Lista Quimica 2os. anos. (A) Ao calibrar o pneu com uma maior temperatura, a pressão do ar será menor do que ao calibrá-lo com os pneus frios.

Transcrição

1 I. QUESTÕES OBJETIVAS QUESTÃO 1 Um pneu bem calibrado garante mais segurança na hora de dirigir e ajuda a reduzir o consumo de combustível. A calibragem errada pode não só comprometer a segurança dos ocupantes do veículo como também prejudicar o desempenho do automóvel. O correto é calibrar os pneus a cada 15 dias. Sempre com pneus frios, ou seja, tendo rodado no máximo três quilômetros. A pressão deve ser sempre a recomendada pelo fabricante do veículo, que em alguns carros está fixada na porta do motorista. Se não for o caso, no manual está descrita a pressão adequada. Disponível em: Acesso em: 01 nov (adaptado) Com relação à calibragem dos pneus e à recomendação de calibrá-los quando frios, e considerando que o ar se comporte como um gás ideal, assinale a afirmativa que apresenta uma observação correta em ralação às propriedades dos gases. (A) Ao calibrar o pneu com uma maior temperatura, a pressão do ar será menor do que ao calibrá-lo com os pneus frios. (B) A quantidade de matéria de ar necessária para encher os pneus mais frios, até uma determinada pressão, será maior do que quando os pneus estiverem quentes. (C) Com os pneus frios, o ar irá exercer maior pressão no interior dos pneus porque o volume de ar necessário para enchê-los será menor. (D) Com os pneus quentes, o volume de ar necessário para enchê-los, até uma determinada pressão, será maior do que quando eles estiverem frios. (E) Nos pneus maiores, como dos automóveis e caminhões, a pressão do ar será maior do que nos pneus menores, como os da motocicleta. 1

2 QUESTÃO 2 Cinco balões, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo volume de cinco diferentes gases, conforme mostra a figura a seguir. O balão que possui o maior número de moléculas contém (A) o gás amônia. (B) o gás carbônico. (C) o gás hidrogênio. (D) o gás neônio. (E)o gás nitrogênio. 2

3 QUESTÃO 3 A compreensão das propriedades dos gases e suas transformações são de fundamental importância para explicar diversos fenômenos que ocorrem com as substâncias gasosas. Analise o gráfico a seguir que representa valores de pressão, volume e temperatura e algumas transformações de um gás que se comporta idealmente. Indique a afirmativa que condiz com as informações apresentadas no gráfico e as transformações sofridas pelo gás. (A) A mudança de 1 para 3 representa uma transformação isobárica que ocorre com pressão constante. (B) A temperatura na situação 2 é maior do que na situação 1 e tem o valor de 327 ºC. (C)Na temperatura de 300 K, a pressão do gás será de 0,5 atm quando seu volume for 30 L. (D) Na transformação de 2 para 3, a quantidade de matéria do gás se reduz pela metade. (E) Se o gás passar pela transformação 1 2 3, ao final todas as variáveis do gás terão se modificado. 3

4 QUESTÃO 4 Um químico recebeu uma amostra sólida de uma substância pura e desconhecida para que fossem feitas algumas análises, em busca da determinação de qual substância seria. Uma análise elementar desta substância verificou que o teor de carbono na amostra era em torno de 50% em massa. Assinale a alternativa que apresenta uma substância que poderia ser a substância desconhecida. (A) Ácido acetilsalicílico C 9H 8O 4 (MM = 180 g/mol). (B) Ácido ascórbico C 6H 8O 6 (MM = 176 g/mol). (C)Ácido cítrico C 6H 8O 7 (MM = 192 g/mol). (D)Ácido fólico - C 19H 19N 7O 6 (MM = 441 g/mol). (E) Ácido retinoico - C 20H 28O 2 (MM = 300 g/mol). 4

5 QUESTÃO 5 Leia a reportagem veiculada no jornal O Globo. Caminhão tomba e derrama 10 mil litros de ácido clorídrico em Minas Gerais Plantão Publicada em 16/06/2011 às 09h03m BELO HORIZONTE - Dez mil litros de ácido clorídrico vazaram de um caminhão e atingiram o solo na Zona da Mata de Minas Gerais. O veículo, que seguia do Rio de Janeiro para Timóteo, em Minas Gerais, pela BR-116, tombou e caiu em uma ribanceira. O trecho, a seis quilômetros do trecho de Realeza, está em obras de recapeamento e a pista está sem sinalização horizontal. O caminhão levava 26 mil litros do produto tóxico. Uma válvula quebrou no acidente, causando o vazamento. Disponível em: asp#ixzz1cbwAvNCO. Acesso em: 02 nov (Adaptado) Considere as informações extraídas da FISPQ, Ficha de Informação de Segurança de Produto Químico, sobre o ácido clorídrico: COMPOSIÇÃO E INFORMAÇÃO SOBRE INGREDIENTES: Substância: HCl - Cloreto de Hidrogênio. Sinônimo: Ácido Muriático. Densidade: 1,15 g/cm 3. Solubilidade em água: Completa. Precauções ao meio Ambiente: Evitar que o ácido atinja rios, esgotos, cursos d água e o solo, fazendo contenções com terra, areia ou outro produto sólido, preferencialmente alcalino para neutralização dos efeitos. Pequenos vazamentos do ácido são absorvidos e neutralizados com barrilha (carbonato de sódio) ou calcário (carbonato de cálcio), e o resíduo resultante, colocado em recipientes etiquetados e fechados, sendo armazenados em locais abertos. A cal hidratada é outro produto apropriado para a neutralização do ácido, com posterior disposição dos resíduos em local regulamentado pela autoridade ambiental local. Disponível em: Acesso em: 02 nov (Adaptado) Suponha que os técnicos do meio ambiente desejem neutralizar todo o ácido derramado pelo caminhão utilizando barrilha, como sugerido na ficha de informação do produto. Neste caso, a equação química da reação que ocorre é a seguinte: 2HCl(aq) + Na 2CO 3(s) 2NaCl(aq) + H 2O(l) + CO 2(g) Considerando que os reagentes estão puros, assinale a alternativa que apresenta a massa aproximada de barrilha necessária para neutralizar todo o ácido derramado. (A) 1,5 kg (B) 14,5 kg (C)16,7 kg (D)33,4 kg (E) 223 kg 5

