exercicios resolvidos quimica v

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EXERCCIOS RESOLVIDOS DE QUMICA V01. Com a atual crise energtica mundial, cresceu o interesse na utilizao do H2 como combustvel, devido grande quantidade de energia liberada por grama na sua combusto. Contudo, os balanos energtico e econmico envolvidos na utilizao imediata desse combustvel ainda so desfavorveis. Analise a reao abaixo. 2H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) + 478 kJ

Assinale a alternativa correta. A) A combusto de um mol de H2(g) consome mol de O2(g), formando um mol de H2O(g), e liberando 239 kJ de calor. B) A reao inversa, de decomposio de um mol de gua, fornece quatro mols de tomos de hidrognio. C) A reao representativa do processo acima descrito envolve transferncia de ons hidrognio (H3O+). D) Por serem espcies isoeletrnicas, hidrognio e oxignio reagem prontamente para formar gua. E) A quantidade de energia envolvida no processo descrito independe da quantidade de material consumido.

Questo 1, alternativa A

Assunto: itens III, VI vestibular.

e VII do programa de qumica dofundamentais, relaes de

Comentrios: requer conhecimentos conceituais massas nas reaes qumicas e termoqumicas.

Soluo: pela estequiometria da reao, tem-se a seguinte relao em mols dos reagentes (H2 e O2) e do produto (H2O), respectivamente: 1::1, com uma variao total de entalpia de 239 kJ/mol de H2 consumido ou de H2O formado. Portanto, somente a alternativa A correta.

02. Considere a espcie qumica molecular hipottica XY2, cujos elementos X e Y possuem eletronegatividades 2,8 e 3,6, respectivamente. Experimentos de susceptibilidade magntica indicaram que a espcie XY2 apolar.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brCom base nessas informaes, correto afirmar que a estrutura e as ligaes qumicas da molcula XY2 so, respectivamente: A) B) C) D) E) piramidal e covalentes polares. linear e covalentes polares. bipiramidal e covalentes apolares. angular e covalentes apolares. triangular e covalentes apolares.

Questo 2, alternativa B Assunto: item V do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento de ligao qumica, polaridade e frmulas estruturais.Soluo: h uma considervel diferena dos valores de eletronegatividade dos tomos X e Y, o que justifica serem as ligaes qumicas presentes na molcula de XY2 do tipo covalente polar. Neste caso, a densidade de carga negativa tende a concentrar-se na espcie Y. Como os experimentos de susceptibilidade magntica indicaram ser esta espcie apolar, teremos por conseqncia o requerimento de uma geometria linear para a molcula XY2. Portanto, somente a alternativa B correta. 03. Uma das estratgias da indstria cosmtica na fabricao de desodorantes baseiase no uso de substncias que obstruem os poros da pele humana, inibindo a sudorese local. Dentre as substncias utilizadas, inclui-se o sulfato de alumnio hexahidratado, Al2(SO4)3.6H2O. A configurao eletrnica correta do alumnio, tal como se encontra nessa espcie qumica, : A) B) C) D) E) idntica do elemento nenio 1s22s22p63s23p1 idntica a do on Ca2+ 1s22s22p3 (1s22s22p6)2

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brQuesto 3, alternativa A

Assunto: o item IV do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em distribuio eletrnica nos tomos.Soluo: o alumnio possui configurao eletrnica no estado fundamental 1s22s22p63s23p1. No composto Al2(SO4)3.6H2O, o Al encontra-se no estado de oxidao 3+, tendo, portanto, cedido trs eltrons da sua camada de valncia, adquirindo a configurao eletrnica 1s22s22p6, idntica ao do elemento nenio (Ne). Portanto, somente a alternativa A correta.

