o anglo resolve a prova de química...

É trabalho pioneiro.Prestação de serviços com tradição de confiabilidade.Construtivo, procura colaborar com as Bancas Examinadoras em suatarefa de não cometer injustiças.Didático, mais do que um simples gabarito, auxilia o estudante noprocesso de aprendizagem, graças a seu formato: reprodução de cadaquestão, seguida da resolução elaborada pelos professores do Anglo.No final, um comentário sobre as disciplinas.

O Instituto Tecnológico de Aeronáutica — ITA — é uma escola deengenharia mundialmente conhecida.Com o mesmo zelo com que trata seus excelentes cursos (Engenha-ria Aeronáutica, Engenharia Mecânica Aeronáutica, Engenharia deInfra-Estrutura Aeronáutica, Engenharia Elétrica e Engenharia deComputação), trata seu vestibular, que é realizado em 4 dias:1º- dia: FÍSICA, com 20 questões de múltipla escolha e 10 questõesdissertativas.2º- dia: PORTUGUÊS, com 25 questões de múltipla escolha e umaredação, e INGLÊS, com 20 questões de múltipla escolha.3º- dia: MATEMÁTICA, com 20 questões de múltipla escolha e 10questões dissertativas.4º- dia: QUÍMICA, com 20 questões de múltipla escolha e 10questões dissertativas.A prova de Inglês é eliminatória e não entra na classificação final.Em Matemática, Física e Química, as questões de múltipla escolhaequivalem a 50% do valor da prova, e a parte dissertativa, aos ou-tros 50%.Na prova de Português, as questões de múltipla escolha equivalema 50% do valor da prova, e a Redação, a 50%.Só é corrigida a parte dissertativa dos 650 melhores classificadosnas questões de múltipla escolha.Serão considerados aprovados nos exames de escolaridade os candi-datos que obtiverem nota igual ou superior a 40 (na escala de 0 a100) e média igual ou superior a 50 (na escala de 0 a 100).A nota final é a média aritmética das provas de Matemática, Física,Química e Português.

oanglo

resolve

a prova deQuímica

do ITAdezembrode 2007

3ITA/2008 ANGLO VESTIBULARES

Considere a equação química, não balanceada, que representa a reação do sulfeto de cádmio em solução aquosade ácido nítrico:

CdS + HNO3 → Cd(NO3)2 + NO + Y + H2O

Pode-se afirmar que, na equação química não balanceada, a espécie Y éA) Cd(HSO4)2B) CdSO4C) SO3D) SO2E) S

HNO3 + 3H+ + 3e– → NO + 2H2O (⋅ 2)

S2– → S0 + 2e– (⋅ 3)

2HNO3 + 6H+ + 6e– → 2NO + 4H2O

3S2– → 3S0 + 6e– (+)

2HNO3 + 6H+ + 3S2– → 2NO + 4H2O + 3S0

CdS + HNO3 → Cd(NO3)2 + NO + S + H2O–2 +5 +5 +2 0

S(–2 → 0) ∴ cedeu 2e– 3S

N(+5 → +2) ∴ recebeu 3e– 2HNO3 (que se reduziu)

2HNO3 (que se reduziu) → 2NO

3CdS + 8HNO3 → 3Cd(NO3)2 + 2NO + 3S + 4H2O

Resposta: E

Considere as reações químicas representadas pelas equações abaixo:

I. H3CCHCH2 + HI → H3CCHICH3

II. H3CCOOH + NaOH → H3CCOONa + H2O

III. LiAlH4 + 4(H3C)2CO + 4H2O → 4(H3C)2CHOH + LiOH + Al(OH)3IV. C6H6ONa + CH3CH2Cl → C6H6OCH2CH3 + NaCl

V. H3CCH2OH + HCl → H3CCH2Cl + H2O

Assinale a opção que apresenta as equações químicas que configuram reações de óxido-redução.A) Apenas I e IIB) Apenas I e IIIC) Apenas II e IVD) Apenas III e IVE) Apenas V

Questão 2▼▼

Resolução

Questão 1▼▼

AAAUUUQQQ ÍÍÍMMMIIICCC

Considerando que cada par covalente seja “transferido” para o átomo mais eletronegativo, obtêm-se osseguintes números de oxidação:

EQUAÇÃO I

O carbono secundário se oxida de –1 para zero.O carbono primário da dupla se reduz de –2 para –3.

EQUAÇÃO II

Não houve oxidorredução

EQUAÇÃO III

Li Al H4 → “hidreto metálico” ⇒ Nox do H = –1+1 +3 –1

Como todos os hidrogênios dos produtos possuem Nox = +1, houve oxidação:

H oxidação

→ H–1 +1

O processo de redução ocorre na transformação de uma cetona em álcool secundário.

EQUAÇÃO IV

Não houve oxido-redução.

——— O–Na+

–2 +1 H — C — C — Cl

——

H H

H H

+–1

–1–3C6H5ONa

— O — C — C — H

——

H

H

——

H

H–2

–1 –3

+ NaCl+1 –1

C5H5OCH2CH3

— C —

——

O

+2

redução — C —

—

O — H

—

H

zero

NOX do C = +2 NOX do C = zero

H3C — C ———

O — H

O

+ NaOH

–1 +1

+1 –2 +1

———

O– Na+ + H2O

O

–1 +1 +1 –2

H3C — C

H — C — C — C — H

—H

—

H

—

I

+1—Hzero

—H–3

–1

–3H — C — C —— C — H + HI

—H

—

H

+1

+1

+1

—

H

–1

+1

–2

—H +1

+1

+1 –1

–3

H

—

Resolução


EQUAÇÃO V

Não houve oxido-redução.

