A respeito de termodinâmica, analise as afirmações a seguir e registre \mathbf{V}, para verdadeiras, e \mathbf{F}, para falsas:
( ) 0 calor e o trabalho são grandezas termodinâmicas que se caracterizam por não serem fenômenos de fronteira. sem efeitos nas vizinhanças; são funções que independem da trajetória.
( ) A entropia é uma função de estado cuja variação diferencial pode ser caracterizada por meio da razão entre o calor trocado e a temperatura, ao longo de uma trajetória reversivel.
( ) 0 sinal de \Delta \mathrm{S}_{\text {sis }} é maior que zero ( \Delta \mathrm{S}_{\text {sis }}>0 ) para processos de ebulição.
( ) O processo adiabático se caracteriza pela transferência de calor que ocorre entre um sistema e suas vizinhanças.
( ) O ácido sulfúrico concentrado diluindo-se em água pode ser perigoso. A temperatura da solução pode aumentar rapidamente. Os sinais de \Delta H, de \Delta S, e de \Delta G para este processo são: \Delta H>0, \Delta S>0, \Delta G<0.
( ) A fração de moléculas que colidem com uma energia cinética igual à energia de ativação de uma reação diminui rapidamente com o aumento da temperatura.
( ) Muitas reações ocorrem a partir de uma série de reações elementares. A molecularidade de uma reação elementar indica quantas partículas de reagentes estão envolvidas nessa etapa.
( ) De acordo com a teoria das colisões das reações em fase gás, uma reação só ocorre se as moléculas dos reagentes colidem com uma energia cinética no mínimo igual a energia de ativação e se elas o fazem com a orientação correta.
( ) Quanto maior a energia de ativação, menor será a velocidade de reação.
( ) Ao se colocar um pedaço de carvão em brasa dentro de um frasco com oxigênio puro, a reação ocorrerá com uma velocidade muito menor do que se colocarmos esse mesmo pedaço de carvão em brasa ao ar livre.
( ) A expressão da constante de equilíbrio para a reação: \mathrm{CuSO}_{4}(\mathrm{~s}) \rightleftarrows \mathrm{CuO}(\mathrm{s})+\mathrm{SO}_{3}(\mathrm{~g}) é: \mathrm{K}=[\mathrm{CuO}(\mathrm{s})] \cdot\left[\mathrm{SO}_{3}(\mathrm{~g})\right] /\left[\mathrm{CuSO}_{4}(\mathrm{~s})\right].
( ) Para qualquer reação em equilíbrio, \Delta G<0.
( ) Se uma mistura de reação que não estiver em equilíbrio contiver mais produtos do que reagentes, \Delta G>0 para a reação direta.
( ) Em alguns casos, uma equação química pode ser expressa como a soma de duas ou mais equações químicas, neste caso, a constante de equilíbrio da reação total é o produto da constante de equilíbrio das reações parciais.
( ) No equilíbrio químico, as concentrações de reagentes e as de produtos sempre são iguais, desde que o equilibrio não seja perturbado por um efeito externo.

Passo 1

O enunciado apresenta quinze afirmações sobre termodinâmica, cinética química e equilíbrio químico. Precisamos analisar cada afirmação usando os conceitos de função de estado versus função de trajetória (calor e trabalho), definição de entropia, processos adiabáticos, espontaneidade (ΔH, ΔS, ΔG), teoria das colisões, energia de ativação, molecularidade, constante de equilíbrio e condição de equilíbrio (ΔG, Q e K).

Passo 2

Analisando as afirmações 1 a 5, que envolvem calor, trabalho, entropia e processos termodinâmicos:
Afirmação 1: calor e trabalho são fenômenos de fronteira (isto é, dependem do caminho) e não funções de estado. Portanto, é falsa.
Afirmação 2: entropia é função de estado e, para processo reversível, vale
dS = \frac{\delta Q_{\text{rev}}}{T}.
Logo, é verdadeira.
Afirmação 3: na ebulição, o sistema ganha desordem passando de líquido para gás, assim \Delta S_{\text{sis}}>0. Portanto, verdadeira.
Afirmação 4: processo adiabático ocorre sem troca de calor \delta Q=0, então a afirmação de que há transferência de calor está incorreta. É falsa.
Afirmação 5: diluição de ácido sulfúrico concentrado é exotérmica \Delta H<0, não endotérmica. Embora \Delta S>0 e \Delta G<0 sejam corretos, o sinal de \Delta H dado está errado. É falsa.

Passo 3

Analisando as afirmações 6 a 10, relacionadas à teoria das colisões e cinética:
Afirmação 6: ao aumentar a temperatura, a fração de moléculas com energia ≥ energia de ativação aumenta, não diminui. Falsa.
Afirmação 7: molecularidade de uma reação elementar é o número de partículas envolvidas no evento elementar. Verdadeira.
Afirmação 8: segundo a teoria das colisões, é preciso energia cinética ≥ energia de ativação e orientação correta para a reação ocorrer. Verdadeira.
Afirmação 9: quanto maior a energia de ativação E_a, menor a constante de taxa e, portanto, menor a velocidade de reação. Verdadeira.
Afirmação 10: em oxigênio puro a concentração de O_{2} é maior do que no ar, logo a velocidade seria maior, não menor. Falsa.

Passo 4

Analisando as afirmações 11 a 15, sobre equilíbrio químico e espontaneidade:
Afirmação 11: em equilíbrio heterogêneo, as atividades de sólidos são iguais a 1, então a expressão não inclui as concentrações de sólidos. A forma dada está incorreta. Falsa.
Afirmação 12: no equilíbrio termodinâmico, \Delta G=0. Logo, afirmar \Delta G<0 para qualquer reação em equilíbrio é falso.
Afirmação 13: se a mistura tem mais produtos que reagentes, então a razão de reação Q>K, de modo que \Delta G>0 para a reação direta. Verdadeira.
Afirmação 14: quando somamos reações, a constante de equilíbrio global é o produto das constantes das etapas parciais. Verdadeira.
Afirmação 15: no equilíbrio químico, as velocidades direta e inversa se igualam, mas as concentrações de reagentes e produtos não precisam ser iguais. Falsa.

Resposta

F
V
V
F
F
F
V
V
V
F
F
F
V
V
F

Exercícios relacionados