GABARITO: ALTERNATIVA E

A questão aborda o diborano (B2H6), um hidreto de boro altamente reativo, e pede para calcular a entalpia de formação deste composto utilizando a Lei de Hess.

Dados do problema:

Passo 1: Identificar a equação de formação do diborano.

A equação de formação do diborano é:

2B (s) + 3H₂ (g) → B₂H₆ (g)

Precisamos calcular a variação de entalpia (ΔH) para esta reação.

Passo 2: Aplicar a Lei de Hess para encontrar a entalpia de formação.

A Lei de Hess estabelece que a variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final, independentemente do caminho seguido. Podemos manipular as equações dadas para obter a equação de formação do diborano.

Vamos manipular as equações:

Manter a Equação 1 como está:

2B (s) + 3/2 O₂ (g) → B₂O₃ (s) ΔH₁ = -1273 kJ

Inverter a Equação 2:

B₂O₃ (s) + 3 H₂O (g) → B₂H6 (g) + 3 O₂ (g) ΔH₂ = +2035 kJ

Multiplicar a Equação 3 por 3 e inverter:

Somar as três equações:

Simplificar, cancelando os termos comuns em ambos os lados:

2B (s) + 3 H₂ (g) → B₂H6 (g)

Calcular a variação de entalpia total:

ΔH = ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ = (-1273 kJ) + (+2035 kJ) + (-726 kJ) = +36 kJ

Portanto, a entalpia de formação do diborano é +36 kJ/mol.

Passo 3: Analisar cada afirmativa.

Afirmativa I - CORRETA.

A equação 2 mostra:

O sinal positivo antes do valor de energia indica que a reação libera 2035 kJ, o que caracteriza uma reação exotérmica. Portanto, o ΔH = -2035 kJ (negativo para reações exotérmicas).

Afirmativa II - CORRETA.

Analisando as três equações:

Equação 1: 2B (s) + 3/2 O₂ (g) → B₂O₃ (s) + 1273 kJ

O sinal positivo antes do valor de energia indica que a reação libera 1273 kJ, portanto é exotérmica.

Equação 2:

O sinal positivo antes do valor de energia indica que a reação libera 2035 kJ, portanto é exotérmica.

Equação 3: H₂ (g) + 1/2 O₂ (g) → H₂O (g) + 242 kJ

O sinal positivo antes do valor de energia indica que a reação libera 242 kJ, portanto é exotérmica.

Todas as três reações são exotérmicas.

Afirmativa III - CORRETA.

Conforme calculado no Passo 2, a entalpia de formação do diborano é +36 kJ/mol.

Conclusão:

Estão corretas todas as afirmativas I, II e III, correspondendo à alternativa E.