Resposta: E

Uma amostra de um ácido dicarboxílico com 0,104g de massa é neutralizada com 20cm3 de uma solução aquosa0,1molL–1 em NaOH. Qual das opções abaixo contém a fórmula química do ácido constituinte da amostra?A) C2H2O4B) C3H4O4C) C4H4O4D) C4H6O4E) C5H8O4

Massa do ácido dicarboxílico = 0,104gNaOH V = 20cm3 = 20 ⋅ 10–3L

ηη = 0,1 mol ⋅ L–1

0,1mol NaOH 1,0Lx 20 ⋅ 10–3L

x = 2 ⋅ 10–3mol NaOHx = 2 ⋅ 10–3mol OH–

Ácido dicarboxílico → 2H+ por molécula de ácidoNeutralização 1H+ = 1OH–

2 ⋅ 10–3mol OH– neutralizam 2 ⋅ 10–3mol H+

1442443

1mol ácido 2mol H+

x 2 ⋅ 10–3 mol H+

x = 10–3 mol do ácido

10–3 mol ácido 0,104g1mol ácido x

x = 104g = massa molar do ácido

Dentre as alternativas, o único ácido dicarboxílico de massa molar = 104g/mol é:

Resposta: B

C — C — C ———

OH

O———

HO

O

H2

ácido propanodióico = C3H4O4

Resolução

Questão 3▼▼

——

H — C — C — O — H

H

H

——

H

H–3 –1

–2 +1

——

C — C — Cl

–1

–1 –2+1 +1+ H — O — H

+ HCl+1 –1


Carbamato de amônio sólido (NH2COONH4) decompõe-se em amônia e dióxido de carbono, ambos gasosos.Considere que uma amostra de carbamato de amônio sólido esteja em equilíbrio químico com CO2(g) eNH3(g) na temperatura de 50°C, em recipiente fechado e volume constante. Assinale a opção CORRETA queapresenta a constante de equilíbrio em função da pressão total P, no interior do sistema.

A) 3P D) 2/9P2

B) 2P2 E) 4/27P3

C) P3

NH2COONH4(s) →← 2NH3(g) + CO2(g)

No equilíbrio as pressões parciais são proporcionais ao número de mol, nas mesmas condições.Como o número de mol de NH3 é o dobro do número de mol do CO2, temos:

PNH3= 2 ⋅ PCO2

Considerando que:PCO2

= xPNH3

= 2x

No equilíbrio, a pressão total P é a soma das pressões parciais. Assim:P = PNH3

+ PCO2

P = 2x + xP = 3x

Na expressão do kP, temos:

kP = (PNH3)2 ⋅ (PCO2

)

kP = (2x)2 ⋅ x

kP = 4x3

Sendo , substituindo na expressão do kp, temos:

Resposta: E

Considere cinco frascos contendo, cada um, uma solução aquosa saturada de sulfato de cálcio em equilíbrioquímico com seu corpo de fundo. A cada um dos cinco frascos é adicionada uma solução aquosa saturada, semcorpo de fundo, de um dos seguintes sais, respectivamente:

I. CaSO4 IV.NaCl

II. CaCl2 V.KNO3III. MgSO4

Assinale a opção que indica os sais cujas soluções aquosas saturadas aumentam a massa do sulfato de cálciosólido nos frascos em que são adicionadas.A) Apenas I e II D) Apenas III e IVB) Apenas I e IV E) Apenas IV e VC) Apenas II e III

Questão 5▼▼

kP

P =427

3

kP

P =

4

3

3

xP

=3

Resolução

Questão 4▼▼


Ocorrerá precipitação de CaSO4(s) se o equilíbrio for deslocado para a esquerda.

CaSO4(s) →← Ca2+(aq) + SO2–4 (aq)

A adição de uma solução saturada de CaSO4(aq) não desloca o equilíbrio, pois as concentrações molares per-manecem as mesmas.Nos casos das soluções dos sais CaCl2 e MgSO4, ocorrerá precipitação de CaSO4(s) devido ao efeito do íon

comum — respectivamente Ca2+(aq) e SO2–4 (aq).

As soluções IV e V não deslocam o equilíbrio.

Resposta: C

Um frasco contém uma solução aquosa de brometo de sódio e outro frasco, uma solução aquosa de ácidoclorídrico saturada nos gases componentes do ar atmosférico. O conteúdo de cada um dos frascos é mistura-do e ocorre uma reação química. Qual das opções abaixo contém a equação química que melhor representaa reação acima mencionada?

A) 2Cl –(aq) + 2H+(aq) + O2(g) → H2O(l) + Cl2(g)

B) 4Br –(aq) + O2(g) + 4H+(aq) → 2Br2(l) + 2H2O(l)

C) Cl –(aq) + O2(g) + H+(aq) → HClO3(aq)

D) 2Br –(aq) + 2H+(aq) → Br2(l) + H2(g)

E) 2Cl –(aq) + H2O(l) + O2(g) → 2OH–(aq) + Cl2(g)

Por ser o cloro mais eletronegativo do que o bromo, este apresenta maior potencial de redução.

EredCl2

� EredBr2

Nessa reação teremos, assim, a oxidação do íon Br–:

EoxiBr– � E

oxiCl–

2Br–(aq) → Br2(l) + 2e–

Os elétrons perdidos nessa oxidação serão recebidos pelo O2(g) em meio ácido (H+(aq)).

