o 2 DEFINIÇÕES MASSAS MOLARES

Transcrição

1 Errata: Questã 7 Na última linha, nde se lê: H O l : H = 187,8 kj ml H O 1 1 () H O( g) : H = 41,8 kj ml 1 1 () l : H = 187,8 kj ml H O( g) : H = 41,8 kj ml CONSTANTES Cnstante de Avgadr = 6,0 x 10 ml -1 Cnstante de Faraday (F) = 9,65 x 10 4 C ml -1 Vlume mlar de gás ideal =,4 L (CNTP) Carga elementar = 1,60 x C Cnstante ds gases (R) = 8,1 x 10 - atm L K -1 ml -1 = 8,1 J K -1 ml -1 = 6,4 mmhg L K -1 ml -1 = 1,98 cal ml -1 K -1 DEFINIÇÕES Cndições nrmais de temperatura e pressã (CNTP): 0 C e 760 mmhg Cndições ambientes: 5 C e 1 atm Cndições-padrã: 5 C, 1 atm, cncentraçã das sluções: 1 ml L -1 (rigrsamente: atividade unitária das espécies), sólid cm estrutura cristalina mais estável nas cndições de pressã e temperatura em questã (s) u (c) = sólid cristalin; (l) u ( l ) = líquid; (g) = gás; (aq) = aqus; (gra) = graite; (CM) = circuit metálic; (cnc) = cncentrad; (ua) = unidades arbitrárias; [A] = cncentraçã da espécie química A em ml L -1 Element Químic Númer Atômic Massa Mlar (g ml -1 ) MASSAS MOLARES Element Químic Númer Atômic Massa Mlar (g ml -1 ) H 1 1,01 Cr 4 5,00 C 6 1,01 Mn 5 54,94 N 7 14,01 Fe 6 55,85 O 8 16,00 Zn 0 65,7 F 9 19,00 Br 5 79,91 Na 11,99 Ag ,87 Mg 1 4,1 In ,8 Al 1 6,98 Sb 51 11,75 Si 14 8,09 I 5 16,90 P 15 0,97 Xe 54 11,0 S 16,06 Ba 56 17,4 Cl 17 5,45 Pt ,09 Ar 18 9,95 Hg 80 00,59 K 19 9,10 Pb 8 07,1 Ca 0 40,08 Bi 8 08,98 Ti 47,88 P 84 09,98 As questões de 01 a 0 NÃO devem ser reslvidas n cadern de sluções Para respndê-las, marque a pçã esclhida para cada questã na lha de leitura óptica e na reprduçã da lha de leitura óptica (que se encntra na última página d cadern de sluções) Questã 1 Qual das pções a seguir apresenta a equaçã química balanceada para a reaçã de rmaçã de óxid de err (II) sólid nas cndições-padrã? A ( ) Fe(s) + FeO (s) FeO(s) B ( ) Fe(s) + 1/ O (g) FeO(s) C ( ) FeO (s) FeO(s) + 1/ O (g) D ( ) Fe(s) + CO(g) FeO(s) + C(gra ) E ( ) Fe(s) + CO(g) FeO(s) + C(gra) + 1/O(g) Questã Cnsidere as reações representadas pelas seguintes equações químicas balanceadas: I C10H 8(s) + 1O (g) 10CO (g) + 4HO(g) II C10H(s) 8 + 9/O(g) CH(CO)(s) CO(g) + HO(g) III C6H1O 6(s) + 6O (g) 6CO (g) + 6HO(g) CH() l + O(g) C(s) + HO(g) IV 5

2 Das reações representadas pelas equações acima, sã cnsideradas reações de cmbustã A ( ) apenas I e III B ( ) apenas I, II e III C ( ) apenas II e IV D ( ) apenas II, III e IV E ( ) tdas Questã Qual das pções abaix apresenta material cm mair cncentraçã de carbn? A ( ) Negr de um B ( ) Carvã C ( ) Alcatrã D ( ) Piche E ( ) Óle diesel Questã 4 Qual das pções a seguir apresenta gráic que mstra, esquematicamente, a variaçã da cndutividade elétrica de um metal sólid cm a temperatura? A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) E ( ) Cnd Elétrica Cnd Elétrica Cnd Elétrica Cnd Elétrica Cnd Elétrica Questã 5 Cnsidere as reações representadas pelas seguintes equações químicas balanceadas: C H ( l ) + O (g) C(s) + H O(g); H (T); E (T), a 5 I I C H ( l) + O (g) CO(g) + H O( l ); H (T); E (T), b 5 II II send H(T) e E(T), respectivamente, a variaçã da entalpia e da energia interna d sistema na temperatura T Assuma que as reações acima sã realizadas sb pressã cnstante, na temperatura T, e que a temperatura ds reagentes é igual à ds prduts Cnsidere