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1 Química Avaliação Mensal 3 os anos Décio e Vivian mar/12 Nome: Nº: Turma: GABARITO PROVA MENSAL 1º BIMESTRE 1. (Fuvest modificado) Ao misturar acetona com bromo, na presença de ácido, ocorre a transformação representada pela equação química: Dentre as substâncias presentes nessa mistura, apenas o bromo possui cor e, quando este reagente for totalmente consumido, a solução ficará incolor. Assim sendo, a velocidade da reação pode ser determinada medindo-se o tempo decorrido até o desaparecimento da cor, após misturar volumes definidos de soluções aquosas de acetona, ácido e bromo, de concentrações iniciais conhecidas. Os resultados de alguns desses experimentos estão na tabela a seguir (representada também na folha de respostas). 1

2 a) (0,5) Considerando que a velocidade da reação é dada por: concentração inicial de Br2 tempo para desaparecimento da cor Complete a tabela representada na folha de respostas. b) (0,5) A velocidade da reação é independente da concentração de uma das substâncias presentes na mistura. Qual é essa substância? Justifique sua resposta. A substância é o Br 2. A velocidade da reação não é alterada pelo aumento da concentração desse reagente. c) (1,0) Escreva a equação da velocidade e determine a velocidade da reação quando a concentração de acetona for 1,2 mol/l, de H + for 0,3 mol/l e de Br 2 for 9, mol/l. v = k [acetona] 1. [H + ] = k [0,8].[0,2] K= 3, Portanto: v = 3, [1,2]. [0,3] V = 1, mol L -1 s -1 2

3 2. (Fuvest) O composto C 6 H 5 N 2 Cl reage quantitativamente com água, a 40 C, ocorrendo a formação de fenol, ácido clorídrico e liberação de nitrogênio: Reação do processo: C 6 H 5 N 2 Cl(aq) + H 2 O(l) C 6 H 5 OH(aq) + HCl(aq) + N 2 (g) Em um experimento, certa quantidade de C 6 H 5 N 2 Cl foi colocada em presença de água a 40 C e acompanhou-se a variação da concentração de C 6 H 5 N 2 Cl com o tempo. A tabela a seguir mostra os resultados obtidos: C 6 H 5 N 2 Cl (mol/l) Tempo (minutos) 0,80 zero 0,40 9,0 0,20 18,0 0,10 27,0 a) (1,0) Partindo-se de 500 ml da solução de C 6 H 5 N 2 Cl e coletando-se o nitrogênio (isento de umidade) à pressão de 1 atm e 40 C, qual o volume obtido desse gás decorridos 27 minutos? Mostre com cálculos. 1 L ,7 mol 0,5 L-----x X = 0,35 mol 1 mol C 6 H 5 N 2 Cl mol N 2 0,35 mol C 6 H 5 N 2 Cl----0,35 mol N 2 A 40 o C, temos: 1 mol N L 0,35 mol N y Y = 9,1 L b) (1,0) A partir dos dados da tabela pode-se mostrar que a velocidade da reação é dada pela expressão: v = k[c 6 H 5 N 2 Cl] Demonstre esse fato utilizando os dados da tabela. Sugestão: calcule a velocidade média nas concentrações 0,60 e 0,30 mol/l. Volume molar de gás a 1 atm e 40 C = 26 L/mol [0,6], temos: v = 0,8 0,4/ 9 0= 0,044 mol L -1 min -1 [0,3], temos: v = 0,4 0,2/18-9 = 0,022 mol L -1 min -1 Quando a concentração se reduz à metade, o mesmo ocorre com a velocidade; portanto, a reação é de ordem 1. 3

4 3. Um dos procedimentos para a obtenção de enxofre em laboratório é a decomposição do tiossulfato de sódio (Na 2 S 2 O 3 ) em meio ácido, segundo a equação: S 2 O 3 2- (aq) + 2H 3 O + (aq) S (s) + SO 2(g) + 3H 2 O (l) Um estudo cinético do processo, feito em laboratório por um estudante, possibilitou comprovar que: I) Ao duplicar a concentração de S 2 O 2-3, a velocidade da reação (VR) aumentou duas vezes; II) Ao triplicar a concentração de S 2 O 2-3, a velocidade da reação (VR) aumentou três vezes; III) Ao variar a concentração de H 3 O +, a velocidade da reação não variou. a) (1,0) Faça um esboço do gráfico da velocidade da reação em função da variação da concentração do S 2 O 3 2- e da variação da concentração do ácido (H 3 O + ) b) (1,0) Escreva a expressão da lei de velocidade da reação. Justifique. v= k[s 2 O 3 2- ] 4. (Fuvest-SP - modificado) A cidade de São Paulo produz 4 milhões de m 3 de esgoto por dia. O tratamento de 1 m 3 desse esgoto produz em média 0,070 m 3 de biogás, no qual 60% são de metano. Usado como combustível de veículos, 1m 3 de metano equivale a 1 L de gasolina. a) (1,0) Quantos litros de gasolina seriam economizados diariamente se todo o esgoto de São Paulo fosse tratado para produzir metano? 1 m 3 esgoto ,070 m 3 biogás m 3 esgoto-----x = 2, m 3 biogás 2, m 3 biogás % y % y = 1, m 3 biogás = 1, L gasolina 4

5 b) (0,5) Escreva as equações químicas que representam o aproveitamento do metano e da gasolina como combustíveis. Para a economia de gasolina calculada no item a, quantas toneladas de gás carbônico deixariam de ser emitidas? Dado: principal componente da gasolina = C 8 H 18 ; densidade da gasolina = 0,72 kg/l. CH 4(g) + 2 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O(l) d gasolina = 0,72 kg/l C 8 H 18(l) + 25/2 O 2(g) 8 CO 2(g) + 9 H 2 O (l) 1L ,72 Kg (44) 1, L y = 1, g 1, x = 3, g c) (0,5) Explique o processo de obtenção do metano a partir do petróleo. A destilação fracionada do petróleo ou craqueamento consiste em aquecer o petróleo numa torre de fracionamento e os seus componentes são obtidos conforme seus pontos de ebulição são atingidos. 5. Para os itens a seguir, faça o que se pede: a) (1,0) Indique as fórmulas (estrutural, molecular e simplificada) do composto orgânico formado por 9 carbonos e 20 hidrogênios e que possui dois carbonos terciários e 1 quaternário. Classifique a cadeia carbônica desse composto. C H 3 C CH H 3 C CH C 9 H 20 Cadeia Aberta, Ramificada, Homogênea e Saturada. 5

6 b) (1,0) Indique as fórmulas (estrutural, molecular e simplificada) de um composto orgânico de cadeia insaturada e heterogênea que possui: 7 átomos de carbono e 1 átomo de oxigênio entre um carbono terciário e um carbono primário que, por sua vez, está ligado a um carbono secundário. C O CH 2 CH CH 2 ou C O CH CH O ou O C 7 H 14 O 6

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