6 QUESTÃO 6 O tratamento da água é fundamental para que ela possa ser usada adequadamente nas diversas finalidades do consumo humano. Podemos dividir o tratamento de água em duas etapas. O tratamento inicial, que consiste basicamente no peneiramento, na sedimentação e na aeração, e o tratamento final, que consiste na floculação, na filtração e na desinfecção. No processo da floculação ou coagulação, as partículas sólidas se aglomeram em flocos para que sejam removidas mais facilmente. Este processo consiste na reação entre sulfato de alumínio e hidróxido de sódio para a formação e seguida precipitação de hidróxido de alumínio (Al(OH) 3) que é insolúvel em água e carrega as impurezas para o fundo do tanque. A quantidade de sulfato de alumínio gasta no tratamento é de aproximadamente 75 kg para cada 1 milhão de litros de água. A equação simplificada do processo que ocorre é a seguinte: Disponível em: Acesso em: 12 out (Adaptado) Al 2(SO 4) 3 (aq) + 6NaOH (aq) 2Al(OH) 3(s) + 3Na 2SO 4 (aq) Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa que contem a massa aproximada de hidróxido de sódio, em kg, que uma determinada estação de tratamento deve utilizar para tratar L de água, considerando haver sulfato de alumínio suficiente. (A) 2,2 (B) 13,2 (C) 52,6 (D) 112,5 (E) 450,0 6

7 QUESTÃO 7 A nitroglicerina foi descoberta pelo italiano Ascanio Sobrero em É uma substância amarelo-esverdeada, líquida à temperatura ambiente, sendo um dos explosivos químicos mais potentes que existem. Como todos os explosivos químicos, ela tem moléculas muito instáveis, que se decompõem muito rápido após uma ignição, liberando grandes quantidades de gás e calor. Quanto maior a quantidade de gás produzida e quanto menor o tempo de reação, maior o estrago. A desvantagem da nitroglicerina é que ela é pouco segura, porque qualquer queda, fricção ou aumento de temperatura causa sua explosão. Não é raro que ela seja detonada por um solavanco mais forte durante o transporte, por exemplo. Uma vantagem da nitroglicerina em relação aos outros explosivos, como o TNT (trinitrotolueno), é que, ao contrário deste, nenhuma forma sólida de carbono é formada, produzindo uma explosão sem fumaça - propriedade muito útil para a artilharia. Assim, após o disparo, o soldado não ficaria com a visão obscurecida por uma cortina de fumaça. Diferentemente da nitroglicerina, o TNT é insensível ao choque e a fricção, o que reduz a possibilidade de explosão acidental. É atualmente, um dos explosivos mais usados em aplicações militares e industriais. Disponível em: Acesso em: 02 nov (Adaptação) As reações de decomposição dos explosivos, muitas vezes, são difíceis de serem previstas ou descritas, devido à rapidez com que os gases são formados. As equações a seguir representam possíveis reações que ocorrem na explosão da nitroglicerina e do trinitrotolueno (TNT): Decomposição do TNT: Decomposição da nitroglicerina: 2C 7H 5O 6N 3(s) 7CO(g) + 5H 2O(g) + 3N 2(g) + 7C(s) 4C 3H 5(NO 3) 3(g) 12CO(g) + 10H 2O(g) + 6N 2(g) + 7O 2(g) Indique a afirmativa que condiz com as informações apresentadas no texto e com as características dos dois explosivos. (A) A comparação entre o poder explosivo do TNT e da nitroglicerina pode ser feito assim: cada 2 mol de TNT produz 22 mol de produtos e cada 2 mol de nitroglicerina produz 17,5 mol de produtos. (B) A nitroglicerina é mais potente que o TNT como explosivo porque para uma mesma quantidade de matéria dos mesmos explosivos, a nitroglicerina libera cerca de 1,2 vez mais gases. (C)A quantidade de matéria de água e nitrogênio produzida pela nitroglicerina é o dobro, se considerarmos iguais quantidades de moléculas de TNT e nitroglicerina sofrendo explosão. (D)A massa dos produtos formados pela nitroglicerina será cerca de 1,2 vez maior que a dos produtos formados pelo TNT, caso para a detonação se utilize a mesma quantidade de moléculas dos dois explosivos. (E) Uma análise da equação da reação de decomposição do TNT permite concluir que ele é menos potente do que a nitroglicerina porque libera mesma quantidade de produtos sólidos e gasosos. 7

8 QUESTÃO 8. Metalurgia é a sequência de processos que visa à obtenção de um elemento metálico a partir de seu minério. Alguns metais são encontrados livres na natureza na forma de substância simples, também chamada forma nativa. Esses metais são chamados de metais nobres e se encontram isolados devido a sua baixa reatividade. Metais como o ferro, o estanho, o zinco e o manganês são obtidos através de reações químicas em que ocorre a redução do metal. O ferro, por exemplo, pode ser obtido a partir da hematita, que é o minério rico em ferro: Fe 2O 3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) + 3CO 2(g) Neste processo, a hematita reage com o monóxido de carbono produzindo ferro metálico e gás carbônico. Esta é uma reação de óxido-redução, em que o CO é o agente redutor (causou a redução do ferro). Considerando as informações apresentadas, indique a alternativa que apresenta a massa de minério de hematita, que contem 70% em massa de ferro, necessária para produzir 1 tonelada de ferro metálico. (A) 0,5 tonelada. (B) 1,0 tonelada. (C) 1,4 tonelada. (D) 2,0 toneladas. (E) 4,0 toneladas. 8