que, para as reações representadas pelas equações acima, sejam eitas as seguintes cmparações: I EI EII = II HI = HII III HII > EII IV HI < EI Das cmparações acima, está(ã) CORRETA(S) A ( ) apenas I B ( ) apenas I e II C ( ) apenas II D ( ) apenas III E ( ) apenas IV Questã 6 Cnsidere s metais P, Q, R e S e quatr sluções aqusas cntend, cada uma, um ds íns P +, Q +, (send p, q, r, s númers inteirs e psitivs) Em cndições-padrã, cada um ds metais i clcad em cntat cm uma das sluções aqusas e algumas das bservações realizadas pdem ser representadas pelas seguintes equações químicas: I q qp+ pq + nã crre reaçã II r rp + pr + nã crre reaçã III r+ rs + sr s+ sr+ rs IV s+ sq + qs q+ qs+ sq Basead nas inrmações acima, a rdem crescente d pder xidante ds íns rma: p P +, q Q +, r R + e p q r R +, s S + s S + deve ser dispsta da seguinte A ( ) C ( ) E ( ) r+ q+ p+ s+ R < Q < P < S B ( ) s+ q+ p+ r+ S < Q < P < R D ( ) q+ s+ r+ p+ Q < S < R < P p+ r+ s+ q+ P < R < S < Q r+ s+ q+ p+ R < S < Q < P Questã 7 A estrutura mlecular da mrina está representada a lad Assinale a pçã que apresenta dis ds grups uncinais presentes nesta substância NCH H A ( ) Álcl e éster B ( ) Amina e éter C ( ) Álcl e cetna D ( ) Ácid carbxílic e amina E ( ) Amida e éster HO O Questã 8 Qual das pções abaix apresenta a cmparaçã ERRADA relativa as rais de átms e de íns?

3 A ( ) rai d Na + < rai d Na B ( ) rai d Na + < rai d F C ( ) rai d Mg + < rai d O D ( ) rai d F < rai d O E ( ) rai d F < rai d Mg + Questã 9 Cnsidere as seguintes cnigurações eletrônicas e respectivas energias da espécie atômica ( A ), na ase gassa, na rma neutra, aniônica u catiônica, n estad undamental u excitad: I 5 ns np (n+ 1)s ; E I ns np (n+ 1)s n+ 1 p ; E II II ( ) III IV 4 ns np (n+ 1)s ; E III 5 ns np ; E IV V VI VII VIII 6 ns np (n+ 1)s ; E V 6 ns np ; E ns np (n+ 1)s (n+ 1)p ; E VII 6 1 ns np (n+ 1)s ; E VIII VI Sabend que A ( ) EIII EVI B ( ) EII EV C ( ) EIV VI D ( ) EII EVIII E ( ) EVII EVIII EI é a energia, em módul, d primeir estad excitad d átm neutr ( A ), assinale a alternativa ERRADA pde representar a energia equivalente a uma excitaçã eletrônica d cátin ( ) pde representar a energia equivalente a uma excitaçã eletrônica d ânin ( ) E pde representar a energia equivalente à inizaçã d cátin ( A + ) A + A pde representar a energia equivalente à ainidade eletrônica d átm neutr ( ) pde representar a energia equivalente a uma excitaçã eletrônica d átm neutr ( ) A A Questã 10 Na temperatura de 5 C e pressã igual a 1 atm, a cncentraçã de HS numa sluçã aqusa saturada é de aprximadamente 0,1 ml L -1 Nesta sluçã, sã estabelecids s equilíbris representads pelas seguintes equações químicas balanceadas: I II H S(aq) H (aq) + HS (aq); K (5 C) = 9,1x I HS (aq) H (aq) + S (aq); K (5 C) = 1, x II Assinale a inrmaçã ERRADA relativa a cncentrações aprximadas (em ml L -1 ) das espécies presentes nesta sluçã A ( ) D ( ) + [H ] [S ] 1 x 10 B ( ) 4 [HS ] 1x10 E ( ) [S ] 1x [HS] 1x10 C ( ) [H ] 1x Questã 11 Uma mistura de 00 ml de metan e 700 ml de clr i aquecida n interir de um cilindr prvid de um pistã móvel sem atrit, resultand na rmaçã de tetraclret de carbn e clret de hidrgêni Cnsidere tdas as substâncias n estad gass e temperatura cnstante durante a reaçã Assinale a pçã que apresenta s vlumes CORRETOS, medids nas mesmas cndições de temperatura e pressã, das substâncias presentes n cilindr após reaçã cmpleta Vlume metan (ml) Vlume clr (ml) Vlume tetraclret de carbn (ml) Vlume clret de hidrgêni (ml) A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) E ( ) Questã 1 Cnsidere as seguintes radiações eletrmagnéticas: I Radiaçã Gama II Radiaçã visível III Radiaçã ultravileta IV Radiaçã inravermelh

