quÍmica - vestibular uerj · 2013-09-24 · reagente limitante e reagente em excesso terminada uma...

PRÉ-VESTIBULARLIVRO DO PROFESSOR

QUÍMICA

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I229 IESDE Brasil S.A. / Pré-vestibular / IESDE Brasil S.A. — Curitiba : IESDE Brasil S.A., 2008. [Livro do Professor]

832 p.

ISBN: 978-85-387-0577-2

1. Pré-vestibular. 2. Educação. 3. Estudo e Ensino. I. Título.

CDD 370.71


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004

Reações químicas

Reações químicas são processos pelos quais substâncias são quimicamente convertidas em ou-tras, logo é um fenômeno químico. Como exemplo temos a combustão, a digestão dos alimentos, a corrosão, a fermentação...

Reações químicasReações químicas são fenômenos em que uma

ou mais substâncias se transformam produzindo uma ou mais substâncias diferentes das iniciais.

Indícios de ocorrência de uma reação química

Mudança de coloração no sistema. •

Liberação de gás (efervescência). •

Precipitação (formação de composto insolúvel). •

Liberação de calor (elevação da temperatura •do sistema reagente).

Equações químicasAs reações químicas podem ser representadas

através de equações químicas.

Equação química é a representação de uma reação química por meio das fórmulas das subs-tâncias participantes.

Alguns símbolos gráficos reage com;

com formação de;

desprendimento gasoso;

precipitado;

aquecimento.

Ajuste de equações pelo método de tentativas

Nas reações químicas há conservação dos áto-mos de todos os elementos. Os átomos dos reagen-tes (primeiro membro) são os mesmos dos produtos (segundo membro) e em igual número, por isso a equação deve ser balanceada.

Exemplos: `

H2 + O2 faísca

elétrica H2O (não-balanceada)

H2 + O2 faísca

elétrica 2 H2O (balanceando)

2 H2 + O2 faísca

elétrica 2 H2O (balanceada)

Tipos de reações químicasReações inorgânicas: vivemos cercados delas.

Há quatro tipos principais de reações:


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Reação de síntese ou adiçãoUma reação é classificada como síntese ou

adição quando dois ou mais reagentes se combinam entre si formando um único produto.

aA + bB + ... xXreagente produto

Exemplos: `

C + O2 CO2

N2 + 3 H2 2 NH3

CaO + H2O Ca(OH)2

2 CO + O2 2 CO2

Quando os reagentes forem somente substân-cias simples, dizemos que temos síntese total (os dois primeiros exemplos) e quando tivermos pelo menos uma substância composta nos reagentes te-mos síntese parcial (os dois últimos exemplos).

Reação de análise ou decomposição

Temos uma reação de análise ou decomposição quando de um único reagente forem obtidos diversos produtos.

xX aA + bB +...

Exemplos: `

2 H2O2 luz 2 H2O + O2

NH4HCO3 NH3 + H2O + CO2

2 H2O corrente

elétrica 2 H2 + O2

Quando os produtos forem somente substân-cias simples, temos decomposição total (terceiro exemplo) e quando tivermos pelo menos uma substância composta nos produtos temos decom-posição parcial (primeiro e segundo exemplos).

Quando a decomposição for causada pela •luz, chama-se fotólise (primeiro exemplo).

Quando a decomposição for causada pelo •calor, chama-se pirólise (segundo exemplo).

Quando a decomposição for causada pela •eletricidade, chama-se eletrólise (terceiro exem-plo).

Reação de simples troca ou deslocamento

Temos uma reação de simples troca ou deslo-camento quando uma substância simples reage com uma substância composta, produzindo uma outra substância simples e outra composta.

AB + C AC + B (Reatividade: C > B)

AB + C CB + A (Reatividade: C > A)

Exemplos: `

Fe + 2 HCl FeCl2 + H2

2 Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3 H2

F2 + 2 NaCl 2 NaF + Cl2

Reação de dupla troca ou permutação

Temos uma reação de dupla troca ou permu-tação quando duas substâncias compostas reagem entre si produzindo outras duas substâncias com-postas.

AB + CD AD + CB

Exemplos: `

NaOH + HC NaC + H2O

AgNO3 + NaCl NaNO3 + AgCl

Na2S + 2 HC H2S + 2 NaC

Leis das combinações químicas

A primeira que veremos é a Lei de Lavoisier.

Lembra desta frase: “Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma.”

É a lei da conservação da massa.


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004

A Lei de Lavoisier diz que: “Numa reação quími-ca, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos resultantes”.

mR = mP

Exemplo: `

Fe + S FeS

56g 32g 88g

mR = mP

56g + 32g = 88g

88g = 88g

Lei de ProustÉ a Lei das Proporções Constantes.

A Lei de Proust diz que: “Quando duas ou mais substâncias se combinam para formar um determinado composto, a proporção estabelecida é fixa e definida”.

Verificando a Lei de Proust H2 + ½ O2 H2O

2:16:18 passando a quantidade de hidrogênio para 1g, teremos 1:8:9 (mesma proporção).

Reagente limitante e reagente em excesso

Terminada uma reação, pode ocorrer o consumo total de um dos reagentes e o consumo parcial de um outro, sobrando por isso certa massa sem reagir. Essa parte que permanece sem reagir é chamada de excesso de reagente. Por sua vez, o reagente que é totalmente consumido é chamado limitante.

A Lei de Proust determina então em que pro-porção as substâncias reagem; se esta proporção não for obedecida uma das substâncias ficará em excesso.