04. O dixido de nitrognio (NO2) um gs vermelho-marron, freqentemente visvel durante perodos de elevada poluio sobre as grandes cidades. O referido gs formado pela reao entre o monxido de nitrognio, emitido como resduo de processos industriais, e o oxignio atmosfrico: 2 NO( g ) + O2( g ) 2 NO2 ( g )

Considerando as possveis interpretaes da equao qumica dada, assinale a alternativa correta. A) Duas molculas de NO reagem com um tomo de O2 para fornecer duas molculas de NO2. B) O coeficiente 2, em 2 NO, indica a participao de duas molculas de nitrognio e duas de oxignio. C) A equao balanceada indica que h uma correlao de dois mols de tomos de N para quatro mols de tomos de O nos reagentes. D) A ausncia de coeficiente para o O2 indica que o mesmo no participa efetivamente da reao. E) A equao no est balanceada, pois existem duas molculas de O2 nos produtos e somente uma nos reagentes.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brQuesto 4, alternativa C

Assunto: itens III e VI do programa de qumica do vestibular. Comentrios: Requer conhecimento em leis ponderais e equaes qumicas. Soluo: A equao qumica balanceada, para uma determinada reao, indica a relao entre quantidades molares de tomos e/ou molculas de reagentes e produtos envolvidos na mesma, atravs dos coeficientes ( esquerda de cada espcie), denominados coeficientes estequiomtricos. Para a reao dada na questo, a equao balanceada indica que h uma correlao de dois mols de tomos de N para quatro mols de tomos de O, nos reagentes. Portanto, somente a alternativa C correta.

05. Freqentemente, os avanos tecnolgicos so originados de descobertas cientficas bsicas. Por exemplo, a descoberta da bateria de ltio viabilizou o uso dos marcapassos cardacos, possibilitando, assim, o prolongamento da vida humana sem, entretanto, ter sido concebida para tal. Dentre as vantagens das baterias de ltio, incluem-se sua pequena dimenso, baixo peso e elevado contedo energtico. Considerando as semi-reaes abaixo, para fins comparativos, assinale a alternativa correta. Li+(aq) + e Zn2+(aq) + 2e A) B) Li(s), Zn(s), Eo = 3,05 V Eo = 0,76 V

O zinco metlico oxidado espontaneamente na presena do on ltio. O ltio metlico um agente redutor mais forte do que o zinco metlico.

C) O on ltio e o zinco metlico, em soluo eletroltica, formam uma clula galvnica. D) E) O potencial padro da reduo de dois mols de ons Li+, 6,10 V.

Dentre os metais alcalinos, o ltio possui a mais elevada energia de ionizao.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brQuesto 5, alternativa B

Assunto: item XI do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em classificao de clulas eletroqumicas, agentes oxidante e redutor e clculo de potencial formal de reaes redox. Soluo: de acordo com as equaes dadas, para que o processo seja espontneo, necessria a seguinte relao entre as semireaes:

Zn2+(aq) + 2e2Li(s)

Zn(s) 2Li+(aq) + 2e-

Eo = - 0,76 V Eo = 3,05 V

________________________________________________ Zn2+(aq) + 2Li(s) Zn(s) + 2Li+(aq); Eo = 2,29 V

O on Zn2+(aq) reduzido pelo Li(s) que, por sua vez, oxidado a Li +. Isso ocorre devido ao menor valor de potencial de reduo do on Li+(aq) (-3,05 V) em relao ao do on Zn2+(aq) (-0,76 V). Dessa forma, o Li(s) um agente redutor mais forte do que o Zn(s). Na reao descrita, o Li(s) atua como agente redutor enquanto que o Zn2+ atua como agente oxidante. Portanto, somente a alternativa B correta.

06. Dentre as diversas alternativas de uso da energia solar, os denominados aquecimentos solares ativos baseiam-se nos efeitos trmicos originados das reaes qumicas. Por exemplo, a reao reversvel de formao do sulfato de sdio decahidratado pode ser usada para estocar energia solar. Em temperaturas acima de 32,3 oC, o sal hidratado absorve calor, liberando molculas de gua, formando soluo concentrada do sal. Quando a temperatura cai abaixo de 32,3 oC, o sal rehidratado e calor liberado da reao reversa. Na2SO4.10H2O(s) Na2SO4(aq) + + calor Na2SO4(aq) + 10H2O(l) + calor

10H2O(l) Na2SO4.10H2O(s)

Assinale a alternativa correta.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brA) A eficincia na troca de calor durante o processo ser tanto maior quanto menores forem as variaes de temperatura experimentadas, T2 T1 (T2 > 32,3 oC > T1). B) Em temperaturas acima de 32,3 oC, as ligaes qumicas H-O so quebradas liberando calor. C) O calor envolvido nas reaes origina-se da quebra das ligaes Na-S, S-O e da formao das ligaes do sal hidratado. D) O processo reversvel descrito exotrmico em valores de temperatura acima de 32,3 oC, tornando-se endotrmico em temperaturas abaixo de 32,3 oC. E) As variaes de calor das reaes originam-se da liberao ou da absoro de gua da rede cristalina do sal.

