Calcule o \Delta H da reação:
\mathrm{NO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}(\mathrm{g}) \longrightarrow \mathrm{NO}_{2}(\mathrm{~g})
São dadas as seguintes informações:
\begin{aligned} \mathrm{NO}(\mathrm{~g})+\mathrm{O} 3(\mathrm{~g}) & \longrightarrow \mathrm{NO}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=-198,9 \mathrm{~kJ} \\\ \mathrm{O}_{3}(\mathrm{~g}) & \longrightarrow 3 / 2 \mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=-142,3 \mathrm{~kJ} \\\ \mathrm{O} 2(\mathrm{~g}) & \longrightarrow 2 \mathrm{O}(\mathrm{~g}) \quad \Delta \mathrm{H}=495 \mathrm{~kJ} \end{aligned}

Passo 1

O enunciado pede o calor de reação \Delta H da reação
\mathrm{NO}(g) + \mathrm{O}(g) \longrightarrow \mathrm{NO}_2(g).
O conteúdo envolvido é a Lei de Hess, ou seja, vamos combinar as três reações dadas de modo a obter exatamente essa reação-alvo, somando (ou invertendo) ΔH de cada uma.

Passo 2

Para eliminar \mathrm{O}_3, invertemos a segunda reação
\mathrm{O}_3(g)\longrightarrow \tfrac{3}{2}\mathrm{O}_2(g),\quad \Delta H=-142{,}3\,\mathrm{kJ}
obtendo
\tfrac{3}{2}\mathrm{O}_2(g)\longrightarrow \mathrm{O}_3(g),\quad \Delta H=+142{,}3\,\mathrm{kJ}.
Agora somamos essa reação invertida com a primeira
\mathrm{NO}(g)+\mathrm{O}_3(g)\longrightarrow\mathrm{NO}_2(g)+\mathrm{O}_2(g), \quad \Delta H=-198{,}9\,\mathrm{kJ},
de modo que \mathrm{O}_3 se cancela. O resultado é
\mathrm{NO}(g)+\tfrac{3}{2}\mathrm{O}_2(g)\longrightarrow\mathrm{NO}_2(g)+\mathrm{O}_2(g),
que simplifica subtraindo \mathrm{O}_2 de ambos os lados em
\mathrm{NO}(g)+\tfrac12\mathrm{O}_2(g)\longrightarrow\mathrm{NO}_2(g).
O calor dessa etapa é
\Delta H = -198{,}9 + 142{,}3 = -56{,}6\,\mathrm{kJ}.

Passo 3

Precisamos agora trocar \tfrac12\mathrm{O}_2(g) por \mathrm{O}(g). Da terceira reação
\mathrm{O}_2(g)\longrightarrow2\,\mathrm{O}(g),\quad \Delta H=495\,\mathrm{kJ},
dividimos por 2 e invertemos:
\mathrm{O}(g)\longrightarrow\tfrac12\mathrm{O}_2(g), \quad \Delta H=-\tfrac{495}{2}=-247{,}5\,\mathrm{kJ}.

Passo 4

Somamos as duas reações intermediárias:
\begin{aligned} &\mathrm{NO}(g)+\tfrac12\mathrm{O}_2(g)\longrightarrow\mathrm{NO}_2(g), \quad \Delta H=-56{,}6\,\mathrm{kJ},\\\ &\mathrm{O}(g)\longrightarrow\tfrac12\mathrm{O}_2(g), \quad \Delta H=-247{,}5\,\mathrm{kJ}. \end{aligned}
Em soma elas dão
\mathrm{NO}(g)+\mathrm{O}(g)\longrightarrow\mathrm{NO}_2(g),
e o calor total é
\Delta H = -56{,}6 + (-247{,}5) = -304{,}1\,\mathrm{kJ}.

Resposta

\displaystyle \Delta H = -304{,}1\\ \mathrm{kJ}

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