Exemplo: `

O que acontecerá se colocarmos para reagir 200g de cálcio e 200g de enxofre, segundo a reação: Ca + S

CaS?

Solução: `

Ca + S CaS ?

40g 32g 72g (x5)

200g 160g 360g

Conclusão: formará 360g de CaS e haverá excesso

de 40g de S (200g – 160g).

Proust gostava de analisar o conteúdo de qualquer coisa. Em 1801 formulou sua famosa Lei das Proporções Definidas, que foi dura-mente combatida por outro eminente químico francês, Claude Louis Berthollet, durante oito anos, por cartas e artigos escritos em jornais.

Berthollet achava que as composições de muitos compostos não eram constantes, mas Proust conseguiu provar que Berthollet falhava por não purificar suficientemente seus compostos e por cometer erros em suas análises químicas.

Finalmente, em 1808, reconheceu-se que a razão estava com Proust. Ele tinha descoberto a lei das proporções constantes, segundo a qual um composto químico contém sempre os mesmos elementos nas mesmas proporções, em massa.

Por seus trabalhos cuidadosos de purifica-ção e análise de compostos químicos, Proust é considerado um dos fundadores da Análise Química.

Em 1816, Proust foi eleito para a Academia de Ciências da França, e logo depois se retirou para sua cidade natal, Angers, onde faleceu a 05 de julho de 1826.

Joseph Louis Proust.


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Introdução à estequiometriaO cálculo estequiométrico, ou cálculo das me-

didas apropriadas, é um dos maiores passos dados pela humanidade no campo científico e é o cerne da química quantitativa.

Lavoisier (1743-1794), o pai da química moderna, foi capaz de associar todos os conhecimentos quali-tativos da sua época à exatidão da matemática.

Para tanto, desenvolveu vários equipamentos de medição, entre eles a balança analítica de labo-ratório, permitindo ao químico medir ou calcular as massas dos reagentes e produtos envolvidos em uma reação química.

Atualmente, o cálculo estequiométrico é utiliza-do em várias atividades, tais como: pela indústria que deseja saber quanto de matéria-prima (reagentes) deve utilizar para obter uma determinada quantidade de produtos, pelo médico que quer calcular quanto de determinada substância deve ministrar para cada paciente, entre inúmeras outras.

Como fazemos cálculo estequiométrico?

Para efetuarmos o cálculo estequiométrico, va-mos obedecer à seguinte sequência:

escrever a equação envolvida; •

acertar os coeficientes da equação (ou equa- •ções);

Uma equação química só estará corretamente escrita após o acerto dos coeficientes, sendo que, após o acerto, ela apresenta significado quanti-tativo.

relacionar os coeficientes com mols. Teremos •assim uma proporção inicial em mols;

estabelecer entre o dado e a pergunta do pro- •blema uma regra de três. Esta regra de três deve obedecer aos coeficientes da equação química e poderá ser estabelecida, a partir da proporção em mols, em função da massa, em volume, número de moléculas, entre outros, conforme dados do problema.

Temos que fazer muitos exercícios para domi-nar o cálculo estequiométrico.

Exemplo: `

Calcular a massa de hidróxido de sódio que reage completamente com 490g de ácido sulfúrico.

Solução: `

Equação química balanceada:

2 NaOH + H2SO4 →Na2SO4 + 2 H2O

→Proporção entre o dado e a incógnita:x g 490g

Proporção obtida da equação:80g 98g

x = 490 . 8098

= 400g de NaOH

Complete:1.

Os fenômenos químicos são também chamados a) ________.

As reações químicas podem ser divididas em qua-b) tro tipos: síntese, análise, ___________________, ___________.

Na reação de síntese, duas _________ simples ou c) compostas, se reúnem para formar uma substância ___________.

Na reação de análise total, uma substância com-d) posta sofre _________ e se transforma em duas substâncias simples.

Na reação de simples __________________, uma e) substância simples reage com uma substância _____________.

Na reação de dupla _________, duas substân-f) cias ____________ reagem e formam duas outras substâncias _________.

Nas reações químicas existem substâncias reagen-g) tes e substâncias ____________.

As reações químicas são representadas pelas h) _____________ químicas.

A equação Hi) 2 + C 2 2 HC representa uma ____________.


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004

Solução: `

a) reações químicas.

b) deslocamento, dupla troca.

c) substâncias, composta.

d) decomposição.

e) troca, composta.

f) troca, compostas, compostas.

g) produtos.

h) equações.

i) reação de síntese.

Dada a reação calcule o valor de x:2.

nitrogênio + hidrogênio gás amoníaco

(9x +1)g (2x)g (10x + 4)g

Solução: `

9x +1 + 2x = 10x + 4 11x-10x = 3 x = 3

NA

SA.

“Três Brasis”

Em setembro de 1981, o buraco no ozônio era ainda bem pequeno (repare a cor azul-claro sobre a Antártica). Doze anos depois, em 1993, a situação era nitidamente mais grave. Apesar das restrições ao uso de clorofluorcarbonos em todo o mundo, em setembro de 2000 o buraco atingiu seu maior tamanho. Toda a mancha azul-escura e azul-clara é o buraco na camada de ozônio, equivalente a mais de três vezes a área do Brasil. Os pontos azuis-escuros, marcados com as setas, representam as áreas em que a concentração de ozônio está bem abaixo de 150 Dobson, nível de altíssimo perigo para os seres vivos. O problema é tão sério que o filtro solar da Terra ganhou uma data especial: 16 de setembro é Dia Internacional de Preservação da Camada de Ozônio.