O2(g) + 4H+(aq) + 4e– → 2H2O(l)

Somando as semi-reações, temos:

4Br–(aq) → 2Br2(l) + 4e–

O2(g) + 4H+(aq) + 4e– → 2H2O(l)

4Br–(aq) + O2(g) + 4H+(aq) → 2Br2(l) + 2H2O(l)

Resposta: B

Na+

Br–

+ H+

Cl–ocorre reaçãoN2

O2

Resolução

12

32

12

Questão 6▼▼Resolução


Assinale a opção CORRETA que corresponde à variação da concentração de íons Ag+ provocada pela adição,a 25°C, de um litro de uma solução 0,02molL–1 em NaBr a um litro de uma solução aquosa saturada em AgBr.Dado: KpsAgBr(298K) = 5,3 ⋅ 10–13.

A) 3 ⋅ 10–14 D) 1 ⋅ 10–4

B) 5 ⋅ 10–11 E) 1 ⋅ 10–2

C) 7 ⋅ 10–7

AgBr(s) →← Ag+(aq) + Br–(aq)x x x

KS = [Ag+] ⋅ [Br–]

5,3 ⋅ 10–13 = x2

x = 7,28 ⋅ 10–7mol/L

A concentração inicial de Ag+(aq) é igual a 7,28 ⋅ 10–7mol/L.A adição de 1,0L de solução 0,02mol/L de NaBr a 1,0L de uma solução saturada de AgBr provocará umdeslocamento do equilíbrio para a esquerda, precipitando AgBr(s).Na mistura das soluções, a concentração do Br– adicionado é 0,01mol/L, pois o volume total é igual a 2,0L.Assim, teremos no equilíbrio:

AgBr(s) →← Ag+(aq) + Br–(aq)

KS = [Ag+] ⋅ [Br–]

5,3 ⋅ 10–13 = x ⋅ 10–2

A variação da concentração dos íons Ag+ é igual a:

7,28 ⋅ 10–7 – 5,3 ⋅ 10–11 ≅ 7 ⋅ 10–7mol/L

Resposta: C

O processo físico de transformação do milho em pipoca pode ser um exemplo de reação química. Se for assimentendido, qual é a ordem dessa reação, considerando um rendimento do processo de 100%?A) zero D) trêsB) um E) pseudozeroC) dois

The rate of popping of popcorn was measured in oil and in air. Kinetic data for lifetimes of individual kernelsfrom a large population were obtained in oil at six constant temperatures (180-250°C) and also in an air-popper at 202°C. The data are characterized by an induction period, which is, significantly, followed by a first-order decrease in the number of unpopped kernels versus time. The activation energy for the first orderprocess is 166.7kJ/mol between 180 and 210°C, and 53.8kJ/mol between 210 and 250°C. These data areconsistent with a model that assumes 1) that the rate of heat transfer into a kernel follows Newton’s law ofcooling; 2) that in a sample of kernels there exists a distribution of critical pressures; 3) that for an individualkernel, the probability of popping is directly proportional to the difference between the internal aqueous

Resolução

Questão 8▼▼

x mol L= =⋅

⋅5 3 10

105 3 10

13

211,

, /–

––

0 01

7 28 102

7,

, –+

⋅

Resolução

Questão 7▼▼


x 0,01mol/L1442443

vapor pressure and the kernel’s critical pressure; and 4) that the measured rate constant at any temperatureis an average overall of the kernels in the sample with critical pressures equal to or less than the internalaqueous vapor pressure. Minimum popping temperatures predicted by the model are 181 ± 2°C (oil) and 187± 2°C (air), in good agreement with previously reported direct measurements.

Publisher: American Association of Cereal Chemists, Inc.Resposta: B

A reação hipotética A(s) + B(aq) → C(g) + D(aq) + E(l) é autocatalisada por C(g). Considerando que essareação ocorre em sistema fechado, volume constante e sob atmosfera inerte, assinale a opção que apresenta acurva que melhor representa a variação da massa de A(s), mA, em função do tempo, desde o início da reação atéimediatamente antes do equilíbrio químico ser estabelecido dentro do sistema.A) D)

B) E)

C)

Na autocatálise, o produto da reação é o catalisador (C); desse modo, a reaçãoserá mais rápida com o passar do tempo, pois a concentração do catalisadoraumenta, o que é verificado no gráfico E.

Resposta: E

Dois recipientes contêm volumes iguais de dois líquidos puros, com calores específicos diferentes. A mistura dosdois líquidos resulta em uma solução ideal. Considere que sejam feitas as seguintes afirmações a respeito das pro-priedades da solução ideal resultante, nas condições-padrão e após o estabelecimento do equilíbrio químico:

I. A temperatura da solução é igual à média aritmética das temperaturas dos líquidos puros.II. O volume da solução é igual à soma dos volumes dos líquidos puros.

III. A pressão de vapor da solução é igual à soma das pressões parciais de vapor dos líquidos constituintes da mesma.

Assinale a opção CORRETA que contém a(s) propriedade(s) que é(são) apresentada(s) pela solução resultante.A) Apenas I e II D) Apenas II e IIIB) Apenas I e III E) Apenas IIIC) Apenas II

Questão 10▼▼

mA

tempo

Resolução

mA

tempo

mA

tempo

mA

tempo

mA

tempo

mA

tempo

Questão 9▼▼


Afirmação I. Falsa. A temperatura final depende da massa de cada líquido e de seu calor específico.Afirmação II. Correta. A soma de volumes é verdadeira no caso de formação de soluções ideais.Afirmação III. Correta.Em uma solução ideal, cada componente tem uma pressão de vapor dada pela lei de Raoult:

Líquido puro A = PA = xA(l)PA

Líquido puro B = PB = xB(l)PB

onde xA(l) é a fração molar de A na mistura líquida e PA é a pressão de vapor de A puro; o mesmo vale para B.Pela lei de Dalton, a pressão total do vapor é a soma das pressões parciais.

