PRÉ-QUÍMICO. RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA DA UP a PARTE

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1 PRÉ-QUÍMICO RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA DA UP a PARTE 1. Considere os seguintes dados referentes aos átomos A, B, e C: 20 A Z ; 21 B 44 ; X C Y. Sabendo que A e B são isóbaros, B e C são isótopos e A e C são isótonos, os valores de x, y e z serão respectivamente: A 44; 21; 45 B 44; 45; 21 C 21; 44; 45 D 21; 45; 44 Para resolvermos esta questão temos que ter a noção acerca das Semelhanças Atómicas e das Características dos Átomos. Primeiramente recordemo-nos dos seguintes conceitos: Isótopos - são átomos do mesmo elemento químico (com mesmo número atómico) mas com diferente número de massa; Isóbaros - são átomos de elementos químicos diferentes (ou seja, com diferente número atómico (Z) mas com o mesmo número de massa (A). Isótonos - são átomos de elementos químicos diferentes (ou seja, com diferente número atómico (Z) e diferente número de massa (A) mas que têm igual número de neutrões (N). Como A e B são isóbaros, logo têm o mesmo número de massa. No entanto, note que o número de massa de A é z e o B tem número de massa 44, como são isóbaros, logo o z é igual a 44. Átomo A Átomo B Número de massa: z = 44 Número de massa: 44 Número atómico: 20 Número atómico: 21 O B e o C são isótopos, o que significa que têm o mesmo número atómico, agora observe que o B tem número atómico 21 e o C tem número atómico x, uma vez sendo isótopos, o x é então igual a prequimico@gmail.com Página 1

2 Átomo B Átomo C Número de massa: 44 Número de massa: y Número atómico: 21 Número atómico: x = 21 O A e C são isótonos. Logo têm o mesmo número de neutrões. Então temos que calcular o número de neutrões de A uma vez que ele é que tem dados suficientes: Número de neutrões do átomo A A = Z + N 44 = 20 + N N = N = 24 Sendo estes átomos isótonos, têm o mesmo número de neutrões: Átomo A Átomo C Número de massa: 44 Número de massa: y Número atómico: 21 Número atómico: 21 Número de neutrões: 24 Número de neutrões: 24 Tendo estes dados podemos sim calcular o valor de y, que é na verdade o número de massa do átomo C: A = Z + N A = A = 45 Logo o y é igual a 45: Átomo A Átomo C Número de massa: 44 Número de massa: y = 45 Número atómico: 21 Número atómico: 21 Número de neutrões: 24 Número de neutrões: 24 Conclusão: X = 21, Y = 45 e Z = prequimico@gmail.com Página 2

3 2. Fogos de artifício utilizam sais de diferentes iões metálicos misturados com um material explosivo. Quando incendiados, emitem diferentes colorações. Essas cores são produzidas quando os electrões excitados dos iões metálicos retornam para níveis de menor energia. O modelo atómico mais adequado para explicar esses fenómeno é o modelo de: A Rutherford B Rutherford-Bohr C Thomson D Dalton Resposta: alternativa: B 3. Um catião metálico trivalente tem 76 electrões e 118 neutrões. O átomo do elemento químico, do qual se originou, tem número atómico e número de massa, respectivamente: A 76 e 194 B 76 e 197 C 79 e 197 D 79 e 194 No artigo Iões publicado no blog ( dissemos que quando um átomo neutro perde electrões origina um ião, e quando este átomo for um metal, o ião é chamado de Catião. O termo catião trivalente significa que este átomo perdeu 3 electrões e o seu número de electrões ficou 76. No entanto, o exercício quer saber do átomo neutro deste ião (antes de perder os 3 electrões). Ora, se perdeu 3 electrões e ficou com 76, é óbvio que tinha antes 79. No estado fundamental (neutro) o número de electrões é igual ao número de protões: e- = p + = 79. Número atómico (Z) é a quantidade de protões existentes no núcleo de um átomo. Assim p + = Z. Cálculo do número de massa Dados Número atómico (Z): 79 Número de massa (A): =? Número de neutrões (N): prequimico@gmail.com Página 3