A produção de ozônio

A energia ultravioleta do sol é a principal responsável pela criação e destruição naturais do ozônio. Esse processo ocorre na estratosfera, a camada da atmosfera que fica de 15 a 50km de alti-tude. O constante bombardeio de raios ultravioleta na atmosfera decompõe moléculas de oxigênio (O2) em dois átomos de oxigênio (O2 = O + O), que se recombinam e formam moléculas de ozônio, com três átomos de oxigênio (O3). Ao mesmo tempo ocorre o processo inverso – o rompimento das moléculas de ozônio –, e essas reações químicas naturais sempre foram capazes de manter estável a concentração desse gás na atmosfera.

A destruição do ozônio

O vilão da história são os gases de efeito es-tufa, especialmente os clorofluorcarbonos (CFCs) – também chamados freons –, fabricados como propelentes de aerossóis e como refrigerantes de aparelhos de ar-condicionado, geladeiras, congeladores etc. Muito voláteis, esses gases (cuja fórmula básica é CC 2F2) escapam e ganham altitude. Quando atingem a estratosfera, ficam

Leia o texto.3.

Buraco na camada de ozônio

NA

SA.

A mancha azul sobre a Antártica é o buraco na camada de ozônio.

Está cada vez maior o buraco na camada de ozônio – a faixa da atmosfera que filtra os raios ultravioletas do Sol. E agora a falha não é só no Polo Sul, mas também no Polo Norte. Sem esse fil-tro solar, aumenta muito mais o perigo de contrair doenças como câncer de pele.

Veja como o buraco aumentou.


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004

Para transformar mármore em gesso, precisamos atacá-5. lo com ácido sulfúrico, segundo a reação:

H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + CO2 + H2O

Para 2kg de mármore, quanto de gesso precisamos produzir?

Solução: `

CaCO3 (mármore) CaSO4 (gesso)

2000g xg

00g 136g

100 x = 2 000 . 136 x = 2000 . 136 / 100

x = 2 720g ou 2,72kg

expostos à radiação ultravioleta do Sol, que rompe sua molécula. Os átomos livres de cloro (Cl) en-tram em reação com as moléculas de ozônio (O3): pegam um dos átomos de oxigênio e formam monóxido de cloro (ClO), liberando oxigênio (O2). Como as reações provocadas pelos CFCs são muito mais intensas do que a capacidade natural de produzir ozônio, forma-se o buraco na camada de ozônio.

(Disponível em: <www.escolavesper.com.br/buracocamo-

zonio.htm>.)

Agora responda:

A transformação de oxigênio comum em ozônio é representada pela reação química:

3 O2 ultravioleta 2 O3

(primeiro membro)

Os números 3 e 2 que aparecem no primeiro membro da equação química acima representam, respectivamente:

o coeficiente estequiométrico e o número de a) átomos da molécula.

o coeficiente estequiométrico e o número de b) moléculas.

o número de moléculas e o coeficiente este-c) quiométrico.

o número de átomos das moléculas e o coefi-d) ciente estequiométrico.

o número de átomos das moléculas e o número e) de moléculas.

Solução: `

Nas reações químicas há conservação dos átomos de todos os elementos. Os átomos dos reagentes (primeiro membro) são os mesmos dos produtos (segundo membro) e em igual número, por isso a equação deve ser balanceada com os coeficientes estequiométricos.

Determine a massa de carbono necessária para reagir 4. com quantidade suficiente de oxigênio e produzir 220g de CO2.

Solução: `C + O2 CO2

x g 220g

12g 44g

44 x = 220 . 12

x = 2640 / 44 = 60g

Leia o texto.6.

Gaia sempre reage em favor da vida!

Somos muito frágeis se compararmos nossa capacidade de recuperação com a de nosso planeta. A Terra já suportou muitos impactos ambientais, que provocaram a extinção de vá-rias formas de vida. Talvez a mais famosa tenha sido a dos dinossauros.

Esses animais pré-históricos se foram, mas outras espécies surgiram, inclusive a humana.

Como um grande organismo, Gaia, o nosso planeta vivo, adapta-se às novas condições abi-óticas, tentando manter as condições de vida. E Gaia não escolhe esta ou aquela espécie: para ela todas são absolutamente equivalentes!

Por isso, se quisermos sobreviver, preci-samos entender e respeitar o ambiente. Caso contrário, corremos o risco de ser eliminados da face do globo.

Não é possível fechar os olhos para os avanços tecnológicos e fazer um retorno à vida primitiva.

Porém, sabemos que restam esperanças para a espécie humana. Estamos aprendendo a ocupar e usufruir o nosso planeta com mais respeito e responsabilidade. Muitas pessoas estudam, pesquisam e trabalham para diminuir a agressão ao ambiente. Tem ficado cada vez mais evidente que podemos conciliar nossos interesses com a sobrevivência das demais espécies.


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004

Alguns setores da indústria utilizam os rios como escoadouro de seus resíduos tóxicos.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

tratamento dos dejetos antes de serem eliminados nos rios.

Os garimpos poluem com mercúrio as águas que abastecem as cidades próximas.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

uso adequado do mercúrio.

Acidentes com navios que carregam carga tóxica ou óleo lançam no mar substâncias poluentes.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

multa para quem lançar produto tóxico no mar.

As pequenas cidades despejam seus esgotos sem tratamento em nascentes ou rios.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

tratamento do esgoto antes de ser eliminado nos rios.

Lixões poluem o ar e os lençóis d’água, além de atraírem animais portadores de agentes que causam doenças.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

descarte adequado do lixo urbano e reciclagem do lixo.