Ptotal = PA + PB = xA(l) ⋅ PA + xB(l) ⋅ PB

Resposta: D

Uma tubulação de aço enterrada em solo de baixa resistividade elétrica é protegida catodicamente contra corro-são, pela aplicação de corrente elétrica proveniente de um gerador de corrente contínua. Considere os seguintesparâmetros:

I. Área da tubulação a ser protegida: 480m2;II. Densidade de corrente de proteção: 10mA/m2

Considere que a polaridade do sistema de proteção catódica seja invertida pelo período de 1 hora. Assinale aopção CORRETA que expressa a massa, em gramas, de ferro consumida no processo de corrosão, calculada emfunção de íons Fe2+(aq). Admita que a corrente total fornecida pelo gerador será consumida no processo decorrosão da tubulação.

A) 1 × 10–3 D) 5B) 6 × 10–2 E) 20C) 3 × 10–1

Para a área de 1,0m2, teremos:

i = 10mA = 10–2At = 3600s = 36 ⋅ 102sQ = i ⋅ t = (10–2) (36 ⋅ 102) = 36C

corrosãoFe(s) → Fe(aq) + 2e–

1mol 2mol55,85g 2(9,65 ⋅ 104)C

m 36C

m = = 1,04 ⋅ 10–2g(55,85) ⋅ (36)

2 ⋅ 9,65 ⋅ 104

Resolução

Questão 11▼▼

PA,puro

PB,puro

P = PA + PB

PA

PB

0Fração molar de A, xA

1

Pres

são

Resolução


Para a área de 480m2:

m = 480(1,04 ⋅ 10–2g) = 499 ⋅ 10–2g = 4,99g

Resposta: D

Considere um elemento galvânico formado pelos dois eletrodos (I e II), abaixo especificados e mantidos sepa-rados por uma ponte salina:Eletrodo I: chapa retangular de zinco metálico parcialmente mergulhada em uma solução aquosa

1,0 × 10–3molL–1 de cloreto de zinco;Eletrodo II: chapa retangular de platina metálica parcialmente mergulhada em uma solução aquosa de ácido

clorídrico de pH = 2, isenta de oxigênio e sob pressão parcial de gás hidrogênio de 0,5atm.

Assinale a opção CORRETA que expressa o valor calculado aproximado, na escala do eletrodo padrão dehidrogênio (EPH), da força eletromotriz, em volt, desse elemento galvânico atuando à temperatura de 25°C,sabendo-se que log2 = 0,3 e E0

Zn2+/Zn = –0,76V (EPH).

A) 0,54 D) 0,84B) 0,64 E) 0,94C) 0,74

Eletrodo I: Zn2+(aq) + 2e– → Zn0(s)

Nas condições padrão ([Zn2+] = 1M) ⇒ ε0 = –0,76V

Para uma solução 1,0 × 10–3M de Zn2+:

ε = (–0,76) – 0,09

εI = –0,85V

Eletrodo II: 2H+(aq) + 2e– → H2(g)

Nas condições padrão ([H+] = 1M, PH2= 1atm) ⇒ ε0 = 0V

Para uma solução de pH = 2([H+] = 10–2M) e com PH2= 0,5atm:

ε = (0) –0,11

εII = –0,11V

Como numa pilha a ddp sempre é positiva, temos:

∆ε = ε(maior) – ε(menor)

∆ε = εII – εI

∆ε = (–0,11) – (–0,85)

∆ε = 0,74V

Resposta: C

ε = − ⋅−

( ),

log,

( )0

0 0592

0 5

10 2 2

ε ε= − ⋅+

02

0 059 2,log

[ ]n

P

H

H

ε = − − ⋅−

( , ),

log0 760 059

21

10 3

ε ε= − ⋅+

02

0 059 1,log

[ ]n Zn

Resolução

Questão 12▼▼


300 gramas de gelo a 0°C foram adicionados a 400 gramas de água a 55°C. Assinale a opção CORRETA para atemperatura final do sistema em condição adiabática.Dados: calor de fusão do gelo = 80calg–1; calor específico do gelo = 0,50calg–1K–1; calor específico da águalíquida = 1calg–1K–1.A) –4°C D) +3°CB) –3°C E) +4°CC) 0°C

Calor absorvido na fusão do gelo:Q = mL

Q = 24000 cal absorvidoConsiderando uma temperatura final da água de 0°C, temos:

Q = mc ∆t

Q = 22000 cal liberado até 0°CComo o calor absorvido é maior que o liberado, restará gelo fundente e a água resfriará até 0°C, ficando osistema com temperatura final de 0°C.Resposta: C

Assinale o valor da constante de equilíbrio, nas condições-padrão, da reação química descrita pela seguinteequação:

Sn2+(aq) + 2Fe3+(aq) Sn4+(aq) + 2Fe2+(aq)Dados eventualmente necessários: Potenciais de eletrodo em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio nascondições-padrão:

E0Fe2+/Fe = –0,44V E0

Fe3+/Fe = –0,04V E0Fe3+/Fe2+ = 0,76V E0

Sn4+/Sn2+ = 0,15V

A) 1021 D) 1012

B) 1018 E) 109

C) 1015

No equilíbrio:

Cálculo da força eletromotriz da reação:

∆ε° = εmaior – εmenor

∆ε° = 0,76V – 0,15V = 0,61V.