9 QUESTÃO 9 Um determinado aluno desejava fazer uma demonstração em uma feira de ciências em que seria necessário encher um balão do tipo de aniversário com gás hidrogênio. Como não havia tal substância no laboratório de sua escola, seu professor o sugeriu que colocasse raspas de zinco em um tubo de ensaio juntamente com solução concentrada de ácido clorídrico e, em seguida, colocasse o balão preso à boca do tubo para recolher o gás produzido. A equação da reação que ocorre é a seguinte: Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl 2(aq) + H 2(g) Considerando que o ácido clorídrico esteja em excesso, a massa de zinco, aproximada, que o aluno deve utilizar para encher um balão de 6,5 L com gás hidrogênio, nas CNTP, será (A) 2,24 g (B) 6,5 g (C) 18,9 g (D) 65 g (E) 211,3 g QUESTÃO 10 A fim de verificar que o ferro perde sua propriedade ao ser atraído por um imã, quando se encontra combinado com átomos de outros elementos, um aluno aqueceu uma mistura contendo 112 g de limalha de ferro com a mesma massa de enxofre em pó. A equação da reação que ocorre é dada a seguir: Fe(s) + S(s) FeS(s) Com base nas informações apresentadas e na estequiometria da reação, podemos inferir que (A) A massa de sulfeto ferroso que será obtida é 176 g. (B) A massa dos reagentes que será consumida é a mesma. (C)A massa obtida do produto será 224 g, de acordo com a Lei de Lavoisier. (D)A existência do excesso de ferro, o que fará com que o aluno tire conclusões erradas. (E) O enxofre sólido terá excesso de 32 g. 9

10 QUESTÃO 11 A solubilidade é uma importante propriedade específica que, assim como a densidade e a temperatura de ebulição, podem auxiliar na diferenciação ou caracterização de materiais. É uma grandeza que varia com a temperatura e, na maioria dos casos, tem seu valor aumentado com o aumento de temperatura. Considere o gráfico a seguir que possui o valor da solubilidade de algumas substâncias em água em diferentes temperaturas. Indique a afirmativa que caracteriza os dados apresentados no gráfico e a curva de solubilidade dos sais. (A) A solubilidade do cloreto de sódio não varia com a temperatura. (B) O aumento de temperatura aumenta a solubilidade de todos os sais. (C) Os cloretos são mais solúveis do que o sulfato em qualquer temperatura. (D) Os nitratos são mais solúveis do que os cloretos em qualquer faixa de temperatura. (E) Os três sais de metais alcalinos são os mais solúveis a 20 ºC. 10

11 QUESTÃO 12 Os repositores hidroeletrolíticos são produtos formulados a partir de concentração variada de eletrólitos (sódio e cloreto), associada a concentrações variadas de carboidratos, com o objetivo de reposição hídrica e eletrolítica, decorrente da prática de atividade física. Este tipo de bebida é recomendado para atletas que fazem atividade física aeróbica intensa e prolongada ou quando há uma intensa perda de suor e, em alguns casos, para pacientes com diarreia. É importante que este tipo de líquido seja consumido somente com indicação do nutricionista. O uso desse tipo de bebida aumentou cerca de 60% nos últimos anos, sendo usado de forma indiscriminada. No entanto, é importante ter cuidado, pois a quantidade de sódio nestas bebidas é bastante grande (superando em nove vezes a quantidade encontrada numa Coca Cola, por exemplo) e esta "suplementação" de sódio é somente válida quando realmente houver a necessidade por perda demasiadamente grande. Disponível em: Acesso em: 02 nov (Adaptado) O rótulo a seguir foi retirado de uma bebida hidroeletrolítica destinada ao consumo humano. Com relação às informações apresentadas e as quantidades das substâncias no repositor, inferimos que (A) a concentração de cátions total na bebida, em g/l, é igual a 0,575 g/l. (B)a quantidade de átomos de potássio é maior do que a de sódio na bebida. (C) a concentração de sódio, em mol/l, em uma garrafa de 500 ml é igual a 0,225 mol/l. (D) a massa de cloreto de sódio presente em uma garrafa de 500 ml é 174 g. (E) a solução da bebida hidroeletrolítica repositora é eletricamente neutra. 11

12 QUESTÃO 13 Numa aula de laboratório, um professor pediu para que seus alunos preparassem soluções de ácido sulfúrico de concentração igual a 0,1 mol/l. Para tal, os alunos dispunham apenas de uma solução estoque desse ácido, conforme mostra a figura a seguir. Considerando que no laboratório existam apenas balões volumétricos de 500 ml, o volume a ser retirado da solução estoque para fazer a preparação das soluções, solicitadas pelo professor através de diluição, é de aproximadamente (A) 0,5 ml (B) 1,4 ml (C) 2,8 ml (D) 5,0 ml (E) 9,2 ml 12

13 QUESTÃO 14 Uma determinada mineradora, que pretende ampliar seus projetos de extração, encaminhou para um laboratório de análises 5 amostras de 100 g de minério de ferro de diferentes regiões do estado, para que fosse determinado o teor de ferro nestas amostras e desse modo avaliar a viabilidade de investimento. Com técnicas apropriadas, diferentes massas de cada amostra foram solubilizadas em solução e, em seguida, tituladas com solução de permanganato de potássio. Os resultados encontrados na análise estão no quadro a seguir. Amostras Massa de minério solubilizada (g) Volume de solução obtido após a solubilização (ml) Massa de ferro encontrada na análise (g) I 1, ,8 II 2, ,0 III 2, ,0 IV 5, ,6 V 10, ,0 Considerando que a mineradora só irá explorar minério de regiões cujo teor de ferro seja maior que 80%, assinale a alternativa que apresenta a amostra da região que será explorada. (A) I (B) II (C) III (D) IV (E) V 13

14 QUESTÃO 15 Num laboratório de química, um técnico fez a mistura de duas soluções de hidróxido de sódio de diferentes concentrações conforme mostra a figura a seguir: O resultado do experimento indica que (A) a concentração da solução resultante será maior do que a das soluções iniciais. (B) a concentração da solução resultante será menor do que a das soluções iniciais. (C)a concentração final de NaOH, após a mistura das duas soluções, será igual a 0,3 mol/l. (D) a massa de hidróxido de sódio após a mistura das soluções será de 6,4 g. (E) a quantidade de matéria de NaOH, na solução resultante após a mistura, será igual a 0,04 mol. 14

