Com base na tabela abaixo, determine a variação de entalpia para a reação seguinte: 3 Cl2 + 2 NH3  6 HCl + N2 Energias de ligação (kcal/mol) H—N 93 H—H 104 C—C 83 H—CL 103 N—N 38 Cl—CL 58 N≡N 225​

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de termodinâmica química! A gente precisa encontrar a variação de entalpia (ΔH) para a reação:
3 , Cl2 + 2 , NH3 6 , HCl + N2
Vamos usar os valores das energias de ligação fornecidos na tabela. Para isso, precisamos entender quais ligações estão sendo quebradas nos reagentes e quais estão sendo formadas nos produtos.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as ligações que estão sendo quebradas nos reagentes:
  • Cl₂: Cada molécula de Cl₂ tem uma ligação Cl–Cl. Como temos 3 Cl₂, serão quebradas $ 3 \times 1 = 3 $ ligações Cl–Cl.
  • NH₃: Cada molécula de NH₃ tem 3 ligações H–N. Com 2 NH₃, teremos $ 2 \times 3 = 6 $ ligações H–N sendo quebradas.
Agora, as ligações formadas nos produtos:
  • HCl: Cada HCl tem uma ligação H–Cl. Como temos 6 HCl, serão formadas $ 6 \times 1 = 6 $ ligações H–Cl.
  • N₂: A molécula de N₂ tem uma ligação N≡N. Temos 1 N₂, então é formada 1 ligação N≡N.

Passo 3

Vamos agora usar as energias de ligação para calcular a energia total envolvida na quebra e na formação das ligações.
Energia para quebrar as ligações (endotérmica):
Energia total para quebrar = (3 times 58) + (6 times 93)
= 174 + 558 = 732 , kcal/mol
Energia liberada na formação das ligações (exotérmica):
Energia total para formar = (6 times 103) + (1 times 225)
= 618 + 225 = 843 , kcal/mol

Passo 4

Agora, vamos calcular a variação de entalpia da reação usando a fórmula:
De
Substituindo os valores que encontramos:
De

Resposta

A variação de entalpia para a reação é -111 , kcal/mol.

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