Aerossóis contêm compostos clorados, como o Freon-11 (CFCl3), que, na estratosfera, atuam na remoção da camada de ozônio. A reação total desse processo é:
\mathrm{O}_{3(\mathrm{~g})}+\mathrm{O}_{(\mathrm{g})} \rightarrow 2 \mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})}
As reaçōes a seguir são as etapas da reação total:
\begin{array}{ll} \mathrm{O}_{3(g)}+\mathrm{Cl}_{(g)} \rightarrow \mathrm{O}_{2(g)}+\mathrm{ClO}_{(g)} & \Delta \mathrm{H}^{\circ}=-120 \mathrm{~kJ} \\\ \mathrm{ClO}_{(g)}+\mathrm{O}_{(g)} \rightarrow \mathrm{Cl}_{(g)}+\mathrm{O}_{2(g)} & \Delta \mathrm{H}^{\circ}=-270 \mathrm{~kJ} \end{array}
Portanto, o \Delta \mathrm{H}^{\circ} da reação de remoção do ozônio é
a) -150 kJ .
b) +150 kJ .
c) -30 kJ .
d) +390 kJ
e) -390 kJ .

Passo 1

O enunciado pede o valor de \Delta H^\circ da reação total
\mathrm{O}_{3(g)}+\mathrm{O}_{(g)} \rightarrow 2\,\mathrm{O}_{2(g)}.
Informações dadas (copiadas do enunciado):
\begin{array}{ll} \mathrm{O}_{3(g)}+\mathrm{Cl}_{(g)} \rightarrow \mathrm{O}_{2(g)}+\mathrm{ClO}_{(g)} & \Delta H^\circ=-120\\ \mathrm{kJ} \\[4pt] \mathrm{ClO}_{(g)}+\mathrm{O}_{(g)} \rightarrow \mathrm{Cl}_{(g)}+\mathrm{O}_{2(g)} & \Delta H^\circ=-270\\ \mathrm{kJ} \end{array}
O que precisamos: calcular o \Delta H^\circ da reação total e identificar qual alternativa (a)–(e) corresponde a esse valor.]

Passo 2

Conceito-chave que vamos usar (explicação didática e curta): a entalpia padrão \Delta H^\circ é uma função de estado, ou seja, depende apenas dos estados inicial e final, não do caminho. Daí vem a Lei de Hess: se uma reação total pode ser obtida somando-se etapas elementares, o \Delta H^\circ da reação total é a soma algébrica dos \Delta H^\circ das etapas. Em linguagem simples: podemos somar equações químicas (cancelando espécies que aparecem nos dois lados) e somar os \Delta H^\circ correspondentes. Assinatura de sinal: \Delta H^\circ<0 significa liberação de energia (exotérmica); \Delta H^\circ>0 significa absorção (endotérmica).

Passo 3

Vamos somar as duas equações dadas e verificar o resultado (detalhe passo a passo mostrando cancelamentos).
Equação 1:
\mathrm{O}_{3(g)}+\mathrm{Cl}_{(g)} \rightarrow \mathrm{O}_{2(g)}+\mathrm{ClO}_{(g)}
Equação 2:
\mathrm{ClO}_{(g)}+\mathrm{O}_{(g)} \rightarrow \mathrm{Cl}_{(g)}+\mathrm{O}_{2(g)}
Somando membro a membro (lado esquerdo com lado esquerdo, lado direito com lado direito):
\mathrm{O}_{3(g)}+\mathrm{Cl}_{(g)}+\mathrm{ClO}_{(g)}+\mathrm{O}_{(g)} \longrightarrow \mathrm{O}_{2(g)}+\mathrm{ClO}_{(g)}+\mathrm{Cl}_{(g)}+\mathrm{O}_{2(g)}
Agora podemos cancelar as espécies que aparecem nos dois lados: \mathrm{Cl}_{(g)} aparece no reagente da Eq.1 e no produto da Eq.2; \mathrm{ClO}_{(g)} aparece no produto da Eq.1 e no reagente da Eq.2. Cancelando-as obtemos:
\mathrm{O}_{3(g)}+\mathrm{O}_{(g)} \longrightarrow 2\,\mathrm{O}_{2(g)},
que é exatamente a reação total pedida pelo enunciado. Logo as etapas, somadas, dão a reação alvo — condição para aplicar Hess.

Passo 4

Pela Lei de Hess, o \Delta H^\circ da reação total é a soma das entalpias das etapas correspondentes. Escrevemos a relação geral:
\Delta H^\circ_{\text{total}}=\Delta H^\circ_{1}+\Delta H^\circ_{2},
onde \Delta H^\circ_{1} e \Delta H^\circ_{2} são os valores dados para as duas etapas.

Passo 5

Substituímos os valores numéricos fornecidos:
\Delta H^\circ_{\text{total}} = (-120\\ \mathrm{kJ}) + (-270\\ \mathrm{kJ}).

Passo 6

Interpretação rápida do sinal (para ajudar na prova): a soma de dois \Delta H^\circ negativos dá um \Delta H^\circ negativo maior em módulo, ou seja, a reação total será exotérmica (libera calor). No campo da prova, basta somar os números algébricos para obter o valor final.

Resposta

(e) -390\\ \mathrm{kJ}

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