15 QUESTÃO 16 A pressão de vapor de um líquido é uma grandeza que varia com a temperatura e depende do tipo de substância que constitui esse líquido. Considere as pressões de vapor de 3 líquidos puros à temperatura de 20 ºC: Líquido Pressão de vapor (mmhg) à 20 ºC Água 17,5 Etanol 43,9 Éter dietílico 441,8 Os valores constantes na tabela indicam que (A) a água é o líquido mais volátil dentre os apresentados. (B) a temperatura de ebulição da água é a menor. (C)o etanol é mais volátil do que o éter dietílico. (D) o éter estará em ebulição, ao nível do mar, a 20 ºC. (E) o éter possui interações intermoleculares mais fracas. QUESTÃO 17 Um professor de ensino médio de uma escola situada na cidade de Brasília, numa aula de laboratório sobre temperatura de ebulição de líquidos, pediu a seus alunos que aquecessem certa quantidade de água e monitorassem a temperatura de 1 em 1 minuto. Ao observar que a temperatura fica constante em 96 ºC, e assim permanece durante todo o experimento, um grupo de alunos ficou intrigado com o valor encontrado, alegando que na série anterior eles aprenderam que a água tem temperatura de ebulição igual a 100 ºC. Uma causa para a diferença nestes valores seria que (A) a água utilizada na experiência contem impurezas. (B) a quantidade de água foi menor do que a necessária para realizar a experiência. (C) a temperatura de ebulição da água varia com o tipo de clima. (D) o local onde a experiência foi realizada está acima do nível do mar. (E) o termômetro utilizado pode não ter sua escala indo até 100 ºC. 15

16 QUESTÃO 18 Em um laboratório, um químico recebeu 3 amostras de líquidos puros para que fosse estudado o comportamento da pressão de vapor desses líquidos em função da temperatura. Os resultados encontrados são mostrados no gráfico a seguir. Com base nas informações apresentadas no gráfico destes 3 líquidos puros, podemos afirmar que (A) ao nível do mar, na temperatura de 90º C, apenas um dos líquidos estará completamente vaporizado. (B) o líquido I possui a maior pressão de vapor que os outros numa mesma temperatura. (C) o líquido II possui interações intermoleculares mais fortes que o líquido III. (D)o líquido III, dentre os apresentados, é o mais volátil na temperatura de 80 ºC. (E) se a temperatura do líquido II aumenta de 40 º C para 80 ºC, sua pressão de vapor dobra. 16

17 QUESTÃO 19 Três soluções aquosas de dois solutos diferentes foram preparadas conforme mostra o quadro a seguir. Solução Soluto Fórmula Massa dissolvida / g Volume de solução / ml A Sacarose C 12H 22O 11 3, B Sacarose C 12H 22O 11 3, C Cloreto de sódio NaCl 1, O gráfico a seguir apresenta, de forma qualitativa, curvas de pressão de vapor em função da temperatura para a água e as soluções A, B e C, não necessariamente nesta ordem. Com base no gráfico e nas informações apresentadas, é correto afirmar que (A) a água está representada pela curva IV. (B) a concentração de partículas, em mol/l, das soluções B e C são as mesmas. (C) a solução que possui menor temperatura de início de ebulição é iônica (D) as soluções A e B estão representadas numa mesma curva. (E) as soluções A, B e C estão representadas respectivamente pelas curvas III, II e IV. 17

18 QUESTÃO 20 As transformações químicas que ocorrem na natureza acontecem com liberação ou absorção de calor. A comparação entre a quantidade de energia do sistema inicial e final permite prever se uma reação é endotérmica ou exotérmica. A energia envolvida na combustão de mercúrio metálico para a formação do respectivo óxido no estado sólido e líquido é representada qualitativamente no gráfico a seguir, em que A e B representam a quantidade de energia do óxido de mercúrio líquido e sólido, não necessariamente nesta ordem. Com relação às informações apresentadas e a quantidade de energia das substâncias envolvidas na combustão de mercúrio metálico, podemos inferir que (A) a decomposição do óxido mercúrio em seus elementos é um processo endotérmico. (B) a energia envolvida na decomposição do HgO(s) em seus elementos é maior que a do HgO(l). (C)a entalpia que o patamar A representa se refere ao óxido de mercúrio sólido. (D)o calor de fusão do óxido de mercúrio sólido - HgO(s) - é igual a H 2 - H 1. (E) o processo A B representa uma fusão e tem energia igual a H 1 - H 2. 18

19 Leia o trecho a seguir para responder às questões 21 e 22. Carvão mineral, petróleo e gás natural são os combustíveis fósseis não-renováveis mais utilizados para geração de energia e para o funcionamento de máquinas industriais e veículos de transporte. Não são considerados recursos renováveis porque levam milhares de anos para que a natureza os produza. Ainda que, numa escala geológica de tempo, os combustíveis fósseis continuem sendo gerados a partir da decomposição de matéria orgânica, não são suficientes para atender a enorme demanda mundial ao longo da escala humana de tempo. Não só a escassez desses combustíveis controlados pelo homem há séculos tem causado sérias transformações nas sociedades contemporâneas, como sua queima para gerar energia é responsável pela emissão de enormes quantidades de gases que estão diretamente relacionados com o aquecimento global (GEEs, ou gases de feito estufa) e com a formação de chuvas ácidas. Recentemente tem se discutido bastante sobre novas fontes de energia que sejam menos poluentes e renováveis. No Brasil, o etanol é um combustível bastante utilizado e os investimentos na produção do biodiesel tem aumentado cada vez mais. Uma grande vantagem desses combustíveis, em relação aos combustíveis fósseis, é que eles são renováveis e produzidos a partir de plantas, ou seja, ajudam fixar parte do CO 2 emitido. Disponível em: Acesso em: 02 nov (adaptado) O quadro a seguir apresenta o calor de combustão de algumas substâncias provenientes de alguns diferentes combustíveis. QUESTÃO 21 Substância / kj/mol Hidrogênio H 2(g) 286 Metano (gás natural) CH 4(g) 890 Carbono (Carvão) C(s) 394 Etanol C 2H 5OH(l) 1368 Gasolina C 8H 18(l) 5471 Butano C 4H 10(g) 2878 Uma característica importante de um combustível está na sua economia, que está relacionada com a quantidade de massa gasta por esse combustível para produzir certa quantidade de energia. Isto quer dizer que quanto menor a massa consumida para produzir certa quantidade de energia, mais vantajoso é o combustível. Neste sentido, o melhor combustível é o(a) (A) Carvão. (B) Etanol. (C) Gasolina. (D) Hidrogênio. (E) Metano. 19

