ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS

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1 ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS 7º Teste sumativo de FQA 29. abril Versão 1 11º Ano Turma A Professor: Maria do Anjo Albuquerque Duração da prova: 90 minutos. Este teste é constituído por 8 páginas e termina na palavra FIM NOME: Nº 1 Classificação Professor Encarregado de Educação TABELA DE CONSTANTES Constante de Avogadro N A = 6, mol 1 Produto iónico da água (a 25 C) K w = 1, Volume molar de um gás (PTN) V m = 22,4 dm 3 mol 1 Concentração da solução... n quantidade de soluto V volume de solução Densidade (massa volúmica)... m massa V volume Relação entre ph e concentração de H 3 O +... ph = log / mol dm 3 1. A hulha é um tipo de carvão que possui cerca de 75% de carbono. A reação de combustão da hulha pode ser representada por: C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) Determine a massa de dióxido de carbono libertada para a atmosfera por cada tonelada de hulha que se queima se o rendimento da reação for 85%. 1

2 2. O amoníaco, obtido industrialmente pelo processo de Haber-Bosch, é uma substância relevante na nossa sociedade, pelas suas múltiplas utilizações. É matéria-prima no fabrico de fertilizantes, de ácido nítrico, de explosivos, de detergentes, entre outros. O hidrogénio, H 2 (g), usado no fabrico do amoníaco, é normalmente obtido a partir do gás natural, essencialmente constituído por metano, CH 4 (g), reação que pode ser traduzida pela equação química: CH 4 (g) + H 2 O(g) CO(g) + 3 H 2 (g) Calcule o volume de hidrogénio que se obtém, medido em condições PTN, considerando a reação completa de 960 kg de metano com excesso de vapor de água. Apresente todas as etapas de resolução. M(CH 4 ) = 16,04 g mol 1 3. Num recipiente fechado de capacidade 5,0 dm 3, uma mistura constituída por 1,0 mol de H 2 (g), 2,5 mol de N 2 (g) e 2,0 mol de NH 3 (g) encontra-se a 500 C. A essa temperatura, a constante de equilíbrio da reação traduzida por N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) é K c = 0,30. Conclua, com base no valor do quociente de reação, Q c, se o sistema reacional está ou não em equilíbrio e, no caso de não estar, em que sentido irá evoluir. 2

3 1. O amoníaco, resultante da decomposição da ureia presente na urina, é um dos responsáveis pelo odor desagradável nas casas de banho. A sua ionização em água pode ser traduzida por: NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4 + (aq) + OH (aq) a) Defina "ácido" e "base" segundo a teoria de Brönsted-Lowry. b) Uma solução aquosa de amoníaco tem ph igual a 10,95, a 25 ºC. Calcule a concentração da espécie NH 3 (aq) nessa solução. K b (NH 3 ) = 1, (a 25 ºC) c) Indique os pares ácido-base conjugados envolvidos na reação anteriormente referida. 2. Admita que dispunha de uma solução aquosa de amoníaco de concentração mássica 2, g dm 3, e que pretendia preparar, a partir daquela solução concentrada, 500 cm 3 de uma solução diluída, de concentração 0,400 mol dm 3. a) Calcule o volume de solução concentrada que teria de medir para preparar a solução pretendida. 3