Questo 6, alternativa E Assunto: itens V e VII do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em energia das ligaes qumicas e variao de energia das reaes qumicas. Soluo: nos sistemas de aquecimento solares ativos, a energia do sol capturada por uma mudana qumica ou fsica endotrmica que mais tarde pode ser revertida para liberar a energia armazenada. A formao reversvel de um sal hidratado (Na2SO4.10H2O(s)), por exemplo, pode ser usada para armazenar energia durante os dias ensolarados e liberar energia no perodo noturno ou em dias nublados. No exemplo descrito nesta questo, o Na2SO4.10H2O(s) usado com essa finalidade. Em temperaturas acima de 32,3 oC, o sal hidratado absorve calor e libera as molculas de gua de sua rede cristalina, formando uma soluo concentrada de sulfato de sdio, Na 2SO4(aq). Quando a temperatura cai abaixo de 32,3 oC, o sal rehidratado e calor liberado na reao reversa: Na2SO4.10H2O(s) Na2SO4(aq) + + calor Na2SO4(aq) + 10H2O(l) + (acima de 32,3 oC) (abaixo de 32,3 oC)

10H2O(l)

Na2SO4.10H2O(s)

calor

A variao de calor observada nesse sistema se origina da liberao ou absoro de gua da rede cristalina do sal e ser tanto maior quanto maiores forem as variaes de temperatura experimentadas T2-T1 (T2 > 32,3 oC > T1). Portanto, somente a alternativa E correta.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.br07. Os dentes humanos so compostos essencialmente de carbonato de clcio, CaCO 3, e hidroxiapatita, [Ca10(PO4)6(OH)2]. Apesar de serem a composio do corpo humano de maior dureza, os dentes so atacados por cidos, originando as cries. Quando regularmente utilizadas, as pastas de dentes contendo ons fluoretos (F -) ocasionam a substituio dos ons hidroxilas da hidroxiapatita, formando a fluoroapatita [Ca10(PO4)6F2]. Essa substncia apresenta maior dureza e menos susceptvel ao ataque cido, tornando os dentes mais resistentes s cries. Assinale a alternativa que justifica corretamente os dados cientficos relatados acima. A) Dureza e acidez so consideradas, respectivamente, exemplos tpicos de propriedades qumica e fsica das substncias. B) Os ons hidroxilas liberados da reao da hidroxiapatita com os ons fluoretos reagem com os ons carbonatos, formando o [CO3(OH)2]. C) Os ons fluoretos participam da molcula da fluoroapatita, atravs de ligaes covalentes apolares com os tomos de clcio. D) Os ons fluoretos formam ligaes inicas mais fortes na estrutura cristalina da fluoroapatita, devido a sua elevada densidade de carga negativa. E) Dentre os halognios, o flor possui a menor eletronegatividade, sendo, portanto, o mais reativo.

Questo 7, alternativa D

Assunto: itens I, IV, V e VI do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em propriedades fsicas e qumicas, propriedades peridicas dos elementos, ligao qumica e princpios de reatividade. Soluo: a substituio dos ons OH por ons F origina a fluoroapatita. Esta substncia apresenta maior dureza e menos susceptvel ao ataque cido, tornando os dentes mais resistentes s cries. Os ons fluoretos formam ligaes inicas mais fortes na estrutura cristalina da fluoroapatita, devido a sua elevada densidade de carga negativa. Portanto, a alternativa D a correta.