4 A = Z + N A = A = 197 Conclusão: 79 e 197 Resposta: alternativa: C 4. O número de electrões do catião X 2+ de um elemento X é igual ao número de electrões do átomo neutro de um gás nobre. Este átomo de gás nobre apresenta número atómico 10 e número de massa 20. O número atómico do elemento X é: A 8 B 10 C 12 D 18 O 2+ significa que o átomo X perdeu electrões e por conta disso ficou com o número de electrões reduzido ao número atómico igual a de um gás nobre com número atómico 10. Em outras palavras o átomo X ao perder 2 electrões ficou com 10 electrões. No entanto o exercício quer saber do átomo X no estado fundamental, ou seja, antes de perder os 2 electrões. Ora, se perdeu 2 electrões e ficou com 10 electrões significa que antes tinha 12. No estado fundamental, o número de electrões é igual ao número de protões. Número atómico (Z) é a quantidade de protões existentes no núcleo de um átomo. Assim p + = Z. Logo o número atómico (Z) do átomo X é 12. Resposta: alternativa: C 5. Um átomo com a seguinte configuração electrónica, 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 5 apresenta na camada mais externa: A 5 electrões B 4 electrões C 3 electrões D 7 electrões prequimico@gmail.com Página 4

5 A camada mais externa é a camada mais afastada do núcleo e indica-nos a camada de valência: A camada de valência para este átomo é 4s 2 4p 5, somando os electrões: = 7 electrões Resposta: alternativa D 6. O número de protões, electrões e neutrões do ião de Na + é respectivamente: A 11, 11 e 11 B 10, 11 e 12 C 23, 10 e 12 D 11, 10 e 12 No estado fundamental (neutro) o número de electrões é igual ao número de protões: e - = p +. E neste estado o átomo de sódio apresenta: Electrões: 11 Protões: 11 Número de neutrões: A = Z + N N = A Z N = N = 12 Porém o + significa que o átomo neutro de sódio perdeu 1 electrão e por conta disso originou o ião sódio (Na + ), e neste estado o ião sódio apresenta: Electrões: 10 Protões: 11 Número de neutrões: A = Z + N N = A Z N = N = prequimico@gmail.com Página 5

6 7. O número máximo de electrões que cabem no nível de energia 3 é: A 3 B 8 C 6 D 16 Para calcular o número máximo de electrões num nível usamos a Equação de Rydberg: 2n 2 Dados n = 3 Substituindo na fórmula: 2n 2 2 x 3 2 = 2 x 9 = 18 electrões Não há resposta correcta nesta questão! 8. O elemento cuja configuração electrónica é: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 3d 10 4p 6 5s 2 4d 10 5p 3 pertence ao grupo: A IIIA B IIIB C VA D VIIA Identificar a camada de valência que é a camada mais afastada do núcleo, neste caso é: 5s 2 5p 3, somando os electrões: = 5 electrões. Grupo: VA (quinto grupo principal da Tabela Periódica) Obs: Os elementos químicos cuja distribuição electrónica termina com o subnível s e p são chamados de elementos representativos ou do Grupo A. Resposta: alternativa: C prequimico@gmail.com Página 6

7 9. Considere os seguintes compostos: I NaCl II HBr III CO 2 IV CH 3 CH 2 OH V Fe 2 O 3 Apresentam ligações covalentes os compostos: A I e V B III e V C II, IV e V D II, III e IV A ligação covalente é aquela que se estabelece entre ametais. Note que o Na e o Fe são metais, e quando combinados com ametais estabelece-se a ligação iónica. Portanto, os itens I e V estão errados! Conclusão: II, III e IV 10. O sal de cozinha, o ácido clorídrico e a glicose, apresentam em suas estruturas, respectivamente, ligações do tipo: A iónica, iónica e iónica B covalente, covalente e covalente C metálica, covalente e covalente D iónica, covalente e covalente O sal de cozinha é o cloreto de sódio (NaCl), o ácido clorídrico tem a fórmula (HCl) e a glicose a fórmula C 6 H 12 O 6. Na fórmula NaCl, temos um metal, que é o sódio (Na) e um ametal, que é o cloro (Cl), e a ligação química que se estabelece entre um metal e um ametal é a ligação iónica. No HCl e C 6 H 12 O 6 temos átomos de ametais e a ligação química se estabelece é a ligação covalente: prequimico@gmail.com Página 7