O desmatamento favorece a erosão do solo, provoca a extinção de espécies, mudanças no clima e dese-quilíbrio ecológico.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

reflorestamento com as espécies que foram desma-tadas; desmatamento racional e preservação da flora e da fauna.

Os defensivos agrícolas penetram nos lençóis d’água e poluem os rios.

Aut

or d

esco

nhe

cid

o.

Solução: `

uso racional dos defensivos agrícolas e controle bio-lógico de pragas.

As grandes metrópoles despejam nos rios toneladas de esgoto, lançam na atmosfera poluentes que destroem a camada de ozônio e causam o efeito estufa.


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004

2 Nd) 2 + O2 → 2 N2O

2 Aue) 2O3 → 4 Au + 3 O2

3 Ca + 2 Af) C 3 → 3 CaC 2 + 2 A

3 BaCg) 2 + A 2(SO4)3 → 3 BaSO 4 + 2 A C 3

CaBrh) 2 + 2 AgNO3 → 2 AgBr + Ca(NO3)2

2 Ai) + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2

2 HCl + Ca(OH)j) 2 → CaCl2 + 2 H2O

(Básico) Faça o balanceamento das equações químicas 2. abaixo.

Sa) 8 + O2 → SO3

Pb) 4 + O2 → P2O5

FeSc) 2 + O2 → Fe2O3 + SO2

Ad) + FeO → A 2O3 + Fe

He) 3PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O

HCf) + Mg(OH)2 → MgC 2 + H2O

Hg) 2S + A (OH)3 → A 2S3 + H2O

Hh) 3PO4 + Mg(OH)2 → Mg3(PO4)2 + H2O

Ci) 4H8O + O2 → CO2 + H2O

Hj) 4P2O7 + Fe(OH)3 → Fe4(P2O7)3 + H2O

(Básico) Na tabela abaixo estão descritas algumas re-3. ações de síntese (sem excesso de substâncias). Com base na Lei de Lavoisier indique o valor da massa que substituiria corretamente as letras A, B, C e D nestas reações.

Reagente I + Reagente II ⇒ Produto

448g de ferro metálico + 256g de

enxofre ⇒ D g de sulfeto ferroso

80g de cálcio metálico + C g de

gás oxigênio ⇒ 112g de óxido de cálcio

12g de gás hidrogênio + B g de

gás nitrogênio ⇒ 68g de gás amônia

A g de grafita + 96g de gás oxigênio ⇒ 132g de

gás carbônico

(Básico) Determine a massa de água que se forma no 4. processo:

metano (x+3)g + oxigênio

(6x+2)ggás carbônico

(6x–8)gágua

(3x+3)g+

(Unicamp) Leia a frase seguinte e transforme-a em uma 5. equação química (balanceada), utilizando símbolos e fórmulas: “uma molécula de nitrogênio gasoso, contendo dois átomos de nitrogênio por molécula, reage com três moléculas de hidrogênio diatômico, gasoso, produzindo duas moléculas de amônia gasosa, a qual é formada por três átomos de hidrogênio e um de nitrogênio”.

Dig

ital

Jui

ce.

Solução: `

tratamento dos dejetos industriais antes de serem eliminados nos rios; filtro nas chaminés das indústrias e nos escapamentos dos veículos e fim do uso de CFCs.

Agora responda:

Na poluição atmosférica, um dos principais irritantes para os olhos é o formaldeído, CH2O, o qual pode ser formado pela reação do ozônio com o etileno:

O3(g) + C2H4(g) 2 CH2O(g) + 1/2 O2(g)

Num ambiente com excesso de O3(g) , quantos mols de moléculas de etileno são necessários para formar 10 mols de moléculas de formaldeído?

10 mols de moléculas.a)

5 mols de moléculas.b)

3 mols de moléculas.c)

2 mols de moléculas. d)

1 mol de moléculas.e)

Solução: ` B

Como se pode deduzir da equação mostrada, se 1 mol de etileno forma 2 mol de formaldeído; logo, x mol de etileno formam 10 mol de formaldeído. Re-solvendo a regra de três obtém-se:

x = 1 mol(etileno) . 10 mol(formaldeído)

2 mol(formaldeído)= 5mol(etileno)

(Básico) Classifique as reações abaixo.1.

Pa) 4 + 5 O2 → 2 P2O5

8 Hb) 2S + 8 C 2 → S8 + 16 HC

6 Hc) 3BO3 → H4B6O11 + 7 H2O


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(Unificado) De acordo com a Lei de Lavoisier, quando 6. fizermos reagir completamente, em ambiente fechado, 1,12g de ferro com 0,64g de enxofre, a massa, em g, de sulfeto de ferro obtida será de:

2,76.a)

2,24.b)

1,76.c)

1,28.d)

0,48.e)

(PUC) O óxido de alumínio (A7. 2O3) é utilizado como antiácido. A reação que ocorre no estômago é:

x A2O3 + y HC → z AC3 + w H2

Os coeficientes x, y, z e w são, respectivamente:

1, 2, 3, 6.a)

1, 6, 2, 3.b)

2, 3, 1, 6.c)

2, 4, 4, 3.d)

4, 2, 1, 6.e)

(PUC) Pelo fato de o gás carbônico não ser combus-8. tível nem comburente, e ser mais denso que o ar, ele é usado em extintores de incêndio. Uma reação para a obtenção do gás carbônico pode ser representada pela equação:

NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2 + H2O

Se essa equação for corretamente balanceada, a soma de todos os coeficientes mínimos e inteiros é igual a:

5.a)

8.b)

12.c)

14.d)

20.e)

(Unirio) Observe a seguinte equação não-balanceada:9.