08. Os alvejantes so comumente constitudos de agentes oxidantes, que retiram eltrons dos materiais coloridos, transformando-os em outras substncias incolores, normalmente solveis em gua. Por exemplo, na limpeza de uma pea de roupa branca manchada de iodo (cor prpura), pode-se aplicar uma soluo aquosa de

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brtiossulfato de sdio (Na2S2O3), que originar produtos incolores e solveis em gua, conforme indicado abaixo. I2 (s) + 2Na2S2O3 (aq) 2NaI (aq) + Na2S4O6 (aq)

O valor aproximado do volume mnimo, em mL, de uma soluo 1,0 M de Na 2S2O3, necessrio para reagir completamente com 2,54 g de I2, ser: A) B) C) D) E) 40 10 20 0,01 0,04

Questo 8, alternativa C

Assunto: item VIII do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em unidades e clculos de concentrao das solues. Soluo: para reagir com 2,54g de I2, so necessrios 3,16g de Na2S2O3. O volume de soluo 1M de Na2S2O3 que contm essa quantidade da referida substncia : V = 3,16g /1mol.L-1x158g.mol-1 = 0,02L = 20mL. A alternativa C a correta.

09. O monxido de carbono (CO), um veneno metablico, incolor, inodoro e se apresenta no estado gasoso, temperatura ambiente. Isto confere ao CO a denominao de poluente imperceptvel. Quando inalado, o CO interfere no transporte de O2 no sangue, ao combinar-se com a hemoglobina, para formar a carboxihemoglobina. Oxihemoglobina + CO(g) k1k1 Carboxihemoglobina (aq) + O2(g)

Dado que a cintica da reao de formao da carboxihemoglobina de primeira ordem em relao a cada um dos reagentes, assinale a alternativa correta.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brA) A expresso que representa corretamente a lei de velocidade da reao inversa v = k1[carboxihemoglobina] / [O2], e k1 adimensional.

B) A lei de velocidade da reao direta dada por v = k 1[oxihemoglobina][CO], e as dimenses de k1 sero Lmol1s1. C) Quando os valores das concentraes iniciais da oxihemoglobina e do CO forem idnticos e diferentes de 1M, a expresso v = k1 representar corretamente a lei de velocidade da reao. D) A reao descrita dita de segunda ordem com relao aos reagentes, e a constante de velocidade k1 assume a dimenso L2mol2s. E) A etapa lenta da reao no oxihemoglobina e de monxido de carbono. influenciada pelas concentraes da

Questo 09, alternativa B

Assunto: item IX do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em velocidades das reaes qumicas, ordem de reaes qumicas, fatores que influenciam a velocidade das reaes qumicas.Soluo: na reao dada na questo, se a mesma de primeira ordem em cada um dos reagentes, implica que a reao global de segunda ordem. Desta forma, a lei que expressa velocidade v = k1[oxihemoglobina]x[O2], e a constante de velocidade k1 tem dimenses Lmol-1s-1. Portanto, a alternativa B a correta.

10. A temperatura normal de ebulio do 1-propanol, CH 3CH2CH2OH, 97,2 oC, enquanto o composto metoxietano, CH3CH2OCH3, de mesma composio qumica, entra em ebulio normal em 7,4 oC. Assinale a alternativa que compatvel com esta observao experimental. A) O mais elevado ponto de ebulio do 1-propanol deve-se principalmente s ligaes de hidrognio. B) O 1-propanol e o metoxietano ocorrem no estado lquido, temperatura ambiente. C) Geralmente, os lcoois so mais volteis do que os teres, por dissociarem mais facilmente o on H+.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brD) Em valores de temperatura abaixo de 7,4 oC, a presso de vapor do metoxietano maior do que a presso atmosfrica. E) Em valores de temperatura entre 7,4 e 96 oC, a presso de vapor do 1-propanol sempre maior do que a de igual quantidade do metoxietano.

Questo 10, alternativa A

Assunto: itens III e V do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimentos conceituais fundamentais e de ligaes qumicas.Soluo: a temperatura de ebulio de uma substncia a temperatura na qual a presso de vapor de um lquido igual presso externa do meio. A temperatura normal de ebulio a temperatura, na qual a substncia entra em ebulio quando a presso externa igual a 1 bar. O ponto de ebulio de uma substncia reflete a fora das interaes intermoleculares que atuam na mesma. No ponto de ebulio, deve ser fornecida uma energia suficiente para romper as foras atrativas entre as molculas. O 1-propanol e o metoxietano possuem a mesma composio elementar, C3H8O. No entanto, possuem funes qumicas diferentes. No 1propanol, a presena do grupo OH favorece as ligaes de hidrognio, tornando maior a atrao entre suas molculas do que entre as do metoxietano. Desta forma, para romper as interaes no 1-propanol, necessria uma maior quantidade de energia do que no metoxietano. Conseqentemente, o 1-propanol possui uma maior temperatura de ebulio. Portanto, a alternativa A a correta.