Pela equação de Nernst:

∆ ∆ε ε= ° ⋅–RTnF

nQl

Sn+2(aq) + 2Fe+3(aq) Sn+4(aq) + 2Fe+2(aq)

+2 +4

+3 +2

oxidação

redução

Resolução

Questão 14▼▼

Q gcal

g K= ⋅

⋅⋅400 1 55

Q gcalg

= ⋅300 80

Resolução

Questão 13▼▼


No equilíbrio, temos:

∆ε = OV e Q = K; daí:

Considerando condições padrão (temperatura 25°C), podemos reorganizar a equação:

20,67 = logKK = 1020,67 ≅ 1021

Resposta: A

Qual das opções abaixo apresenta o elemento químico que é utilizado como dopante para a confecção dosemicondutor tipo-p?A) Boro D) ArsênioB) Fósforo E) NitrogênioC) Enxofre

Nos semicondutores do tipo p, o silício é dopado com átomos de boro. Quando o B, que apresenta 3 elétronsna camada de valência, é incluído no cristal de Si, que apresenta 4 elétrons na camada de valência, ocorre umadeficiência de 1 elétron ao redor do átomo de B, o que gera um “buraco positivo”.

Assim, há uma grande tendência para que os elétrons livres do arsênio, presentes num semicondutor n usadoacoplado ao do tipo p, movam-se em direção à placa de silício com B, ocupando os “buracos positivos”.

Resposta: A

O explosivo plástico conhecido como PBX é constituído de uma parte polímérica, normalmente um poliure-tano. A formação do poliuretano é atribuída à reação entre um poliol comA) um isocianato. D) uma estearina.B) uma amina. E) uma oleína.C) uma anilina.

Questão 16▼▼

•

• •

•

Si—

—

• • Si

—

• • Si

—

—• • • •

Si— As Si —• • • •

Si—

• • Si

• • Si —— — —

elétron livre

figura 2 semicondutor n

Si—

—

• • Si

—

• • Si

—

—

•• • • •

Si— B Si —• • • •

Si—

• • Si• • Si —— — —

buraco positivo

figura 3 leg: semicondutor p• •

•

Resolução

Questão 15▼▼

0 610 059

2,

, logV K= ⋅

∆ε° = ⋅0 059, log

nK

∆ε° = ⋅RTnF

nKl


A poliuretana é um polímero de rearranjo e pode ser obtida pela reação entre o diisocianato de parafenilenoe o etilenoglicol. A reação pode ser representada pela equação:

A estrutura desse polímero pode ser representada por:

Resposta: A

Assinale a opção que contém o polímero que, por ser termoplástico e transparente, pode ser empregado nafabricação de pára-brisa de aeronaves.A) polietileno D) policarbonatoB) polipropileno E) poli(álcool vinílico)C) poli(tetrafluoroetileno)

Os policarbonatos são polímeros termoplásticos que permitem a produção de placas transparentes resistentesa choques.Sua obtenção pode ser representada pela seguinte reação:

Resposta: D

Considere que os quatro processos químicos, descritos a seguir nos itens I a IV, são realizados isobárica e isoter-micamente:

I. KNO3(s) → K+(aq) + NO–3 (aq)

II. H2O(l) → H2O(g)III. C(grafita) → C(diamante)IV. 2Na(s) + 1/2O2(g) → Na2O(s)

Questão 18▼▼

HO — — C —

— —CH3 O—

— OH + Cl — C — Cl + HO ——

CH3

— C —

CH3——

CH3

— OH

Difenolpropano

grupo característico — O — C — O —

— —O

( )

Fosgênio

Resolução

Questão 17▼▼

— O — C — N — — N — C — O — CH2 — CH2 — O — C — N —

— — — —O O— —O

—

H

—

H

— N — C — O — CH2 — CH2 ——

H

—

H n

— —O

O —— C —— N — — N —— C —— O + HO — CH2 — CH2 — OH+– + –

14444444244444443 14444244443

Diisocianato de parafenileno Etilenoglicol144444444444444424444444444444443

O —— C —— N — — N — C — O — CH2 — CH2 — OH

—

— —

H

O

Resolução


Qual das opções abaixo contém os processos químicos cuja variação de energia interna é nula?A) Apenas I e II D) Apenas III e IVB) Apenas I, II e III E) Nenhum processoC) Apenas II e III

Numa transformação isobárica temos:

∆U = ∆H – τ, onde∆U = variação da energia interna∆H = variação da entalpia

τ = trabalho associado a transformação que pode ser calculado pela expressão

τ = P∆V = ∆nRT

Nas reações I e III não há realização de trabalho (τ = 0), já que não há gases participando delas.

Assim0

∆U = ∆H – τ ⇒ ∆U = ∆H ≠ 0

Nas reações II e IV, embora haja variação volumétrica, respectivamente devido à formação e ao consumo degás, a energia associada ao trabalho não é suficiente para “anular” a energia associada ao processo de trans-formação (∆H).

Desse modo, como |∆H| ≠ |τ|, temos:

∆U = ∆H – τ∆U ≠ 0

Assim, em nenhum processo a variação da energia interna é nula.Resposta: E

Assinale a opção ERRADA que apresenta (em kJ/mol) a entalpia padrão de formação (∆Hf) da substância a 25°C.