H2SO4 + A (OH)3 → A 2SO4 + H2O

A soma dos coeficientes estequiométricos dessa reação é igual a:

6.a)

10.b)

12.c)

13.d)

15.e)

(Unicamp) 22,4g de pregos são deixados expostos ao ar. 10. Supondo que os pregos sejam constituídos unicamente por átomos de ferro e, que após algumas semanas a

massa dos mesmos pregos tenha aumentado para 32g, pergunta-se:

Que fenômeno ocorreu com os pregos?a)

Que massa de oxigênio foi envolvido no processo?b)

Em que Lei das Combinações Químicas você se ba-c) seou para responder o item anterior?

(Básico) Numa primeira experiência, colocando-se 2,4g 11. de magnésio em presença de 9,1g de cloro, verifica-se a formação de 9,5g de cloreto de magnésio com um excesso de 2g de cloro. Numa segunda experiência, adicionando-se 5g de magnésio a 14,2g de cloro, formam-se 19g de cloreto de magnésio com 0,2g de magnésio em excesso. Verificar se os resultados estão de acordo com a Lei de Lavoisier e de Proust.

(Básico) Na reação equacionada X + Y 12. → XY, a razão entre as massas de X e Y é de 0,5.

Ao se adicionarem 30,0g de X a 90,0g de Y, obtêm-se 90,0g de produto XY. Pode-se dizer que:

há excesso de 30,0g de Y. a)

a Lei de Lavoisier não foi obedecida.b)

a Lei de Prost não foi obedecida.c)

há excesso de 15,0g de X.d)

reagiram 20,0g de X e 70,0g de Y. e)

(Básico) Foram misturados 40g de gás hidrogênio (H13. 2) com 40g de gás oxigênio, com a finalidade de produzir água, conforme a equação:

H2 + ½ O2 → H2O

Determine:

o reagente limitante.a)

a massa de água formada.b)

a massa de reagente em excesso.c)

(Básico) Efetuando-se a reação entre 18g de alumínio e 14. 462g de gás cloro, segundo a equação química:

2 A + 3 C2 2 AC3,

obtém-se qual quantidade máxima de cloreto de alumínio?

(Básico) 400g de hidróxido de sódio (NaOH) são adi-15. cionados a 504g de ácido nítrico (HNO3), produzindo nitrato de sódio (NaNO3) e água, segundo a equação química:

NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O

Calcule:

a massa de nitrato de sódio obtida.a)

a massa do reagente em excesso, se houver.b)


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(Básico) Misturam-se 147g de ácido sulfúrico e 100g de 16. hidróxido de sódio que se reajam segundo a reação:

H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O

Qual a massa de sulfato de sódio formada? a)

Qual a massa do reagente que sobra em excesso b) após a reação?

(Básico) Sabendo que 10,8g de alumínio reagiram com-17. pletamente com ácido sulfúrico, conforme a reação:

2 Al + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3 H2, calcule:

a massa de ácido sulfúrico consumida.a)

a massa de sulfato de alumínio produzida.b)

(FAAP) A combustão do metanol (CH18. 3OH) pode ser representada pela equação não-balanceada:

CH3OH + O2 → CO2 + H2O.

Quando se utilizam 5,0 mols de moléculas de metanol nessa reação, quantos mols de moléculas de gás carbônico são produzidos?

(UECE) Uma vela de parafina queima-se, no ar 19. ambiente, para formar água e dióxido de carbono. A parafina é composta por moléculas de vários ta-manhos, mas utilizaremos para ela a fórmula C25H52. Tal reação representa-se pela equação não-balance-ada:

C25H52 + O2 → H2O + CO2 .

Responda:

Quantos mols de moléculas de oxigênio são ne-a) cessários para queimar um mol de moléculas de parafina?

Quanto pesa esse oxigênio? b)

(Fuvest) Qual a quantidade máxima, em gramas, 20. de carbonato de cálcio que pode ser preparada misturando-se 2 mols de carbonato de sódio com 3 mols de cloreto de cálcio, conforme a equação não-balanceada:

Na2CO3 + CaCl2 → CaCO3 + NaCl.

(UFF) O fósforo elementar é, industrialmente, obtido 21. pelo aquecimento de rochas fosfáticas com coque, na presença de sílica. Considere a reação

2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO

e determine quantos gramas de fósforo elementar são produzidos a partir de 31,0g de fosfato de cálcio. [Dados: massas molares (g/mol): P = 31,0; Ca3(PO4)2 = 310,0

3,10g.a)

6,20g.b)

12,40g.c)

32,00g.d)

62,00g.e)

(Cesgranrio) Ao mergulharmos uma placa de prata 22. metálica em uma solução de ácido nítrico (HNO3), ocorrerá a reação:

3 Ag + 4 HNO3 → 3 AgNO3 + NO + 2 H2O

Calcule a massa de água produzida, em gramas, quando é consumido 1 mol de átomos de prata metálica.

(UFF) Considere as reações:1.