4 V Radiaçã micrndas Dentre estas radiações eletrmagnéticas, aquelas que, via de regra, estã assciadas a transições eletrônicas em mléculas sã A ( ) apenas I, II e III B ( ) apenas I e IV C ( ) apenas II e III D ( ) apenas II, III e IV E ( ) tdas Questã 1 Cnsidere s eletrds representads pelas semi-equações químicas seguintes e seus respectivs ptenciais na escala d eletrd de hidrgêni( E ) e nas cndições-padrã: + I In (aq) + e (CM) In(s); EI = 0,14V + + II In (aq) + e (CM) In (aq); EII = 0,40V + + III In (aq) + e (CM) In (aq); EIII = 0,44V IV + In (aq) + e (CM) + In (aq); E = 0,49V IV Assinale a pçã que cntém valr CORRETO d ptencial-padrã d eletrd representad pela semi-equaçã + In (aq) + e (CM) In(s) A ( ) 0,0 V B ( ) 0,4 V C ( ) 0,58V D ( ) 1, 0V E ( ) 1, 47 V Questã 14 Quatr cps (I, II, III e IV) cntêm, respectivamente, sluções aqusas de misturas de substâncias nas cncentrações especiicadas a seguir: I Acetat de sódi 0,1 ml L -1 + Clret de sódi 0,1 ml L -1 II Ácid acétic 0,1 ml L -1 + Acetat de sódi 0,1 ml L -1 III Ácid acétic 0,1 ml L -1 + Clret de sódi 0,1 ml L -1 IV Ácid acétic 0,1 ml L -1 + Hidróxid de amôni 0,1 ml L -1 Para uma mesma temperatura, qual deve ser a seqüência CORRETA d ph das sluções cntidas ns respectivs cps? Dads eventualmente necessáris: Cnstante de dissciaçã d ácid acétic em água a 5 C: K a = 1,8 x 10-5 Cnstante de dissciaçã d hidróxid de amôni em água a 5 C: K b = 1,8 x 10-5 A ( ) phi > phiv > phii > phiii B ( ) phi phiv > phiii > phii C ( ) phii phiii > phi > phiv D ( ) phiii > phi > phii > phiv E ( ) phiii > phi > phiv > phii 14 Questã 15 O 8Pb desintegra-se pr emissã de partículas Beta, transrmand-se em 14 8Bi que, pr sua vez, se desintegra também pr emissã de partículas Beta, transrmand-se em 14 84P A igura a lad mstra cm varia, cm temp, númer de átms, em prcentagem de partículas, envlvids nestes prcesss de desintegraçã Admita ln = 0,69 Cnsidere que, para estes prcesss, sejam eitas as seguintes airmações: I O temp de meia-vida d chumb é de aprximadamente 7 min II A cnstante de velcidade da desintegraçã d chumb é de aprximadamente x 10 - min -1 III A velcidade de rmaçã de plôni é igual à velcidade de desintegraçã d bismut IV O temp de meia-vida d bismut é mair que d chumb V A cnstante de velcidade de decaiment d bismut é de aprximadamente 1 x 10 - min -1 Das airmações acima, estã CORRETAS Númer de átms (%) Pb 14 8 Bi P Temp (min) A ( ) apenas I, II e III B ( ) apenas I e IV C ( ) apenas II, III e V D ( ) apenas III e IV E ( ) apenas IV e V Questã 16 Uma massa de 180 g de zinc metálic é adicinada a um erlenmeyer cntend sluçã aqusa de ácid clrídric Ocrre reaçã cm liberaçã de gás que é ttalmente cletad em um Balã A, de vlume igual a L Terminada a reaçã, restam 49 g de zinc metálic n erlenmeyer A seguir, pr mei de um tub prvid de trneira, de vlumes desprezíveis, Balã A é cnectad a