A)∆Hf (H2(g)) = 0 D)∆Hf (Br2(g)) = 0

B) ∆Hf (F2(g)) = 0 E) ∆Hf (Cl2(g)) = 0C) ∆Hf (N2(g)) = 0

À entalpia padrão de formação foi atribuído o valor 0, para substâncias simples, na variedade alotrópica maisestável, no seu estado físico a 1atm e 25°C.Nessas condições, o Br2 é um líquido, assim, o correto seria:

∆Hf(Br2(l)) = 0

Resposta: D

Qual das substâncias abaixo não é empregada na fabricação da pólvora negra?A) trinitrotolueno D) nitrato de sódioB) enxofre E) nitrato de potássioC) carvão

A pólvora negra é uma mistura de carvão, enxofre e nitratos. O trinitrotolueno é um explosivo, obtido pelareação entre tolueno e ácido nítrico, conhecido pela sigla TNT.Resposta: A

Resolução

Questão 20▼▼

Resolução

Questão 19▼▼

Resolução


Considere as seguintes moléculas no estado gasoso: OF2, BeF2, AlCl2 e AlS2.A) Dê as estruturas de Lewis e as geometrias moleculares de cada uma das moléculas.B) Indique as moléculas que devem apresentar caráter polar.

a)

b) São polares as moléculas OF2 e AlCl2

Um cilindro provido de pistão móvel, que se desloca sem atrito e cuja massa é desprezível, foi parcialmentepreenchido com água líquida. Considere que o sistema atinge o equilíbrio químico à temperatura T e pressãoPi. Num dado momento, o sistema é perturbado por uma elevação brusca do pistão, atingindo novo equilíbrioa uma pressão Pf e à mesma temperatura T. Considere que água líquida permanece no sistema durante todoo processo.a) Esboce um gráfico da pressão interna no interior do cilindro versus tempo considerando o intervalo de

tempo compreendido entre os dois equilíbrios químicos. Indique no gráfico as pressões Pi e Pf.b) A pressão final, Pf, será maior, menor ou igual à pressão inicial, Pi? Justifique.

a) Dentro do cilindro, ocorre o seguinte equilíbrio:

H2O(l) H2O(g),

Logo, a pressão interna do cilindro deve-se à pressão do vapor de água.

Com a elevação brusca do pistão, ocorre diminuição da concentração de água gasosa; isso desloca oequilíbrio acima para a direita, o que favorece a evaporação da água.

Como resta água no recipiente, ocorrerá um novo equilíbrio, em que a concentração de água gasosa finalserá igual à inicial e, portanto, a pressão final será igual à inicial.

Resolução

Questão 22▼▼

O

F Fu→u→

uresultante ≠ 0→

Al u→u→

uresultante ≠ 0→

Cl Cl

OF2 angular

BeF2 linear

Oxx

xx

xxx

x

F xx

xxx x

F xx

xxx x

Fxxx x

x xx x Be x x F

x x

x xxx

angular

Sxx

x xx x x x S

x x

x xx

Alx

xxx

xx

xx

x x

xx

x

Cl xx

x xCl

Al linear

AlCl2

x x

Resolução

Questão 21▼▼


Com isso, podemos construir o seguinte gráfico:

b) A pressão final será igual à pressão inicial, como justificado na letra a.

A equação é uma expressão semi-empírica utilizada para a determinação de massas molares

de solutos, M, presentes em soluções reais. Nesta fórmula, π é a pressão osmótica, em atm; C, a concentraçãode soluto, em g/dm3; R, a constante universal dos gases; T, a temperatura da solução e b, uma constante. Ográfico abaixo mostra valores experimentais de π/C versus C para uma solução aquosa a 20°C de um solutodesconhecido. Determine o coeficiente linear do gráfico e, com esse valor, determine a massa molar do soluto.

A equação semi-empírica é:

Portanto:

Sendo R = 8,21 ⋅ 10–2atm ⋅ L ⋅ K–1 ⋅ mol–1 eT = 293,15K (20ºC)

RT = 24,068 atm ⋅ L ⋅ mol–1

temos:

πC M

b C= + ⋅24 068,

πC

RTM

bC= +

π π= + = +

⇔

RTM

C bCRTM

bC C2

Resolução

0,0750

0,0745

0,0740

0,0735

0,0730

0,0725

0,0720

0,0715

0,0710

0,0705

20 30 40 50Concentração de soluto (g/dm3)

Pres

são

osm

óti

ca/

Co

nce

ntr

ação

de

solu

to (

atm

⋅ d

m3 /

g)

π = +

RTM

C bC 2

Questão 23▼▼

PfPi

P

tempo


Para C = 20g/dm3

Para C = 50g/dm3

Temos, então, o sistema:

–0,2625 ⋅ 10–2 = –30 ⋅ b∴ b = 8,75 ⋅ 10–5 atm ⋅ dm3 ⋅ g–1

Cálculo da massa molar:

Para C = 20g/dm3

∴ M = 344,44g/mol

Para C = 30g/dm3

∴ M = 344,44g/mol

Em um laboratório, a 20ºC e utilizando um sistema adequado, H2(g) foi obtido através da reação entre uma

amostra de uma liga de 0,3g de magnésio e um litro de uma solução aquosa 0,1molL–1 em HCl. Um manô-metro indicou que a pressão no interior do recipiente que contém o H2(g) era de 756,7 Torr. Sabendo-se quea pressão de vapor d’água a 20ºC é 17,54 Torr e o volume de H2(g) obtido foi 0,200L, determine a pureza daamostra da liga de magnésio (massa de magnésio × 100/massa total da amostra), considerando que somenteo magnésio reaja com o HCl.

Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)

PH2(seco) = 756,70 – 17,54 = 739,16mmHg

nPVRT

mmHg L

mmHg L K mol KmolH2

739 16 0 200

62 4 2930 008

1 1= =

⋅

⋅=

⋅ ⋅ ⋅− −

, ,

,,

Resolução

Questão 24▼▼

6 9875 1024 0682,

,–⋅ =M

7 425 10 0 4375 1024 0682 2, – ,

,– –⋅ ⋅ =M

7 425 1024 068

50 8 75 102 5,,

,– –⋅ = ⋅ ⋅ ⋅M

6 9875 1024 0682,

,–⋅ =M

7 1625 10 0 175 1024 0682 2, – ,

,– –⋅ ⋅ =M

7 1625 1024 068

20 8 75 102 5,,

,– –⋅ = ⋅ ⋅ ⋅M

7 1625 1024 068

20

7 425 1024 068

50 1

2

2

,,

,,

(– )

–

–

⋅ ⋅

⋅ ⋅

= +

= +

Mb

Mb

0 0742524 068

50,,

= + ⋅M

b

0 071625

24 06820,

,= + ⋅

Mb


nH2= nMg = 0,008mol

mMg = 0,008mol ⋅ 24g/mol = 0,192g Mg pura

Pureza da amostra =

Apresente as respectivas fórmulas químicas estruturais das espécies químicas (A, B, C, D, E) presentes nas seguintesequações químicas:

CH3CH2CH2Cl → A

CH3CHClCH3 → A

CH3CH2CHClCH3 → B + C

(H3C)2CCH2 → D → E

Dois cilindros (I e II) são providos de pistões, cujas massas são desprezíveis e se deslocam sem atrito. Um molde um gás ideal é confinado em cada um dos cilindros I e II. São realizados, posteriormente, dois tipos de ex-pansão, descritos a seguir:a) No cilindro I, é realizada uma expansão isotérmica à temperatura T, de um volume V até um volume 2V, con-

tra uma pressão externa constante P.b) No cilindro II, é realizada uma expansão adiabática, de um volume V até um volume 2V, contra uma pressão

externa constante P.Determine os módulos das seguintes grandezas: variação da energia interna, calor trocado e trabalho reali-zado para os dois tipos de expansão.

Questão 26▼▼

H — C — C — C — H + KOH/etanol

—H —H —Cl

— — —

H H H

H — C — C

—H

— — —

H H H

—— C — H + KCl + H2O

H — C — C — C — H + KOH/etanol

—H — H—Cl

— — —

H H H

A

2H — C — C — C — C — H + 2KOH/etanol

—H — H—Cl

— — —

H H H

—H

—

H

H — C — C

—H — H—

— — —

H H H

—

H

—— C — C — H + H — C — C — C—

H

—

H

—H H

—— C — H + 2KCl + 2H2O

H3C — C— —

CH3 H

—— C — H + H(HSO4) H3C ——— C — H—

CH3

—OSO3H

—

H

—H

HOH∆

H3C — C — CH3 + H2SO4—

CH3

—OH

B C

E

— —

H H

D

Resolução

Questão 25▼▼

0 1920 3

0 64 64,,

, %g

gde pureza= ∴


KOH (etanol)

KOH (etanol)

KOH (etanol)

H2SO4 H2O, calor

a) Cilindro I

Para uma expansão reversível isotérmica, causamos a equação:

portanto:

Como é isotérmica, ∆U = 0, então ∆U = q + ωq = –ω

Portanto: ∆U = 0, ω = –(8,31 ⋅ ln2 ⋅ T) e q = (8,31 ⋅ ln2 ⋅ T)

em módulo

|∆U| = 0 |ω| = (8,31 ⋅ ln2 ⋅ T) e |q | = (8,31 ⋅ ln2 ⋅ T)

b) ∆U = q + ω Adiabática q = 0

∆U = ωω = –pex∆V

ω = –p ⋅ V, q = 0 e ∆U = –p ⋅ V,

ou seja, módulo|ω| = p ⋅ V, |q| = 0 e |∆U| = p ⋅ V

Uma chapa de ferro é colocada dentro de um reservatório contendo solução aquosa de ácido clorídrico. Após umcerto tempo observa-se a dissolução do ferro e formação de bolhas gasosas sobre a superfície metálica. Umabolha gasosa, de massa constante e perfeitamente esférica, é formada sobre a superfície do metal a 2,0 metrosde profundidade. Calcule:a) o volume máximo dessa bolha de gás que se expandiu até atingir a superfície do líquido, admitindo-se que a

temperatura é mantida constante e igual a 25ºC e que a base do reservatório está posicionada ao nível do mar.b) a massa de gás contida no volume em expansão da bolha.

Sabe-se que no processo corrosivo que originou a formação da bolha de gás foram consumidos 3,0 × 1015 átomosde ferro.

Dado: massa específica da solução aquosa de HCl é igual a 1020kgm–3 na temperatura de 25ºC.