4 b) Na diluição efetuada utilizou água destilada, de ph igual a 7,04. Selecione a única opção que refere o valor correto da concentração de iões H 3 O + na referida água. (A) 9, mol dm 3 (B) 1, mol dm 3 (C) 1, mol dm 3 (D) 8, mol dm 3 c) Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta. "Na solução aquosa diluída de NH 3, a 25 ºC, a concentração de iões OH (aq) é 2, mol dm 3 e a concentração de iões H 3 O + (aq) é mol dm 3, o que permite concluir que essa solução é." (A) 3, ácida (B) 2, ácida (C) 2, básica (D) 3, básica 3. A atmosfera terrestre tem vindo a ser contaminada por diversos gases poluentes, como por exemplo: CO 2, CH 4, NO x e SO 2. Uma das reações que está na origem das chuvas ácidas é a reação do dióxido de enxofre, SO 2 (g), com o oxigénio da atmosfera, O 2 (g), originando trióxido de enxofre, SO 3 (g), traduzida por: 2 SO 2 (g) + O 2 (g) 2 SO 3 (g) O gráfico da figura seguinte representa uma das possíveis evoluções das concentrações dos componentes da mistura reacional em função do tempo, em recipiente fechado contendo inicialmente uma mistura de SO 2 (g) e O 2 (g). a) Selecione a alternativa que contém a sequência que refere a evolução das concentrações de SO 2 (g), O 2 (g) e SO 3 (g), respetivamente. (A) III, II e I. (B) II, III e I. (C) III, I e II. (D) II, I e III. b) A chuva normal tem, usualmente, ph cerca de 5,6. Indique o gás que, ao dissolver-se, é responsável por este valor. 4

5 c) Apresente duas consequências das chuvas ácidas para o ambiente. d) A concentração de SO 3 de origem antropogénica na atmosfera pode ser significativamente reduzida se se adicionarem substâncias apropriadas aos fornos de combustão. Essas substâncias, quando adicionadas aos terrenos, contribuem também para a diminuição da acidez dos solos. Indique duas substâncias utilizadas para esse efeito. 4. Com o objetivo de determinar a concentração de uma solução de hidróxido de sódio, NaOH(aq), um grupo de alunos realizou uma atividade laboratorial. Os alunos começaram por diluir a solução inicial de hidróxido de sódio cinco vezes. Em seguida, titularam 10,0 cm 3 da solução diluída com uma solução padrão de ácido clorídrico, HCl(aq), de ph 0,60, tendo gasto 15,20 cm 3 desta solução até ao ponto final da titulação, detetado com um indicador adequado. a) Refira o nome do instrumento de medida utilizado para medir com rigor o volume da solução de NaOH a titular. b) A reação que ocorre pode ser representada por NaOH(aq) + HCl(aq) NaCl(aq) + H 2 O(l) Determine a concentração da solução inicial de NaOH. 5

6 c) Suponha que, em vez de um indicador, os alunos utilizavam um sensor de ph, o que lhes permitiria obter o gráfico do ph em função do volume de titulante (curva de titulação). Apresente o esboço da curva de titulação que seria obtida pelos alunos, assinalando o ph no ponto de equivalência. 5. Considere que se fez reagir N 2 (g) e H 2 (g) num recipiente com a capacidade de 1 L. O gráfico da figura seguinte representa a evolução, ao longo do tempo, t, das concentrações das espécies envolvidas na reação de síntese do amoníaco, a temperatura constante. a) Elabore uma tabela onde registe as concentrações iniciais e de equilíbrio de cada uma das espécies envolvidas na reação. b) Calcule o rendimento da reação de síntese. 6

7 6. O amoníaco dissolve-se em água, dando origem a uma solução básica. A constante de basicidade de NH 3 (aq) é 1,8 10-5, a 25 ºC. a) O carácter básico de uma solução de amoníaco deve-se à reação de NH 3 (aq) com a água. Essa reação corresponde a um processo de: (A) dissociação completa. (B) dissociação parcial. (C) ionização completa. (D) ionização parcial. b) A constante de acidez do ácido conjugado de NH 3 (aq), a 25 ºC, é (A) (B) (C) (D) 7. Fez-se a titulação de uma amostra diluída de vinagre com hidróxido de sódio. Considere que o ph no ponto de equivalência é igual a 8,8, a 25 ºC. Indique, justificando com base na informação contida na tabela seguinte, qual dos indicadores é adequado para assinalar o ponto de equivalência daquela titulação. 7

8 8. O produto iónico da água, Kw, é a constante de equilíbrio definida para a reação de auto ionização da água que pode ser traduzida por O gráfico da figura seguinte representa o produto iónico da água, K w, em função da temperatura. a) Determine o ph de uma amostra pura de água à temperatura de 40 ºC. b) Conclua, justificando, se a reação de auto ionização da água é endotérmica ou exotérmica. FIM Questões Total Cotação