20 QUESTÃO 22 No que se refere à liberação de CO 2 para a atmosfera, o hidrogênio é o mais vantajoso, uma vez que em sua queima há a produção de apenas água. Dentre os demais combustíveis, aquele que produz maior massa de CO 2 na combustão completa para produzir uma mesma quantidade de energia que os demais é o (A) butano. (B) carvão. (C) etanol. (D) gasolina. (E) metano. QUESTÃO 23 Uma característica importante dos combustíveis é o calor liberado na sua queima. A equação a seguir representa a reação de combustão do metanol, um combustível bastante utilizado em carros de corrida, uma vez que possui uma combustão mais rápida, imprimindo assim maior potência ao motor. CH 3OH(l) + O 2(g) CO 2(g) + 2H 2O(g) Considere o quadro a seguir que possui as entalpias padrão de formação água, numa mesma temperatura. do metanol, do gás carbônico e da Substância / kj/mol Metanol CH 3OH(l) 239 Dióxido de carbono CO 2(g) 394 Água H 2O(g) 242 Com base nos valores apresentados no quadro, a entalpia de combustão completa do metanol, em que há formação de CO 2(g) e H 2O(g) em kj/mol, é igual a (A) 397 (B) 639 (C) 1117 (D) +639 (E)

21 QUESTÃO 24 A variação de entalpia de uma reação química depende apenas do estado inicial e final, não importando o caminho da reação. Este é um enunciado da Lei de Hess, proposta em 1840 pelo químico Suíço Germain Henry Hess. Por esse motivo, a variação de entalpia de uma reação é uma função de estado. Considere o gráfico a seguir que apresenta a variação de entalpia para a formação do gás carbônico a partir do carbono grafite e do carbono diamante. A respeito das informações apresentadas, é correto afirmar que a variação de entalpia envolvida na formação de 120 g de diamante, a partir do grafite é igual a (A) 20 kcal (B) 788 kcal (C) +2 kcal (D) +20 kcal (E) +788 kcal. 21

22 II. QUESTÕES DISCURSIVAS QUESTÃO 25 O funcionamento do balão de ar quente - Um brinquedo milenar Por Marcio Rodrigo Loos Você já se perguntou por que um cubo de gelo flutua em um copo com água? A resposta a esta questão nos ajudará a entender o funcionamento dos balões. O gelo não afunda porque sua densidade é menor que a densidade da água. No caso do balão, ocorre a mesma coisa. O ar no interior do balão é aquecido pela chama proveniente de um bico de gás. Ao ser aquecido, o gás se dilata, parte dele escapa e o restante que permanece dentro do balão tem sua densidade reduzida. Desta forma, como o ar no exterior do balão é mais denso que o ar em seu interior, o empuxo (segundo o Princípio de Arquimedes, a força que surge de baixo para cima, sobre todo corpo imerso em um fluido em equilíbrio) que age sobre o balão é maior que a ação da força peso, fazendo com que ele suba (veja a figura). Caso o empuxo fosse menor do que o peso do balão, o balão tenderia a descer. Isso pode ser obtido, por exemplo, desligando-se a chama que aquece o gás interno do balão. Disponível em: Acesso em: 02 nov (adaptado) Sabe-se que os balões não conseguem voar até o topo da atmosfera. Dê uma explicação para este fato. 22

23 QUESTÃO 26 Químico e físico italiano, Amedeo Avogadro é autor de um dos mais importantes princípios da química moderna, a hipótese hoje conhecida como lei de Avogadro. Apesar de formado em ciências jurídicas e de haver praticado a advocacia por alguns anos, Avogadro manifestou, desde cedo, interesse pela química. Em 1811 enunciou sua famosa hipótese sobre o volume dos gases que em 1858 foi universalmente consagrada como lei. A partir de sua lei, é possível afirmar que 1 mol de qualquer gás, nas mesmas condições de temperatura e pressão, ocupam o mesmo volume. Considere os recipientes a seguir que contêm dois diferentes gases nas mesmas condições de pressão e temperatura. Considerando que no recipiente I exista 1,5 mol de moléculas de CH 4, indique o número de átomos do elemento oxigênio existente no recipiente II. Justifique sua resposta. 23

24 QUESTÃO 27 É possível determinar o teor de carbono em uma amostra de uma substância orgânica utilizando o método da análise elementar, que consiste na combustão completa da substância a altas temperaturas (em torno de 900 ºC). O vapor produzido pela reação é passado por um tubo contendo cloreto de cálcio (CaCl 2) que retém a água e depois por um outro tubo contendo hidróxido de sódio (NaOH), para reter o gás carbônico em forma de carbonato de sódio (Na 2CO 3), necessário para calcular a porcentagem de carbono e de hidrogênio na amostra. Veja as equações das reações que ocorrem: C xh y + O 2 xco 2 + H 2O CO 2 + 2NaOH Na 2CO 3 + H 2O Supondo que na análise de 1,6 g de um determinado hidrocarboneto houve precipitação de 10,6 g de carbonato de sódio, calcule a porcentagem em massa de carbono na amostra desse hidrocarboneto. QUESTÃO 28 Novos dados de campo, contabilizados por uma equipe do IF (Instituto Florestal) de São Paulo lançam mais peso sobre a desequilibrada balança dos processos de neutralização de carbono. O novo estudo diz que, para seqüestrar uma tonelada de carbono da atmosfera num prazo de 20 anos na mata atlântica, são necessárias 9,7 árvores em média - 137% mais que o que é comumente usado pelas empresas as quais já prestam esse serviço no Brasil. "É fundamental olhar para o tipo de espécie utilizada [nesses plantios]". Há três tipos de árvores que podem ser usadas na neutralização: as espécies de crescimento lento (como a peroba, a aroeira ou o pau-marfim), de crescimento médio (como a canafístula) e as de crescimento rápido, ou pioneiras (como o angico ou o peito-depombo). Num hipotético plantio para neutralizar 100 toneladas de carbono em 20 anos, feito apenas com espécies de crescimento rápido, seriam necessárias 311 árvores, pelas contas do IF, ou plantas de crescimento médio. No caso das lentas, o projeto de neutralização precisaria plantar e cuidar durante duas décadas de mudas. Disponível em: Acesso em: 02 nov (adaptado) Considere que um automóvel do tipo popular, utilizando gasolina como combustível, percorra, em média, 30 km por dia e neste trajeto faz, em média 10,0 km/l de combustível. Supondo que na gasolina a porcentagem em massa de octano (C 8H 18) é em torno de 70%, resolva as questões a seguir. Dado: densidade da gasolina = 0,75 g/cm 3. (A) Escreva a equação química balanceada que representa a combustão completa do octano. (B) Calcule a massa de CO 2, em toneladas, lançada na atmosfera por um automóvel do tipo popular durante um mês. (C)Considerando o sequestro de carbono pelas plantas de crescimento lento, indique o número de árvores que em 20 anos seriam necessárias para neutralizar todo o CO 2, emitido por um automóvel do tipo popular durante um mês, considerando os cálculos realizados no item anterior desta questão. 24