Questão 27▼▼

JK

JK

JK

JK

ω = ⋅ ⋅ ⋅– ,8 31 2ln TJK

ω = ⋅ ⋅– ,8 31 2JK

T nl

ω = ⋅ ⋅ ⋅– ,1 8 312

molJ

K molT n

VV

l

ω = –nRT nVV

final

iniciall

1 mol

massa desprezível

⇒

1 mol

massa desprezível

V

2V

expansão T cte

Resolução


a) Fe(c) + 2HCl(aq) → FeCl2(aq) + H2(q)1mol 1mol6,0 ⋅ 1023 átomos 1mol3,0 ⋅ 1015 átomos x

x =

x = 5,0 ⋅ 10–9mol de H2

O volume máximo da bolha é dado por:P ⋅ V = nRT1atm ⋅ V = 5,0 ⋅ 10–9mol ⋅ 8,21 ⋅ 10–2atm LK–1mol–1 ⋅ 298K

V = 12 ⋅ 232,9 ⋅ 10–11LV ≅ 1,2 ⋅ 10–7L

b) 1,0molH2 2,0g

5,0 ⋅ 10–9molH2 x

x = 10–8g de H2

Suponha que um pesquisador tenha descoberto um novo elemento químico, M, de número atômico 119, está-vel, a partir da sua separação de um sal de carbonato. Após diversos experimentos foi observado que o ele-mento químico M apresentava um comportamento químico semelhante aos elementos que constituem a suafamília (grupo).a) Escreva a equação balanceada da reação entre o elemento M em estado sólido com a água (se ocorrer).b) O carbonato do elemento M seria solúvel em água? Justifique a sua resposta.

Distribuição eletrônica

119M 86[Rn] — 7s2 5f14 6d10 7p6 ∴ Metal alcalino

a) M(s) + H2O(l) → M+(aq) + OH–(aq) + H2(g)

b) M2CO3 seria solúvel em água porque, como regra, os sais de metais alcalinos são solúveis em água.

Durante a realização de um estudo de corrosão, foi montado um sistema constituído por um elemento galvâ-nico com as seguintes características:

I. Anodo de ferro e catodo de platina;II. Área de exposição ao meio corrosivo de ambos os eletrodos igual a 100,0cm2;

III. Circuito eletrolítico mantido por ponte salina;IV. Eletrodos interconectados por fio de cobre;V. Eletrólito formado por solução aquosa ácida, livre de oxigênio atmosférico.

Considerando que ocorre perda de massa do eletrodo de ferro, calcule a corrente de corrosão (em ampère) equiva-lente ao fluxo de elétrons no sistema, decorrente do processo de dissolução metálica, se esse metal apresentar umataxa de corrosão uniforme de 350mdd.

Dado: (miligrama por decímetro quadrado por dia, de ferro metálico corroído)mddmg

dm dia=

⋅2

Questão 29▼▼

12

8s1

Resolução

Questão 28▼▼

Vmol atm LK mol K

atm=

⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅− − − −5 0 10 8 21 10 2981

9 2 1 1, ,

3,0 ⋅ 1015 átomos ⋅ 1mol6,0 ⋅ 1023 átomos

Resolução


Área = 100cm2 ou 1dm2

Taxa de conversão do ferro =

Em 1 dia são corroídos

1 dia →

86400s

x 1s

O número de mol de ferro corroído em 1s é igual a:

Fe → Fe2+ + 2e–

1mol 2mol1mol 2 ⋅ (96500C)

7,25 ⋅ 10–8mol x

x ≅ 1,4 ⋅ 10–2C

Q = l ⋅ t1,4 ⋅ 10–2C = i ⋅ 1s

i = 1,4 ⋅ 10–2A

A reação de combustão 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g) é lenta e pode ser representada pela figura abaixo.

Esta mesma reação pode ser catalisada pelo NO2(g) em duas etapas, sendo que a primeira é bem mais lentaque a segunda. Numa mesma figura, esboce o perfil da curva da reação não-catalisada e da reação catalisadapelo NO2(g).

En

erg

ia (

Kca

l/mo

l)

Caminho da reação

Questão 30▼▼

ng

g molmol= =

⋅⋅

4 05 1055 85

7 25 106

8,, /

,–

–

xmg s

s dm

mg

dm

g

dm= = =

⋅

⋅

⋅ ⋅350 1

86400

4 05 10 4 05 102

3

2

6

2

, ,– –

3502

mg

dm

24 60 6086400

hdia h

ss⋅ ⋅ =

minmin

3502

mg

dm

3502

mg

dm dia

Resolução


Reação sem catalisador:2SO2 + O2 → 2SO3 (uma etapa)

Reação com catalisador:2SO2 + 2NO2 → 2SO3 + 2NO (1ª- etapa)

2NO + O2 → 2NO2 (2ª- etapa)

2SO2 + O2 → 2SO3

A presença do catalisador abaixa a energia de ativação e por isso aumenta a velocidade da reação.

(1) representa a energia de ativação da 1ª- etapa.(2) representa a energia de ativação da 2ª- etapa.

Como 1 � 2, a 1ª- etapa é a etapa lenta e a 2ª- etapa é a etapa rápida.

En

erg

ia (

Kca

l/mo

l)

Caminho da reação

|∆H| da reação

12

sem catalisador

ener

gia

de

ativ

ação

sem

cat

alis

ado

r

comcatalisador

Resolução


+


A banca examinadora manteve a sua tradição: elaborou uma prova trabalhosa, com um nível de dificul-dade acima do normalmente trabalhado nos bons cursos de Ensino Médio.

TTTNNNEEEMMM ÁÁÁ OOOOOOCCC IIIRRR

o anglo resolve a prova de química...

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