A partir dos valores de Delta H determine a variação de entalpia do processo:
(b) \mathrm{N}_{2} \mathrm{H}_{4(l)}+\mathrm{H}_{2(g)} \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3(g)} \quad \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}= ?
\nA partir das estapas:\n N_{2(g)}+2 H_{2(g)} \rightarrow N_{2} H_{4(l)} \quad \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}=+51 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}\n N_{2(g)}+3 H_{2(g)} \rightarrow 2 \mathrm{NH}_{3(g)} \quad \Delta \mathrm{H}_{\mathrm{r}}=-92 \mathrm{~kJ} / \mathrm{mol}

Passo 1

O enunciado pede a variação de entalpia da reação
\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(l)} + \mathrm{H}_{2(g)} \longrightarrow 2\,\mathrm{NH}_{3(g)}
usando as etapas conhecidas e aplicando a lei de Hess, que diz que a entalpia total de um processo é a soma algébrica das entalpias de etapas equivalentes.

Passo 2

Escrevemos as duas etapas dadas:
\begin{aligned} &\text{(1)}\quad \mathrm{N}_{2(g)} + 2\,\mathrm{H}_{2(g)} \longrightarrow \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(l)} \quad \Delta H_1 = +51\\ \mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1},\\\ &\text{(2)}\quad \mathrm{N}_{2(g)} + 3\,\mathrm{H}_{2(g)} \longrightarrow 2\,\mathrm{NH}_{3(g)} \quad \Delta H_2 = -92\\ \mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}. \end{aligned}
Para obter o reagente \mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(l)} no lado dos reagentes da reação-alvo, invertemos a etapa (1):
\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(l)} \longrightarrow \mathrm{N}_{2(g)} + 2\,\mathrm{H}_{2(g)} \quad \Delta H'_1 = -51\\ \mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}.

Passo 3

Somamos a etapa invertida (1) com a etapa (2):
\begin{aligned} &\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(l)} \longrightarrow \mathrm{N}_{2(g)} + 2\,\mathrm{H}_{2(g)} \quad (\Delta H'_1 = -51)\\\\ +{}&\mathrm{N}_{2(g)} + 3\,\mathrm{H}_{2(g)} \longrightarrow 2\,\mathrm{NH}_{3(g)} \quad (\Delta H_2 = -92)\\\ \hline &\mathrm{N}_{2}\mathrm{H}_{4(l)} + \mathrm{H}_{2(g)} \longrightarrow 2\,\mathrm{NH}_{3(g)} \quad (\Delta H_{\text{total}} = \Delta H'_1 + \Delta H_2). \end{aligned}

Passo 4

Calculamos a soma das entalpias:
\Delta H_{\text{total}} = (-51) + (-92) = -143\\ \mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}.

Resposta

\Delta H_{\mathrm{r}} = -143\\ \mathrm{kJ}\,\mathrm{mol}^{-1}

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