5 um Balã B, de vlume igual a 4 L, que cntém gás nitrgêni sb pressã de atm Cnsidere que a temperatura é igual em ambs s balões e que esta é mantida cnstante durante td experiment Abrind-se a trneira d tub de cnexã entre s dis balões, crre a mistura ds dis gases Após estabelecid equilíbri, a pressã ns dis balões pde ser expressa em unçã da cnstante ds gases (R) e da temperatura absluta (T) pr A ( ) 1 RT B ( ) 1 RT 1 + C ( ) RT Questã 17 Cnsidere as seguintes equações químicas: D ( ) 1 RT + E ( ) RT + ONa I II + Na + H O + H C O H H+ u - Resina enólica III + HCl Cl + H O IV + HNO (cnc) O N NO + H O NO Das reações representadas pelas equações acima, aquela(s) que crre(m) nas cndições-padrã é (sã) A ( ) apenas I B ( ) apenas I, II e IV C ( ) apenas II e III D ( ) apenas III e IV E ( ) tdas Questã 18 A igura a lad representa resultad de dis experiments dierentes (I) e (II) realizads para uma mesma reaçã química genérica (reagentes prduts) As áreas hachuradas sb as curvas representam númer de partículas reagentes cm energia cinética igual u mair que a energia de ativaçã da reaçã (E at ) Basead nas inrmações apresentadas nesta igura, é CORRETO airmar que Númer de partículas I II E at Energia cinética das partículas A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) E ( ) a cnstante de equilíbri da reaçã nas cndições d experiment I é igual à da reaçã nas cndições d experiment II a velcidade medida para a reaçã nas cndições d experiment I é mair que a medida nas cndições d experiment II a temperatura d experiment I é menr que a temperatura d experiment II a cnstante de velcidade medida nas cndições d experiment I é igual à medida nas cndições d experiment II a energia cinética média das partículas, medida nas cndições d experiment I, é mair que a medida nas cndições d experiment II Questã 19 A igura a lad mstra cm valr d lgaritm da cnstante de k velcidade (k) da reaçã representada pela equaçã química A R varia cm recíprc da temperatura Cnsidere que, em relaçã às inrmações mstradas na igura, sejam eitas as airmações seguintes: I O trech a b da curva mstra a variaçã de ln k da reaçã direta (A R) cm recíprc da temperatura, enquant trech b c mstra cm varia ln k da reaçã inversa (R A) cm recíprc da temperatura lnk a 1Ta b 1Tb c 1Tc 1T II Para temperaturas menres que T b, mecanism cntrladr da reaçã em questã é dierente daquele para temperaturas maires que T b III A energia de ativaçã da reaçã n trech a b é menr que a n trech b c IV A energia de ativaçã da reaçã direta (A R) é menr que a da reaçã inversa (R A)

6 Das airmações acima, está(ã) CORRETA(S) A ( ) apenas I e IV B ( ) apenas I, II e IV C ( ) apenas II D ( ) apenas II e III E ( ) apenas III Questã 0 Cnsidere s dis eletrds (I e II) seguintes e seus respectivs ptenciais na escala d eletrd de hidrgêni nas cndições-padrã: (E ) e I II F (aq) e (CM) + F (g) ; E =,87V I Mn (aq) + 4H O( l ) 5e (CM) + 8H (aq) + MnO (aq); E = 1,51V II A rça eletrmtriz de um element galvânic cnstruíd cm s dis eletrds acima é de A ( ) 1,81V B ( ) 1,1V C ( ) 0,68V D ( ) 1, 6 V E ( ) 4,8V AS QUESTÕES DISSERTATIVAS, NUMERADAS DE 1 A 0, DEVEM SER RESPONDIDAS NO CADERNO DE SOLUÇÕES Questã 1 Descreva s prcediments utilizads na determinaçã d ptencial de um eletrd de cbre descriçã devem cnstar: Cu(s) Cu + (aq) De sua a) A listagem de td material (sluções, medidres etc) necessári