25 QUESTÃO 29 Um importante avanço para a segurança no interior dos automóveis foi a criação do air bag. Cerca de 70% dos automóveis americanos têm esse dispositivo, e o congresso brasileiro já estuda uma lei para torná-lo obrigatório nos automóveis nacionais. Como funciona, entretanto, o air bag? De alguma forma, o saco plástico na frente do motorista se enche, subitamente, no caso de uma colisão. De onde vem este ar? Poderia ser proveniente de um cilindro com gás comprimido, mas a velocidade de efusão deste gás não seria suficientemente grande para encher os 70 litros do saco antes da colisão. O gás vem, na verdade, de uma reação química de decomposição, muito simples. A mistura química responsável pela liberação do gás consiste de NaN 3, KNO 3, e SiO 2. Um impulso elétrico causa a "detonação" da reação, que produz gás nitrogênio e silicato alcalino (vidro). 1) 2NaN 3 2Na + 3N 2 2) 10Na + 2KNO 3 K 2O + 5Na 2O + N 2 3) K 2O + Na 2O + SiO 2 silicato alcalino Perceba que a primeira reação produz o gás nitrogênio (que encherá o balão), mas também o sódio metálico, que é extremamente reativo. A função do nitrato de potássio é a de neutralizar o sódio, numa reação que, ainda, produz mais gás nitrogênio! Disponível em: Acesso: 05 nov (Adaptações) Com relação às informações apresentadas e a estequiometria envolvida na reação de decomposição do nitreto de sódio, com consequente formação do nitrogênio gasoso, resolva as questões a seguir. a) Qual a quantidade de matéria, mol, de nitrogênio gasoso formada pela decomposição de 1 mol de nitreto de sódio considerando excesso de nitrato de potássio? Explique seu raciocínio. b) Qual a massa de nitreto de sódio necessária para encher um air bag? Deixe seus cálculos registrados para explicitar o seu raciocínio. Considere que os gases são formados nas CNTP. QUESTÃO 30 O leite de magnésia é um famoso medicamento, já usado pelos nossos pais e avós há muito tempo por ser eficaz como antiácido e como laxante. Este produto existe no Brasil desde 1930 e é muito utilizado até os dias atuais. Considere as informações a seguir retiradas da bula desse medicamento. Composição - LEITE DE MAGNÉSIA DE PHILLIPS Magnésia líquida concentrada. Cada colher das de sopa (15 ml) contém mg de hidróxido de magnésio Mg(OH) 2 em suspensão aromatizada. Posologia e Administração - LEITE DE MAGNÉSIA DE PHILLIPS Como laxante e antiácido 1 a 4 colheres de chá diluída em água. Como laxativo: 2 a 4 colheres de sopa. Crianças: 1/4 a metade das doses, conforme a idade; lactantes: 1/2 colher de chá ou mais, segundo a indicação médica. Indicações - LEITE DE MAGNÉSIA DE PHILLIPS Eficaz e seguro como laxante na prisão de ventre crônica e em todas as formas de constipação intestinal. Eficaz e seguro como antiácido, contra azia, gastrites e pirose gravídica. Apresentação - LEITE DE MAGNÉSIA DE PHILLIPS Frascos de 120 e 350 ml nos sabores clássico e hortelã. Disponível em: Acesso em: 05 nov (Adaptado) Com base nas informações apresentadas, a respeito do medicamento e a quantidade do componente ativo presente na mistura, o hidróxido de magnésio, resolva as questões a seguir. 25

26 (A) Calcule a concentração, em mol/l, do componente ativo presente no frasco de menor volume. Deixe seus cálculos indicados de modo a explicitar o seu raciocínio. (B) Qual seria a concentração, mol/l, deste mesmo componente ativo no frasco de maior volume do produto? Justifique a sua resposta. (C)A ação do hidróxido de magnésio como antiácido deve-se à reação de neutralização que ocorre entre o componente ativo deste medicamento e os ácidos presentes no estômago. Calcule a massa de HCl, em gramas, que é neutralizada quando um paciente que sofre de azia ingere 4 colheres das de sopa do medicamento. Deixe seus cálculos indicados de modo a explicitar o seu raciocínio. Para efeitos de simplificação, considere o ácido clorídrico como o único presente no estômago. QUESTÃO 31 Os refrigerantes contêm várias substâncias como acidulantes, aditivos e corantes. Os efeitos colaterais dessas substâncias ao homem dependem da sensibilidade do indivíduo em causar algum tipo de reação, por exemplo, uma reação alérgica. Nos refrigerantes do tipo cola, o acidulante é o ácido fosfórico, que, quando consumido em excesso, pode prejudicar a fixação do cálcio nos ossos, podendo levar à osteoporose. O limite máximo de ingestão diária aceitável (IDA) de ácido fosfórico, aditivo em alimentos, é de 5 mg/kg de massa corporal. O rótulo de um refrigerante do tipo cola revela que a quantidade de ácido fosfórico em uma porção (1 copo) de 200 ml é igual a 101,6 mg. Com base nestas informações, calcule o volume máximo deste refrigerante que pode ser ingerido por uma pessoa de 70 kg, sem ultrapassar o IDA. QUESTÃO 32 No Brasil, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) é o órgão responsável pela regulação da rotulagem de alimentos industrializados. Muitas portarias regulam o que um rótulo deve ou não conter. O objetivo desses regulamentos é garantir produtos de qualidade e em boas condições de higiene para toda a população brasileira visando à manutenção da saúde. Além de várias informações como nome do produto, lista de ingredientes e data de validade, os rótulos também devem apresentar informações nutricionais na quantidade que podemos consumir, e, além disso, mostrar quanto aquela porção de alimento contribui para o total de nutrientes que devemos ingerir por dia, ou seja, o percentual de valor diário - %VD. Disponível em: Acesso em: 05 nov O rótulo a seguir foi retirado de uma batata do tipo industrializada. INFORMAÇÃO NUTRICIONAL Porção de 25 g (1 ½ xícara) Quantidade por porção %VD* Valor energético 134 kcal = 563 kj 7% Carboidratos 10 g, dos quais: 3% Açúcares 0 g ** Proteínas 1,8 g 2% Gorduras totais 9,4 g 17% Gorduras saturadas 4,5 g 20 % Gordura trans 0 g ** Fibra alimentar 1,7 g 7% Sódio 170 mg 7% * % Valores diários de Referência com base em uma dieta de kcal ou kj. Seus valores diários podem ser maiores ou menores dependendo de suas necessidades energéticas. ** Valores diários não estabelecidos Com base nas informações apresentadas no rótulo desta batata, resolva as questões a seguir. 26