8 11. Indique qual dos óxidos apresentados a seguir é um óxido ácido? A Ga 2 O 3 B Na 2 O 2 C CO D CO 2 O óxido ácido é aquele que reage com água formando um ácido: CO 2(g) + H 2 O (l) H 2 CO 3(aq). 12. A reacção CO (g) + Cl 2(g) = COCl 2(g) decorre num recipiente fechado, a uma temperatura constante, em que os reagentes se encontram em quantidades equivalentes. Quando se restabelece o equilíbrio restam 50% da quantidade inicial de CO. Se a pressão da mistura inicial reagente era igual a 100KPa, determine a pressão de equilíbrio da mistura gasosa (em KPa) A 50 B 75 C 100 D 125 Resposta: alternativa: B prequimico@gmail.com Página 8

9 13. O número máximo de orbitais por nível (n) é dado por: A n 2 B n C 2n D 2n + 1 Para determinarmos o número máximo de orbitais num nível (n) usamos a expressão: n 2. Resposta: alternativa: A 14. A normalidade de uma solução aquosa de ácido sulfúrico 98% em massa e densidade 1,84Kg/l é igual a: A 8,38 B 1,80 C 0,038 D 36,76 A normalidade está directamente ligada ao equivalente-grama (Eq). O equivalente-grama pode ser determinado pela fórmula: Eq =, isso no caso do ácido. Dados % = 98% = 1,84Kg/l MM(H2SO4) = 98g/mol N =? N =. %. Cálculo do Eq: Eq = Eq = Eq = 49. Cálculo da normalidade: N =. % prequimico@gmail.com Página 9

10 N = N =. %.,, N = 36,8 Resposta: alternativa D. 15. Para preparar 1,2 litros de solução 0,4M de HCl, a partir do ácido concentrado (16M), o volume de água, em litros, a ser utilizado será de: A 0,03 B 0,47 C 0,74 D 1,17 Este exercício trata da diluição, que consiste na adição de um solvente a uma solução com a finalidade de reduzir a sua concentração: Dados C 1 = 16M V 1 =? C 2 = 0,4M V 2 = 1,2l V H20 =? Primeiro temos que calcular o volume inicial, ou seja, o volume da solução concentrada (16M) que foi usado na diluição: C 1 V 1 = C 2 V 2 16M V 1 = 0,4M 1,2l V 1 =,, l V 1 =, V 1 = 0,03l prequimico@gmail.com Página 10

11 O exercício quer saber do volume da água, portanto temos que saber o seguinte: V 2 = V 1 + V H2O 1,2l = 0,03l + V H2O V H2O = 1,2l - 0,03l V H2O = 1,17 l 16. Os produtos da electrólise de uma solução aquosa de cloreto de sódio são: A Sódio metálico e cloro gasoso B sódio metálico e gás hidrogénio C Hidrogénio e oxigénio D Hidrogénio e cloro 2NaCl (s) H2O 2Na + (aq) + 2Cl - (aq) 2H 2 O (l) 2H + (aq) + 2OH - (aq) 2H + (aq) + 2e- H 2(g) 2Cl - (aq) Cl 2(g) + 2e- 2NaCl (s) + 2H 2 O (l) 2Na + (aq) + 2OH - (aq) + H 2(g) + Cl 2(g) => Equação global 2NaCl (s) + 2H 2 O (l) 2NaOH (aq) + H 2(g) + Cl 2(g). 17. Indique em qual das reacções que se seguem Kp = Kc: A N 2 O 4(g) = 2NO 2(g) B 2N 2 O 5(g) = 2NO 2(g) + O 2(g) C H 2(g) + I 2 (g) = 2HI (g) D N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g) prequimico@gmail.com Página 11