para realizar a mediçã d ptencial d eletrd em questã b) O desenh esquemátic d element galvânic mntad para realizar a mediçã em questã Deixe clar nesse desenh quais sã s póls psitiv e negativ e qual ds eletrds será and e qual será catd, quand crrente elétrica circular pr esse element galvânic Neste últim cas, escreva as equações químicas que representam as reações anódicas e catódicas, respectivamente c) A explicaçã de cm um aument d valr das grandezas seguintes aeta ptencial d eletrd de cbre (Aumenta? Diminui? Nã altera?): área d eletrd, cncentraçã de cbre n cndutr metálic, cncentraçã de íns cbre n cndutr eletrlític e temperatura Questã Deseja-se preparar 57 gramas de sulat de alumíni[ Al (SO 4) ] a partir de alumíni sólid (Al), praticamente pur, e ácid sulúric (HSO 4) O ácid sulúric dispnível é uma sluçã aqusa 96 % (m/m), cm massa especíica de 1, 84 g cm a) Qual a massa, em gramas, de alumíni necessária para preparar a quantidade de Al (SO 4) especiicada? Mstre s cálculs realizads b) Qual a massa, em gramas, de ácid sulúric necessária para preparar a quantidade de Al (SO 4) especiicada? Mstre s cálculs realizads c) Nas cndições nrmais de temperatura e pressã (CNTP), qual é vlume, em litrs, de gás rmad durante a preparaçã da quantidade de Al (SO 4) especiicada? Mstre s cálculs realizads d) Cas a quantidade especiicada de Al (SO 4) seja disslvida em água acidulada, rmand 1 L de sluçã, qual a cncentraçã de íns Al + e de íns existentes nesta sluçã? SO 4 Questã Uma sluçã aqusa i preparada em um balã vlumétric de capacidade igual a 1 L, adicinand-se uma massa crrespndente a 0,05 ml de dihidrgensat de ptássi (KHPO 4) sólid a 00 ml de uma sluçã aqusa de hidróxid de ptássi (K) 0,1 ml L -1 e cmpletand-se vlume d balã cm água destilada Dad eventualmente necessári: pka = lg Ka = 7,, em que K a = cnstante de dissciaçã d HPO 4 em água a 5 C a) Escreva a equaçã química reerente à reaçã que crre n balã quand da adiçã d KHPO4 à sluçã de K b) Determine ph da sluçã aqusa preparada, mstrand s cálculs realizads c) O que crre cm ph da sluçã preparada (Aumenta? Diminui? Nã altera?) quand a 100 ml desta sluçã r adicinad 1 ml de sluçã aqusa de HCl 0,1 ml L -1? Justiique sua respsta d) O que crre cm ph da sluçã preparada (Aumenta? Diminui? Nã altera?) quand a 100 ml desta sluçã r adicinad 1 ml de sluçã aqusa de K 0,1 ml L -1? Justiique sua respsta Questã 4 Certa reaçã química extérmica crre, em dada temperatura e pressã, em duas etapas representadas pela seguinte seqüência de equações químicas: A + B E + F + G

7 E + F + G C + D Represente, em um únic gráic, cm varia a energia ptencial d sistema em transrmaçã (rdenada) cm a crdenada da reaçã (abscissa), mstrand claramente a variaçã de entalpia da reaçã, a energia de ativaçã envlvida em cada uma das etapas da reaçã e qual destas apresenta a menr energia de ativaçã Neste mesm gráic, mstre cm a energia ptencial d sistema em transrmaçã varia cm a crdenada da reaçã, quand um catalisadr é adicinad a sistema reagente Cnsidere que smente a etapa mais lenta da reaçã é inluenciada pela presença d catalisadr Questã 5 Sã preparadas duas misturas: uma de água e sabã e a utra de etanl e sabã Um eixe de luz visível incidind sbre essas duas misturas é visualizad smente através da mistura de água e sabã Cm base nestas