27 (A) Qual a porcentagem em massa de gorduras totais nesta batata? Deixe seus cálculos registrados de modo a explicitar o seu raciocínio. (B) Considerando que essa batata é geralmente vendida em embalagens de 60 g, indique o número dessas embalagens que, quando ingeridas, atingem o valor máximo recomendado para as gorduras saturadas. QUESTÃO 33 Faz mal beber água do mar? por Artur Louback Lopes Não só faz mal, como mata. O problema é a quantidade exagerada de sais, principalmente cloreto de sódio (o sal de cozinha), que existe na água do mar. Apenas 0,9% (m/v) do nosso sangue é composto por sais, enquanto na água do mar a concentração é em torno de 4% (m/v). Se uma pessoa mata a sede bebendo essa água super salgada, seu intestino recebe uma quantidade de sal muito maior do que a que existe no sangue que circula pelos vasos da parede do tubo digestivo. Em razão de um processo natural - a osmose -, a solução mais concentrada tende a puxar a água da solução menos concentrada para tentar chegar a um equilíbrio. Como a membrana que compõe os vasos sanguíneos não permite a passagem de partículas sólidas, o sal fica retido no plasma do sangue, deixando-o muito mais concentrado do que o normal. Assim acontece a desidratação, que, para piorar, faz com que o corpo peça mais água. O problema é que a água que pode fazer a concentração do sangue voltar ao normal é a água pura (ou o soro fisiológico) e não a salgada, que só piora o problema. "Os receptores que controlam a sede atuam de acordo com a concentração do sangue. Portanto, quando há sal demais no plasma, o organismo vai sentir: Opa, preciso de água ", diz o clínico geral Renato Delascio Lopes, da Unifesp. Para complicar ainda mais a situação, alguns sais, principalmente o magnésio, irritam a mucosa do intestino, que já está repleto de água. É diarreia na certa! Esse processo é desencadeado por qualquer quantidade de água do mar ingerida, mas, claro, quanto maior o volume, maior o efeito. Portanto, se você beber um golinho de água enquanto nada no mar, você não vai morrer, mas vários goles podem colocar sua vida em risco. Disponível em: Acesso em: 05 nov (Adaptado) (A) Explique, usando os conceitos da osmose, como que a solução de soro fisiológico também pode ser usada para a hidratação. (B)Num navio que naufragou, existe um estoque de água potável de 5000 L para o consumo dos ocupantes. Com o intuito de aumentar a quantidade de líquido disponível para beber, um dos ocupantes do navio resolveu misturar água do mar à água potável. Considerando as informações apresentadas no texto, calcule o volume máximo de líquido possível de ser obtido que possa ser consumido pelos ocupantes sem perigo de desidratação. QUESTÃO 34 O gráfico a seguir contém valores de pressão de vapor e temperatura para três substâncias líquidas I, II e III, e a tabela, uma relação entre pressão atmosférica e altitude. Pressão atmosférica Altitude (mmhg) Com base nos dados apresentados no gráfico e na tabela, resolva as questões a seguir. 27

28 (A) Qual dos líquidos puros é o mais volátil? Justifique sua resposta. (B) Um dos líquidos possui predominantemente ligações de hidrogênio entre suas moléculas e os outros dois, interações do tipo dipolo induzido dipolo induzido, não necessariamente nesta ordem. Considerando que as massas das moléculas que compõem esses líquidos são próximas, identifique o líquido que possui predominantemente ligações de hidrogênio. Justifique sua resposta. (C) Qual o estado físico predominante dessas 3 substâncias na temperatura ambiente em um monte, situado à 8000 m de altura em relação ao nível do mar? (D) Qual a temperatura de ebulição do líquido III numa cidade que está a 4000 m de altitude? QUESTÃO 35 Temperatura de ebulição é a temperatura constante na qual um líquido puro transforma-se em vapor. Essa grandeza depende de alguns fatores como a intensidade das interações existentes entre as partículas do líquido e a pressão externa à qual esse líquido está submetido. O valor tabelado para a temperatura de ebulição é igual a 100 ºC, para uma pressão igual a 760 mmhg (nível do mar). (A) A temperatura de ebulição da água numa cidade cuja pressão atmosférica é 800 mmhg será maior, menor ou igual ao valor tabelado para essa constante ao nível do mar? Justifique sua resposta deixando clara a relação entre a temperatura de ebulição e a pressão atmosférica. (B) Considerando condições idênticas, em que é mais rápido cozinhar os alimentos, em água filtrada ou em água filtrada com certa quantidade de sal? Explique sua resposta. QUESTÃO 36 O líquido que salva vidas O tão famoso soro caseiro nada mais é que uma solução aquosa de açúcar e sal de cozinha recomendado para prevenir a desidratação. A função do soro caseiro, dado por via oral, é repor água e sais minerais perdidos com os vômitos e diarreia. O soro deve ser tomado à vontade, a cada 20 minutos, e após cada evacuação líquida ou vômito. Preparando o soro caseiro com a colher-padrão Para evitar erros na concentração, a UNICEF preconiza a utilização de uma colher-padrão (disponível em todo posto de saúde) que apresenta as medidas para a preparação do soro. Caso você não possua a colher-padrão, pode fazer o seguinte: 40 g de açúcar (sacarose C 12H 22O 11) 3,5 g de sal (cloreto de sódio NaCl) 1 litro de água filtrada e/ou fervida. Disponível em: Acesso em: 02 nov (adaptado) Considerando as informações apresentadas no texto, e a concentração das substâncias presentes nesta solução, resolva as questões a seguir. (A) Calcule a concentração em quantidade de matéria (mol) por litro de sacarose e cloreto de sódio no soro caseiro. Apresente o resultado com apenas 2 casas decimais e considere desprezível o volume dos sólidos. (B) Duas diferentes soluções foram preparadas colocando-se 40 g de açúcar e 3,5 g de sal em 1,0 L de água, respectivamente. A pressão de vapor da solução de sacarose, em uma mesma temperatura, será maior, igual ou menor que a de uma solução de cloreto de sódio? Justifique sua resposta. 28