4 Li + OI. 2 → 2 Li2O

2 Li + MgO II. → Li2O + Mg

2 KCIII. O3 → 2 KC + 3 O2

CIV. 2 + 2 FeC 2 → 2 FeC 3HV. 2O2 → H2O + ½ O2

A reação de substituição é dada por:

I.a)

II.b)

III.c)

IV.d)

V.e)

(UFRN) Nas cinco equações químicas enumeradas 2. abaixo, estão representadas reações de simples troca, também chamadas reações de deslocamento:

FeI. (s)+2 AgNO3(aq) → Fe(NO3)2(aq) + Ag(s)

3 NiII. (s) + 2 A C 3(aq) → 3 NiC 2(aq)+2 A (2)

ZnIII. (s) + 2 HC (aq) → ZnC 2(aq) + H2(g)

SnIV. (s) + 2 Cu(NO3)2(aq) → Sn(NO3)4(aq) + 2Cu(s)

2 AuV. (s) + MgC 2(aq) → AuC (aq) + Mg(s)

Analisando essas equações, com base na ordem decrescente de reatividades (eletropositividades) mostrada a seguir,

Mg > A > Zn > Fe > Ni > H > Sn > Cu > Ag > Au

pode-se prever que devem ocorrer espontaneamente apenas as reações de número:

III, IV e V.a)

II, III e V.b)

I, II e III.c)

I, III e IV.d)


11EM

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004

(PUC) Querendo verificar a Lei de Conservação das 3. Massas (Lei de Lavoisier), um estudante realizou a experiência esquematizada a seguir:

Soluçãode HNO3

K2CO3(S)

Solução final

Erlenmeyer vazio

Terminada a reação, o estudante verificou que a massa final era menor que a massa inicial. Assinale a alternativa que explica o ocorrido.

A Lei de Lavoisier só é válida nas condições nor-a) mais de temperatura e pressão.

A Lei de Lavoisier não é válida para reações em so-b) lução aquosa.

De acordo com a Lei de Lavoisier, a massa dos pro-c) dutos é igual à massa dos reagentes, quando estes se encontram no mesmo estado físico.

Para que se verifique a Lei de Lavoisier é necessário d) que o sistema seja fechado, o que não ocorreu na experiência realizada.

Houve excesso de um dos reagentes, o que invalida e) a Lei de Lavoisier.

(Unicamp) Sob condições adequadas, uma mistura de 4. nitrogênio gasoso, N2(g), e de oxigênio gasoso, O2(g), reage para formar diferentes óxidos de nitrogênio. Se representarmos o elemento nitrogênio e o elemento oxigênio, conforme a legenda a seguir, duas dessas reações químicas podem ser esquematizadas como:

I

II

Nitrogênio Oxigênio

Dê a fórmula química do composto formado na re-a) ação esquematizada em I.

Escreva a equação química balanceada representa-b) da no esquema II.

(UFRN) Sabe-se que os hidrocarbonetos (C5. nH2n+2) apresentam reações de combustão completa numa única condição, isto é, quando os produtos da queima são exclusivamente gás carbônico (CO2) e água (H2O). Portanto, qualquer outra combustão que produza resultado diferente será incompleta. Admitindo que uma das reações de combustão in-completa de um alcano é expressa pela equação não-balanceada

CnH2n + 2 + x O2 → y CO + z H2O,

então, o coeficiente estequiométrico (x) da molécula de oxigênio (O2) corresponde a:

(2n+2)2

a) .

(n+1)2

b) .

(3n+1)2

c) .

(2n+1)2

d) .

(UFRN) No texto abaixo, adaptado do romance 6. Grande Sertão: Veredas, de Guimarães Rosa, o jagunço Riobaldo Tatarana descreve, em linguagem literária, a ocorrência de um curioso fenômeno que observou.

“Apois, um dia, num curtume, a faquinha minha, que eu tinha, caiu dentro de um tanque; era só caldo de casca-de-curtir, barbatimão, angico, lá sei que tínhamos. – Amanhã eu tiro... – falei comigo. Porque era de noite, luz nenhuma eu não tinha. Ah, então sabia: no outro dia, cedo, a faca, o aguinha escura e azeda, toda quieta, pouco borbulhando. Deixei, mais pra ver... Sabe o que foi? Pois, nessa mesma tarde, de faquinha, só se achava o cabo - por não ser de frio metal, mas de chifre de veado galheiro.”

Considerando que o líquido citado (caldo de casca-de-curtir) continha bastante tanino (ácido tânico) dissolvido, a reação química (corrosão do ferro pelo ácido) descrita acima, foi do tipo:

síntese.a)

dupla troca.b)

deslocamento.c)

decomposição. d)

(USJT) O esquema representa uma reação química ou 7. fenômeno químico. Quais os coeficientes da equação?

+


12 EM

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004

1, 2 e 1.a)

1, 2 e 2.b)

2, 1 e 2.c)

2, 1 e 1.d)

2, 2 e 2.e)

(UFPR) A figura representa um reator químico em três 8. momentos diferentes: no início (1) e nos instantes (2) e (3).

Átomo X Átomo Y1 2

Reação I

3

Reação III Reação II

Com base nas informações acima pode-se afirmar:

A reação I, na qual X e Y1. 2 são os reagentes e XY é o produto, pode ser representada pela equação 2 X + Y2 → 2 XY.

Em qualquer das reações (I, II ou III), um dos rea-2. gentes está em excesso.

A reação II, na qual XY e Y3. 2 são os reagentes e XY2

é o produto, pode ser representada pela equação

XY + Y2 → 2 XY2.

A reaçãos III pode ser representada pela equação 4.

X + Y2 → XY2.

Nas reações (I, II ou III), o número de átomos de 5. qualquer elemento é conservado.

Durante a reação II, o número total de moléculas 6. é conservado.