11. Os aminocidos so compostos orgnicos que, por condensao, originam as protenas, biopolmeros essenciais aos processos vitais das clulas. O aminocido (+) lisina (estrutura ao lado) apresenta, em soluo aquosa, uma rotao ptica especfica H2O). de + 13,5o (c 2,HO2C

H C NH2 (CH2)4 -NH2

Com base na anlise estrutural, correto afirmar que a molcula da (+) lisina tem: A) B) C) D) E) um plano de simetria. uma configurao S e no pode ser dextrogira. um nico carbono assimtrico com configurao R. um nico carbono assimtrico com configurao S. uma configurao R e no pode ser levogira.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brQuesto 11, alternativa D

Assunto: item XIII do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento sobre isomeria estrutural e isomeria espacial (isomeria ptica). plana ou

Soluo: a molcula (+) lisina tem um nico carbono assimtrico [carbono ligado a quatro substituintes (ligantes) diferentes: NH2, CO2H, (CH2)4NH2 e H], sendo por conseguinte, assimtrica. O texto da questo informa que o aminocido dextrogiro: (+) lisina, [a]D = + 13,5o. Observando-se a escala de prioridades dos grupos ligantes (H2N = 1 > HO2C = 2 > H2N(CH2)4 = 3 > H = 4) verifica-se que a estrutura apresenta a ordem crescente de prioridade no sentido anti-horrio, sendo, portanto, de configurao S. Logo, a opo D a correta.

12. O on cianeto (CN-), quando na forma de cido ciandrico (HCN), um agente txico, no somente originado dos sais inicos utilizados em processos industriais, mas tambm naturalmente da hidrlise da amigdalina, substncia presente em sementes de ma, ameixa e pssego. A partir dessa informao, considere o equilbrio qumico descrito abaixo HCN(g) + H2O(aq) CN- (aq) + H3O+ (aq); Ka = 1 x 10-10.

Assinale a alternativa correta. A) A elevada acidez do HCN destacada pelo valor de pKa = 10. Em solues com valores de pH acima de 10, h o favorecimento da formao do HCN. B) O HCN considerado um cido forte, e o valor de Ka justifica as mais elevadas concentraes de ons CN- e H3O+ comparativamente ao HCN, no equilbrio. C) O on cianeto uma base relativamente forte, razo pela qual reage prontamente com cidos fracos ou fortes para formar o cianeto de hidrognio. D) O HCN considerado um cido fraco, que, em solues com valores de pH muito abaixo de 10, ocorre majoritariamente na forma dissociada. E) A baixa acidez relativa do HCN ressaltada pelo modelo de Lewis, onde o on CNatua como um bom receptor de pares de eltrons sigma.

Vestibular1 A melhor ajuda ao vestibulando na Internet Acesse Agora! www.vestibular1.com.brQuesto 12, alternativa C

Assunto: item X do programa de qumica do vestibular. Comentrios: requer conhecimento em cidos e bases fracos e fortes, conceito e escala de pH.Soluo: a uma dada temperatura, a fora de um cido medida quantitativamente pela magnitude da sua constante de ionizao, Ka, que corresponde constante de equilbrio para a ionizao do cido. Quanto maior for o valor de Ka, mais forte ser o cido e maior ser a concentrao de ons H 3O+ no equilbrio. O baixo valor de Ka para o HCN indica que o mesmo um cido bastante fraco e, conseqentemente, possui uma baixa percentagem de ionizao. No equilbrio, existe uma maior concentrao da espcie no dissociada, HCN, comparativamente s espcies CN- e H3O+. A baixa acidez do HCN justificada pela forte basicidade do on CN- (bom doador de eltrons), o qual reage prontamente com cidos fracos ou fortes para formar o cianeto de hidrognio (HCN). Portanto, a alternativa C correta.

Fonte: christus