12 O Kp = Kc se o Δn = 0. A N 2 O 4(g) = 2NO 2(g) Δn = 2 1 = 1 B 2N 2 O 5(g) = 2NO 2(g) + O 2(g) Δn = 3 2 = 1 C H 2(g) + I 2 (g) = 2HI (g) Δn = 2 2 = 0 D N 2(g) + 3H 2(g) = 2NH 3(g) Δn = 2 4 = -2 Resposta: alternativa: C 18. O filme O Náufrago, o personagem teve de iniciar uma fogueira a partir do aquecimento de cascas secas de coco através do calor gerado pelo atrito de pedaços de madeira. Químicamente, o atrito desses pedaços de madeira serve como: A Catalisador B energia de activação C calor de combustão D inibidor A energia de activação é a energia mínima necessária para que ocorra uma reacção química. Resposta: alternativa B 19. Para a reacção FeO (s) + CO (g) = Fe (s) + CO 2(g) a expressão da Lei de Velocidade é dada por: A V = K[FeO] B V = K[FeO][CO] C V = K[CO 2 ] D V = K[CO] A Lei de Velocidade é uma expressão matemática que relaciona a velocidade da reacção e a concentração dos reagentes. Substâncias no estado sólido e líquido não entram na expressão da Lei de velocidade: Neste caso a expressão da Lei de velocidade é: V = K.[CO] prequimico@gmail.com Página 12

13 20. A elevação de temperatura aumenta a velocidade das reacções químicas porque aumenta os factores apresentados nas alternativas, EXCEPTO: A A energia cinética média das moléculas B A energia de activação C A frequência das colisões efectivas D O número de colisões por segundo entre as moléculas A energia de activação é a energia mínima necessária para que ocorra uma reacção química. Resposta: alternativa: B 21. Considere a equação: 2N 2 O 5(g) 4NO 2(g) + O 2(g). Massas atómicas: N = 14, O =16. Admita que a formação do O 2 tem uma velocidade média constante igual a 0,05 mol/l.s. A massa de NO 2 formada em 1 minuto é de: A 96g B 55,2g C 12,0g D 552,0g Pela equação da reacção, temos: 2N 2 O 5(g) 4NO 2(g) + O 2(g) 2 mol 4 mol.. 1 mol X.. 0,05mol/l.s X = 0,2 mol/l.s Isto significa que em 1 segundo forma-se 0,2 mol/l. Ora se em 1 segundo forma-se 0,2 mol/l então em 1 minuto forma-se quanto de NO 2? Temos que: 1 minuto segundos 1 segundo ,2 mol/l 60 segundos y Y = 12 mol/l prequimico@gmail.com Página 13

14 Significa que em 1 minuto temos 12 mol de NO 2 por litro formado. Massa molar do NO 2 MM(NO 2 ) = 46g/mol 1 mol 46g 12 mol Z Z = 552,0g 22. O óxido nítrico (NO) e o monóxido de carbono (CO) são duas das mais nocivas substâncias poluentes originadas de indústrias químicas e de sistemas de exaustão de veículos automotores. Um método eficiente para reduzir suas concentrações consiste no uso do catalisador de Monel (uma liga de níquel-cobre), o qual viabiliza cinéticamente a reacção de transformação desses poluentes em N 2 e CO 2, de acordo com a equação da reacção: NO (g) + CO (g) = 1 / 2 N 2(g) + CO 2(g). É correcto afirmar que: A Os catalisadores não afectam as velocidades das reacções químicas (directa e inversa) B O catalisador de Monel actua na reacção, diminuindo sua energia de activação C A reacção ocorre mais lentamente com o uso do catalisador D A expressão que representa a constante de equilíbrio é dada por K = [NO].[CO] / [N 2 } 1/2.[CO] O catalisador é uma substância que altera a velocidade da reacção sem ser consumida durante o processo. Portanto, o catalisador diminui a energia de activação fazendo com que a reacção ocorra com maior rapidez (velocidade). Resposta: alternativa: B 23. Quantos gramas de cloreto de sódio (NaCl) e de água são necessários para preparar 400g de solução deste mesmo sal a 20%? A 20g de NaCl e 380g de água B 50g de NaCl e 350g de água prequimico@gmail.com Página 14

15 C 60g de NaCl e 340g de água D 80g de NaCl e 320g de água Dados: Massa da solução (m) = 400g Título (T) = 20% Massa do soluto (m 1 ) que é o NaCl =? Massa do solvente (m 2 ) que é a água =? m = m 1 + m 2 T = x 100% T = x 100% Isolando m 1 : m 1 = m 1 = % % % m 1 = m 1 = 80g => Massa de NaCl. Como: m = m 1 + m 2 m = m 1 + m 2 400g = 80g + m 2 m 2 = m 2 = 320g => massa da água VENDA PROIBIDA! prequimico@gmail.com Página 15