Das afirmações acima estão corretas somente as de número:

1, 2, 3 e 4.a)

1, 2, 3 e 5.b)

1, 2, 4 e 6.c)

3, 4 e 5.d)

1, 2, 4 e 5.e)

(PUC) Na combustão de uma porção de palha de aço, 9. esta sofre ____________ de massa, proveniente da _________________.

aumento, combinação com oxigênio.a)

diminuição, liberação de gás carbônico.b)

aumento, combinação com gás carbônico.c)

diminuição, liberação de óxidos metálicos.d)

aumento, combinação com vapor de água.e)

(F. A. Champagnat) No propulsor para foguetes compos-10. to de hidrazina (N2H4) e peróxido de hidrogênio (H2O2), ocorre a seguinte reação:

N2H4() + 2 H2O2() → N2(g) + 4 H2O()

Analisando a equação química acima, a alternativa errada é:

O número de átomos dos reagentes é igual ao nú-a) mero de átomos do produto.

O número de moléculas dos reagentes é igual ao b) número de moléculas dos produtos.

A massa dos reagentes é igual à massa dos pro-c) dutos.

A reação produz uma substância simples e uma d) substância composta.

Reagentes e produtos encontram-se em estados e) físicos diferentes.

(F. C. Chagas) Comparando reagentes e produto da 11. reação CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g), pode-se dizer que apresentam igual:

Número de átomos.I.

Número de moléculas.II.

Massa.III.

Dessas afirmações, são corretas apenas:I.a)

II.b)

III.c)

I e II.d)

I e III.e)

(Mackenzie)12.

Na plataforma de lançamento, uma chama imensa. •A combustão do hidrogênio leva o foguete ao es-paço.

Nos seres vivos, “a queima” de açúcar fornece a •energia necessária às atividades das células.

No corpo humano, desânimo, cansaço e doença. É •o envelhecimento precoce, causado pelo estresse oxidativo. O abuso de cigarro, de álcool e de co-mida inadequada provoca um aumento excessivo na produção de certos radicais livres no organismo. Isso leva ao infarto, ao câncer, à doença de Parkin-son, ao envelhecimento.

As descrições acima têm em comum, reações envolvendo a presença de:


13EM

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nitrogênio.a)

açúcar.b)

álcool.c)

oxigênio.d)

cloro.e)

(Unicamp) Antoine Laurent Lavoisier (1743-1794), o 13. iniciador da Química Moderna, realizou, por volta de 1775, vários experimentos. Em um deles, aqueceu 100g de mercúrio em presença do ar, dentro de um recipiente de vidro fechado, obtendo 54g de óxido vermelho de mercúrio, tendo ficado ainda sem reagir 50g de mercúrio. Pergunta-se:

Qual a razão entre a massa de oxigênio e a de mer-a) cúrio que reagiram?

Qual a massa de oxigênio que seria necessária para b) reagir com todo o mercúrio inicial?

(UFF) Considere as substâncias M, P, Q, R componentes 14. da equação

M + P → Q + R

Ao se utilizar 10,0g de P, obteve-se 4,0g de Q; em outra experiência utilizou-se 10,0g de M e obteve-se 20,0g de R. Conclui-se que, num terceiro experimento, a massa de R obtida a partir de 5,0g de P, é:

2,0g.a)

5,0g.b)

6,0g.c)

10,0g.d)

20,0g.e)

(UFF) Amônia gasosa pode ser preparada pela seguinte 15. reação balanceada:

CaO(s) + 2 NH4C (s) → 2 NH3(s) + H2O(s) + CaC 2(s)

Se 112,0g de óxido de cálcio e 224,0g de cloreto de amônia forem misturados, então a quantidade máxima, em gramas, de amônia produzida será, aproximadamente:

68,0.a)

34,0.b)

71,0.c)

36,0.d)

32,0.e)

(UFF – adap.) O cloreto de alumínio é um reagente 16. muito utilizado em processos industriais que pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico e cloro gasoso.

A + 3/2 C 2 → A C 3Se 2,70g de alumínio são misturados a 4,0g de cloro, a massa produzida, em gramas, de cloreto de alumínio é:

5,01.a)

5,52.b)

9,80.c)

13,35.d)

15,04.e)

(Fatec) Na reação de amônia (NH17. 3) com oxigênio (O2) para formar NO e água, qual a massa de água formada a partir de 160g de O2? Quantos mols de moléculas de NO são formados a partir da mesma quantidade de O2?

(Cesgranrio) O H18. 2S reage com o SO2 segundo a rea-ção:

H2S + SO2 → S + H2O.

Qual o número máximo de mols de átomos de enxofre que pode ser formado quando se faz reagir 5 mols de moléculas de H2S com 2 mols de moléculas de SO2?

(PUC) Fosgênio, COC19. 2, é um gás venenoso. Quando ina-lado, reage com a água nos pulmões para produzir ácido clorídrico, que causa graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte; por causa disso, já foi até usado como gás de guerra. A equação dessa reação é:

COCl2 + H2O → CO2 + HCl

Se uma pessoa inalar 198mg de fosgênio, qual a massa, em mg, de ácido clorídrico que se forma nos pulmões?

(ITA) Calcule o máximo de massa de água que se 20. pode obter partindo de 8,0g de hidrogênio e 32,0g de oxigênio. Indique qual o reagente em excesso e quanto sobra do mesmo.

(UEL) 46,0g de sódio reagem com 32,0g de oxigênio 21. formando peróxido de sódio. Quantos gramas de sódio são necessários para se obter 156g de peróxido de sódio?

