = -12,5 kcal

8) (UFRGS) - Abaixo é apresentado um quadro com algumas energias de ligação no estado gasoso.

São feitas as seguintes afirmações: 

I. É preciso mais energia para decompor a molécula de oxigênio do que para decompor a molécula de nitrogênio. 

II. A molécula de HCl deve ser mais estável do que as moléculas de HBr e HI. 

III. Entre as moléculas gasosas H2, O2 e Cl2, a molécula de Cl2 é a menos estável. 

IV. A reação H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g) deve ser endotérmica. 

Identifique as alternativas corretas. 

a) Apenas I e II. 

b) Apenas I e III. 

c) Apenas II e III. 

d) Apenas I, III e IV 

e) Apenas II, III e IV.

Resposta: c.

Resolução: 
Afirmativa I: está errada. É preciso menor energia para decompor a molécula de oxigênio (O=O 489,2 kJ) do que para decompor a molécula de nitrogênio (N≡N 940,8 kJ).
Afirmativa II: está correta. Quanto maior a energia de ligação mais estável a molécula é.
Afirmativa III: está correta. A energia de ligação do Cl-Cl é menor e por isso a menos estável.
Afirmativa IV: está errada.
ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
ΔH = (470,7 + 242,5) - (2 . 431,5)
ΔH = 712,5 - 863
ΔH = -150,5 kJ
Reação exotérmica, pois o ΔH é negativo.

CORRETAS: II e III.

9) (Mackenzie) - A variação de entalpia para a reação, dada pela equação:

4HCl(g) + O2(g) → 2H2O(g) + 2Cl2(g) é:

Dados: (Energia de ligação em kcal/mol)
H–Cl: 103,1; H–O: 110,6; O=O: 119,1; Cl–Cl: 57,9.
a) + 1089,2 kcal
b) - 467,4 kcal
c) -26,7 kcal
d) +911,8 kcal

Resposta: c.

Resolução: 
ΔH = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
ΔH = (4 . 103,1 + 119,1) - (4 . 110,6 + 2 . 57,9)
ΔH = (412,4 + 119,1) - (442,4 + 115,8)
ΔH = 531,5 - 558,2
ΔH = -26,7 kcal

10) (Ufv) - O flúor (F2) e o hidrogênio (H2) são gases à temperatura ambiente e reagem explosivamente, produzindo o gás fluoreto de hidrogênio, liberando 537 kJ.mol-1 de energia. 

a) Escreva a equação balanceada para esta reação. 

b) A energia da ligação F–F é igual a 158 kJ.mol-1 e a da ligação H–H é 432 kJ.mol-1. A energia de ligação H–F é __________ kJ.mol-1. 

c) A reação entre 0,1mol de F2 e 0,1 mol de H2 liberará _________ kJ

Resposta: descritiva.

Resolução: 
a) F2(g) + H2(g) → 2HF(g) ∆H = -537 kJ/mol

b) ∆H = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
-537 = (Energia F-F + Energia H-H) - (2 . Energia H-F)
-537 = (158 + 432) - (2 . Energia H-F)
-537 = 590 - 2Energia H-F
-1127 = -2Energia H-F
Energia H-F = -1127/-2
Energia H-F = 563,5 kJ

c) 1 mol ------- libera 537 kJ
    0,1 mol ------- libera x kJ
    x = 53,7 kJ

11) FUVEST/2000 - Com base nesses dados: 

LIGAÇÃO ENERGIA DE LIGAÇÃO (kJ/mol) 

H --- H 436 

Cl --- Cl 243 

H --- Cl 432 

Pode-se estimar que o ΔH da reação representada por H2 (g) + Cl2 (g) → 2HCl(g), dado em kJ por mol de HCl (g), é igual a: 

a) –92,5 

b) –185 

c) –247 

d) +185 

e) +92,5

Resposta: a.

Resolução: 
∆H = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
∆H = (436 + 243) - (2 . 432)
∆H = 679 - 864
∆H = -185 kJ para 2 mols de HCl

Em 1 mol será -92,5.

12) (UFAL) - Considere os dados seguintes: 

Ligação Energia de ligação 

O = O 118 kcal/mol 

H – H 104 kcal/mol 

O – H 111 kcal/mol 

Com base nesses dados, qual a quantidade de energia liberada na formação de 1 mol de H2O, a partir da reação entre moléculas H2 e O2? 

a) 36 kcal 

b) 59 kcal 

c) 65 kcal 

d) 94 kcal 

e) 101 kcal

Resposta: b.

Resolução: 
1º: Montar a equação.
H2 + 1/2 O2 -----> H2O

2º Verificar as ligações.
Uma ligação H-H nos reagentes.
1/2 ligação O=O nos reagentes.
Duas ligações O-H nos produtos.

3º: Aplicar a relação.
∆H = Energia dos Reagentes - Energia dos Produtos
∆H = (104 + 1/2 . 118) - (2 . 111)
∆H = 163 - 222
∆H = -59 kcal

São liberadas 59 kcal na formação de 1 mol de H2O.