Question

O ácido nítrico (HNO3) é um ácido forte, de comercialização controlada, pois é utilizada na produção de explosivos, como TNT (trinitrotolueno). O HNO3 pode ser obtido a partir da reação representada pela equação química:
N2O5 (g) + H2O (ℓ) -> 2 HNO3 (aq)
Dadas as equações termoquímicas:
I. N2 (g) + 3 O2 (g) + H2 (g) -> 2 HNO3 (aq) ΔH = - 415 kJ
II. 2 H2 (g) + O2 (g) -> 2 H2O (ℓ) ΔH = - 572 kJ
III. 2 N2 (g) + 5 O2 (g) -> 2 N2O5 (g) ΔH = + 22 kJ

Determine:
a) a quantidade de calor envolvida na produção de ácido nítrico a partir do pentóxido de dinitrogênio;
b) a classificação da reação quanto à liberação ou absorção de energia;
c) a quantidade de calor envolvida na produção de 5 mols de HNO3.

Answer 1

A reação é:
N2O5 (g) + H2O (ℓ) -> 2 HNO3 (aq)
É dada as reações de formação (apartir de substâncias simples) das substâncias:
I. N2 (g) + 3 O2 (g) + H2 (g) -> 2 HNO3 (aq) ΔH = - 415 kJ 
ΔHf(HNO3(aq))=-415/2=-207,5 kJ/mol

II. 2 H2 (g) + O2 (g) -> 2 H2O (ℓ) ΔH = - 572 kJ 
ΔHf(H2O(l))= - 572/2=-286 kJ/mol 

III. 2 N2 (g) + 5 O2 (g) -> 2 N2O5 (g) ΔH = + 22 kJ
ΔHf(N2O5(g))= + 22/2=11 kJ/mol 

Temos que:
ΔH=∑ΔHf(produtos) - ∑ΔHf(reagentes)
Neste caso:
ΔH=2.Δf(HNO3(aq)) -[ΔHf(N2O5)+ΔHf(H2O)]
Substituindo os valores:
ΔH=2.-207,5 -[11-286]=-140kJ

Temos:
a) N2O5 (g) + H2O (ℓ) -> 2 HNO3 (aq)   ΔH=-140kJ   (-70kJ/mol de HNO3)

b) É uma reação exotérmica, pois libera energia.

c) ΔH=-70kJ/mol de HNO3
Então 5mols darão:
ΔH=5.-70=-350kJ

Espero ter ajudado =)