23,0.a)

32,0.b)

69,0.c)

78,0.d)

92,0.e)

(UFMG) Um ser humano adulto sedentário libera, ao 22. respirar, em média, 0,880 mol de CO2 por hora. A massa de CO2 pode ser calculada, medindo-se a quantidade de BaCO3(s), produzida pela reação


14 EM

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004

Ba(OH)2(aq) + CO2(g) → BaCO3(s) + H2O()

Suponha que a liberação de CO2(g) seja uniforme nos períodos de sono e de vigília. A alternativa que indica a massa de carbonato de bário que seria formada pela reação do hidróxido de bário com o CO2(g), produzindo durante 30 minutos, é aproximadamente:

197g.a)

173g.b)

112g.c)

86,7g.d)

0,440g.e)

(UFPE) Um pedaço de ferro pesando 5,60g sofreu 23. corrosão quando exposto ao ar úmido por um período prolongado. A camada de ferrugem formada foi remo-vida e pesada, tendo sido encontrado o valor de 1,60g. Sabendo-se que a ferrugem tem a composição Fe2O3, quantos gramas de ferro não-corroído ainda restaram?

Considere Fe = 56,0g/mol e Fe2O3 = 160,0g/mol.

2,40g.a)

4,48g.b)

5,32g.c)

5,04g.d)

4,00g.e)

(PUC24. ) Na reação dada pela equação A + B → C, a razão entre as massas de A e B é 0,4. Se 8g de A forem adicionados a 25g de B, após a reação, verificar-se-á:

a formação de 20g de C, havendo excesso de 13g a) de B.

um excesso de 5g de B e consumo total da massa b) de A colocada.

o consumo total das massas de A e B colocadas.c)

a formação de 18g de C, havendo excesso de 5g d) de A.

um excesso de 4,8g de A e consumo total da mas-e) sa de B colocada.

(Enem) Atualmente, sistemas de purificação de emissões 25. poluidoras estão sendo exigidos por lei em um número cada vez maior de países. O controle das emissões de dióxido de enxofre gasoso, provenientes da queima de carvão que contém enxofre, pode ser feito pela reação desse gás com uma suspensão de hidróxido de cálcio em água, sendo formado um produto não-poluidor do ar.

A queima do enxofre e a reação do dióxido de enxofre com o hidróxido de cálcio, bem como as massas de

algumas das substâncias envolvidas nessas reações, podem ser assim representadas:

enxofre (32g) + oxigênio (32g) dióxido de enxofre (64g).

dióxido de enxofre (64g) + hidróxido de cálcio (74g) produto não-poluidor.

Dessa forma, para absorver todo o dióxido de enxofre produzido pela queima de uma tonelada de carvão (con-tendo 1% de enxofre), é suficiente a utilização de uma massa de hidróxido de cálcio de, aproximadamente:

23kg.a)

43kg.b)

64kg.c)

74kg.d)

138kg.e)

(PUC) A nave estelar Enterprise, de 26. Jornada nas Estrelas, usou B5H9 e O2 como mistura combustível. As duas subs-tâncias reagem de acordo com a seguinte equação:

B5H9 + O2 → B2O3 + H2O.

Se um tanque contém 126kg de B5H9 e o outro 240kg de O2, quanta água terá sido formada (em kg) quando um dos reagentes tiver sido completamente consumido?


15EM

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004

1.

Síntese.a)

Simples troca.b)

Decomposição.c)

Síntese.d)

Decomposição.e)

Simples troca.f)

Dupla troca.g)

Dupla troca.h)

Simples troca.i)

Dupla troca.j)

2.

1, 12, 8.a)

1, 5, 2.b)

2, 11/2, 1, 4.c)

2, 3, 1, 3.d)

1, 3, 1, 3.e)

2, 1, 1, 2.f)

3, 2, 1, 6.g)

2, 3, 1, 6.h)

2, 11, 8, 8.i)

3, 4, 1, 12.j)

A = 36g; B = 56g; C = 32g e D = 704g3.

18g.4.

1 N5. 2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g).

C6.

B7.

B8.

C9.

10.

Ferrugem ou oxidação do ferro.a)

32 - 22,4 = 9,6g.b)

Lei da Conservação das Massas ou Lei de Lavoi-c) sier.


16 EM

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Mg + Cl11. 2 MgCl2 + excesso

2,4g 9,1g 9,5g 2,0g de Cl25,0g 14,2g 19,0g 0,2g de Mg

Lei de Lavoisier: Lei da Conservação das Massas que efetivamente reagem.

Logo: Mg + Cl2 MgCl2 2,4g 7,1g 9,5g

4,8g 14,2g 19g

As experiências obedecem à Lei de Lavoisier e à Lei de Proust.

A12.

13.

Reagente limitante: Oa) 2.

Massa de água formada: 45g.b)

Massa de Hc) 2 em excesso: 35g.

89g.14.

15.

680g.a)

80g de NaOH.b)

16.

177,5g.a)

24,5g Hb) 2SO4.

17.

58,8g.a)

68,4g.b)

5 mols de moléculas.18.

19.

38.a)

1 216g.b)

200g.20.

B21.

12g.22.

B1.

D2.

D3.

4.

NOa) 2.

2 Nb) 2(g) + O2(g) → 2 N2O(g).

D5.

C6.

C7.

E8.

A9.

B10.

E11.

D12.

13.

0,08 = a) momHg

.

8g.b)

C14.

A15.

A16.

108g de H17. 2O e 4 mols de moléculas de NO.

6 mols de átomos.18.

146mg.19.

36g de água; excesso de 4g de H20. 2.

E21.

D22.

B23.

B24.

A25.

101,25kg.26.


quÍmica - vestibular uerj · 2013-09-24 · reagente limitante e reagente em excesso terminada uma...

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