inrmações, qual das duas misturas pde ser cnsiderada uma sluçã? Pr quê? Questã 6 O gráic a lad mstra a variaçã, cm temp, da velcidade de trca de calr durante uma reaçã química Admita que 1 ml de prdut tenha se rmad desde iníci da reaçã até temp t = 11min Utilizand as inrmações cntidas n gráic, determine, de rma aprximada, valr das quantidades abaix, mstrand s cálculs realizads a) Quantidade, em mls, de prdut rmad até t = 4min b) Quantidade de calr, em kj ml -1, liberada na reaçã até t 11min Questã 7 Um ds sistemas prpelentes usads em guetes cnsiste de uma mistura de hidrazina ( NH 4) e peróxid de hidrgêni ( HO ) Sabend que pnt tripl da hidrazina crrespnde à temperatura de,0 C e à pressã de,4 mm Hg, que pnt crític crrespnde à temperatura de 80 C e à pressã de 145 atm e que na pressã de 1 atm as temperaturas de usã e de ebuliçã sã iguais a 1,0 e 11,5 C, respectivamente, pedem-se: a) Um esbç d diagrama de ases da hidrazina para interval de pressã e temperatura cnsiderads neste enunciad b) A indicaçã, n diagrama esbçad n item a), de tds s pnts indicads n enunciad e das ases presentes em cada regiã d diagrama c) A equaçã química cmpleta e balanceada que descreve a reaçã de cmbustã entre hidrazina e peróxid de hidrgêni, quand estes sã misturads numa temperatura de 5 C e pressã de 1 atm Nesta equaçã, indique s estads ísics de cada substância d) O cálcul da variaçã de entalpia da reaçã mencinada em c) Dads eventualmente necessáris: variaçã de entalpia de rmaçã ( H ), na temperatura de 5 C e pressã de 1 atm, reerente a: Velcidade de trca de calr (J/min),0,5,0 1,5 1,0 0,5 0,0 = Temp (min) NH(g) : H 95,4kJml 4 : 1 = H O ( ) H 187,8 k J ml 1 l = NH(): H 50,6kJml 1 l = 4 1 H O(g) : H = 41,8 k J ml Questã 8 Um recipiente abert, mantid à temperatura ambiente, cntém uma substância A (s) que se transrma em B (g) sem a presença de catalisadr Sabend-se que a reaçã acntece segund uma equaçã de velcidade de rdem zer, respnda cm justiicativas às seguintes perguntas: a) Qual a expressã algébrica que pde ser utilizada para representar a velcidade da reaçã? b) Quais s atres que inluenciam na velcidade da reaçã? c) É pssível determinar temp de meia-vida da reaçã sem cnhecer a pressã de B (g)? Questã 9 Uma mistura gassa é clcada a reagir dentr de um cilindr prvid de um pistã móvel, sem atrit e sem massa, qual é mantid à temperatura cnstante As reações que crrem dentr d cilindr pdem ser genericamente representadas pelas seguintes equações químicas: I A(g) + B(g) C(g) II C(g) C( l ) O que crre cm valr das grandezas abaix (Aumenta? Diminui? Nã altera?), quand vlume d cilindr é duplicad? Justiique suas respstas a) Quantidade, em mls, da espécie B b) Quantidade, em mls, da espécie C líquida c) Cnstante de equilíbri da equaçã I d) Razã [C] [B]

8 Questã 0 Dis substrats de vidr, d tip cmumente utilizad na abricaçã de janelas, ram limps e secs Nas cndições ambientes, depsitaram-se cuidadsamente uma gta (0,05 ml) de mercúri sbre um ds substrats e uma gta (0,05 ml) de água sbre utr substrat Cnsidere s líquids purs a) Desenhe rmat da gta de líquid depsitada sbre cada um ds substrats b) Justiique a razã de eventuais dierenças ns rmats das gtas ds líquids depsitadas sbre cada um ds substrats de vidr c) Qual a inluência d vlume d líquid n rmat das gtas depsitadas sbre s substrats?