29 (C)Considere que as soluções preparadas no item anterior desta questão foram misturadas. A concentração de sacarose e cloreto de sódio na solução obtida, após a mistura será maior, igual ou menor do que a concentração destes mesmos solutos no soro caseiro? Explique sua resposta. QUESTÃO 37 Usina termelétrica operará com etanol A Petrobras inaugura nesta terça-feira, 19 de janeiro, a conversão da Usina Termelétrica Juiz de Fora, em Minas Gerais, para operar com etanol. Essa será a primeira usina do mundo a gerar eletricidade com o biocombustível O presidente da República inaugura nesta terça-feira, 19 de janeiro, a conversão da UTEJF Usina Termelétrica Juiz de Fora para operar com etanol. A usina, que faz parte do parque gerador da Petrobras, operava apenas com gás natural e agora é flex-fuel (bicombustível). Inédita no mundo, a operação com etanol, iniciada no último dia 31 de dezembro, encontra-se em testes para otimização. Com essa iniciativa, o Brasil reafirma sua posição de destaque na produção e uso do etanol e a Petrobras dá mais um passo na busca por fontes alternativas de geração de energia e no esforço para flexibilizar seu parque gerador, que tem capacidade instalada de MW. São 14 termelétricas a gás natural (5.820 MW), 12 a óleo (892 MW) e 15 pequenas centrais hidrelétricas - PCHs - (316 MW). Agora, conta também com uma usina capaz de gerar energia elétrica a partir do etanol. Instalada no Distrito Industrial de Benfica, em Juiz de Fora (MG), a usina tem duas turbinas aeroderivadas e capacidade total instalada de 87 MW. Está conectada ao Sistema Interligado Nacional (SIN) e tem contratos de fornecimento de energia até Uma dessas turbinas, com capacidade instalada de 43,5 MW, foi adaptada para utilizar também o etanol. Disponível em: shtml. Acesso em: 12 nov (A) Cite uma vantagem de se usar etanol em vez de gás natural ou óleo em usinas termelétricas. (B) A seguir, estão apresentadas as equações que representam a combustão completa, numa mesma temperatura, do etanol e do gás metano (principal componente do gás natural). CH 4(g) + 2O 2(g) CO 2(g) + 2H 2O(l) C 2H 5OH(l) + 3O 2(g) 2CO 2(g) + 3H 2O(l) H c = 890 kj/mol H = 1368 kj/mol Calcule a quantidade de energia liberada por grama de cada um desses combustíveis. (C)Ainda com relação às equações apresentadas no item anterior desta questão, calcule a massa de etanol necessária para gerar a mesma quantidade de energia que o metano. Questão 38 O gráfico a seguir apresenta, de forma qualitativa, as entalpias do hidrogênio e oxigênio nas condições padrão e do produto da reação entre eles, água, nos três estados físicos. 29

30 (A) Qual processo corresponde à formação da água no estado sólido? Justifique sua reposta. (B) Escreva a equação termoquímica, com o respectivo valor de H, que representa a formação da água no estado físico em que ela possui a maior energia nas condições padrão. (C)Indique, por uma seta no próprio diagrama, o processo que representa a vaporização da água líquida e, em seguida, calcule o calor necessário para vaporizar 90 g de água líquida. Questão 39 Uma ligação química forma-se entre dois átomos se o arranjo resultante de seus dois núcleos e seus elétrons têm energia mais baixa que a energia total dos átomos separados. Se a energia mais baixa pode ser atingida pela transferência completa de um ou mais elétrons de um átomo para o outro, formam-se íons e o composto é mantido pela atração entre esses íons. Essa atração é chamada ligação iônica. Se o abaixamento de energia pode ser atingido pelo compartilhamento de elétrons, então os átomos unem-se através de uma ligação covalente, formando moléculas discretas. Atkins & Jones. Princípios de Química. Porto Alegre: Bookman, Na formação da ligação iônica do NaCl, por exemplo, ocorrem vários processos como a passagem do sódio de sólido para vapor, atmoização de átomos de cloro, energia de ionização de átomos de sódio, afinidade eletrônica de átomos de cloro e formação da ligação a partir dos íons gasosos. O diagrama, a seguir, representa qualitativamente os processos que ocorrem na formação da ligação iônica entre átomos do elemento cloro e átomos do elemento sódio. A partir das informações apresentadas e da análise do gráfico, resolva as questões a seguir. (A) A formação da ligação iônica entre átomos do elemento sódio e átomos do elemento cloro é um processo endotérmico ou exotérmico? A partir de sua resposta, responda se os átomos do elemento sódio e do 30

31 elemento cloro são mais estáveis no cristal iônico do cloreto de sódio ou nas suas respectivas substâncias simples Na (s) e Cl 2(g). (B) Cite o nome do processo que mais absorve energia dentre os apresentados no diagrama. Escreva a equação termoquímica deste processo. (C)Calcule a variação de entalpia padrão para a reação de formação do NaCl (s). QUESTÃO 40 A partir dos valores das energias de ligação das substâncias envolvidas numa reação química, é possível prever se a reação absorverá ou liberará calor. Se a energia gasta na quebra das ligações dos reagentes for maior que a liberada na formação dos produtos, então no balanço energético a reação irá absorver calor e vice-versa. A equação a seguir representa a reação de combustão do metanol, um combustível bastante utilizado em carros de corrida e o quadro, algumas energias de ligação. CH 3OH + O 2 CO 2 + 2H 2O Ligação Energia média (kj/mol) à 25ºC C H 416 C O 343 O H 463 O = O 498 C = O 799 Com base nos dados apresentados no quadro e na equação, resolva as questões a seguir. (A) Calcule o H para a combustão de 1 mol de metanol. Deixe seus cálculos indicados de modo a explicitar o seu raciocínio. (B) Qual ligação química, dentre as apresentadas no quadro, é mais estável? Explique a sua resposta. 31