8ª Ficha de Avaliação de Conhecimentos Turma: 11ºA. Física e Química A - 11ºAno

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1 8ª Ficha de Avaliação de Conhecimentos Turma: 11ºA Física e Química A - 11ºAno Professora Paula Melo Silva Data: 16 de maio Ano Letivo: 2016/ min + 15 min Grupo I 1. As transições eletrónicas que ocorrem entre níveis de energia, n, no átomo de hidrogénio, estão associadas às riscas que se observam nos espetros de emissão e de absorção desse átomo. Considere as transições eletrónicas representadas no diagrama da figura por (I), (II), (III) e (IV). Das seguintes opções selecione aquela que traduz a expressão numérica que permite calcular a energia envolvida na transição (II). (5 pontos) (A) 0, , J (B) 0, , J (C) 2, , J (D) 2, , J 2. Compostos constituídos por carbono e hidrogénio designam-se por hidrocarbonetos. Considere as seguintes fórmulas de estrutura. Selecione a opção que indica o nome dos compostos (I), (II), (III) e (IV), respetivamente. (5 pontos) (I) (II) (III) (IV) Página1

2 (A) Metano, etano, propano e pentano (B) Metano, propano, etano e pentano (C) Etano, pentano, metano e propano (D) Metano, etano, pentano e propano 3. Uma solução aquosa de carbonato de sódio, Na 2 CO 3, tem uma composição de 30% (m/m) em soluto e uma massa volúmica de 1,10 g/cm 3. Determine a concentração molar da solução. (10 pontos) 4. Considere a molécula de metano Calcule o número de moléculas de metano, CH 4, presentes em 60,0 dm 3 deste gás nas condições normais de pressão e temperatura. (5 pontos) 4.2. Qual a geometria da molécula de metano? (5 pontos) (A) Piramidal trigonal (B) Angular (C) Tetraédrica (D) Linear 5. A tabela seguinte mostra as percentagens em volume dos principais componentes do ar seco. Todos os dados foram obtidos em condições PTN. Gás % V/V Gás % V/V 0,93 Nitrogénio 0,00010 Metano 0,036 Monóxido de dinitrogénio 0,00050 Oxigénio 0, Ozono 0,0018 Xénon Árgon Crípton Dióxido de carbono Hélio Hidrogénio Néon 78,08 0, , ,95 0, , Consideremos os dois componentes maioritários do ar seco: nitrogénio (N2) e oxigénio (O2). Para a molécula de nitrogénio podemos classificar e quantificar os seus eletrões de valência em: (5 pontos) (A) 2 eletrões ligantes e 3 eletrões não ligantes. (B) 6 eletrões ligantes e 4 eletrões não ligantes. (C) 4 eletrões ligantes e 6 eletrões não ligantes. (D) 3 eletrões ligantes e 2 eletrões não ligantes Dada a baixa concentração de alguns componentes do ar seco a composição quantitativa do mesmo poderia ter sido expressa em parte por milhão. Qual a composição do ar seco para o componente hidrogénio em ppmv? (5 pontos) (A) 0,05 ppmv (B) 0,5 ppmv (C) 5 ppmv (D) 50 ppmv Página2

3 6. As substâncias H2 e O2 reagem para originar H2O, segundo a equação: 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(g) Ligação Energia/kJ mol 1 H H 436 O O 157 O = O 496 O H 463 Prove que a reação é exotérmica, utilizando dados da tabela ao lado. (10 pontos) 7. Desde os anos 70 do século passado passou a falar-se do buraco da camada de ozono, tendose atribuído a origem deste fenómeno a compostos como os representados em A e B. Qual a designação genérica dos compostos do tipo A e B? (5 pontos) Grupo II 1. Uma bola, com massa de 200 g, é atirada para cima verticalmente atingindo uma altura de 3,0 m relativamente ao ponto de onde foi largada. Considere a resistência do ar desprezável Qual das seguintes relações relativas à subida da bola está correta? (5 pontos) (A) W P (B) W P = E pg = 0,6 J = E c = 6,0 J (C) W P = E pg = 0,6 J (D) W P = E pg = 6,0 J 1.2. Qual é o valor da velocidade com que a bola foi lançada? (5 pontos) (A) 60 m s 1 (B) 60 m s 1 (C) 30 m s 1 (D) 15 m s 1 Página3

4 2. A energia solar é uma manifestação energética renovável que muitos países utilizam em pequena ou grande escala. Pretende-se instalar um sistema solar térmico com coletores orientados de modo que neles incida, por cada metro quadrado (m 2 ), radiação de energia média diária de 1,0x10 7 J. O sistema, com um rendimento médio de 45%, destina-se a aquecer 200 kg de água. Calcule a área de coletores que deve ser instalada, caso se pretenda que o aumento médio diário da temperatura da água seja 50 ºC. Apresente todas as etapas de resolução. (15 pontos) c(capacidade térmica mássica da água)= 4,18 x 10 3 J kg -1 ºC Considere duas amostras de água, A e B, de massas respetivamente iguais a ma e a 2mA, às quais foi fornecida a mesma quantidade de energia. Sendo TA e TB as variações de temperatura sofridas pelas amostras A e B, TB será igual a: (5 pontos) (A) 2 T A (B) T A (C) 2 T A (D) 1 2 T A Grupo III 1. Um avião, partindo do repouso, adquire uma velocidade de 120 m/s em 20 s antes de levantar voo Supondo que a aceleração do avião é constante qual dos seguintes gráficos melhor representa a posição do avião em função do tempo nos 20 s antes de levantar voo? (5 pontos) 1.2. Qual das seguintes opções representa corretamente a velocidade e a aceleração do avião 10 s depois do início do movimento? (5 pontos) Página4

5 2. Um satélite artificial de massa m descreve, em torno da Terra, de massa MT uma órbita circular de raio r Para um satélite geoestacionário determine o valor da altitude que descreve a sua órbita em torno da Terra. (10 pontos) M Terra = 5, Kg R Terra = 6, m 2.2. Selecione o diagrama que representa corretamente a força exercida pela Terra sobre o satélite e a velocidade do satélite durante o seu movimento em torno da Terra. (5 pontos) 3. A figura representa um esboço de um gráfico que traduz o modo como varia o módulo da velocidade de uma gota de chuva que vai verticalmente em função do tempo t. Em qual dos esquemas seguintes estão corretamente representadas para o intervalo de tempo [t1, t2] s as forças que atuam na gota de chuva. (5 pontos) Página5

6 5. Uma bola move-se segundo uma trajetória retilínea. Considere que a bola pode ser representada pelo seu centro de massa (modelo da partícula material). Admita que a componente escalar da posição, x, da bola em relação a um determinado referencial unidimensional Ox varia com o tempo, t, de acordo com a equação: x = 4,2 2t + 1,4 t 2 (SI) A que distância se encontra a bola da origem do referencial Ox considerado, no instante t = 0,0 s? (5 pontos) (A) 2 m (B) 4,2 m (C) 0 m (D) 1,4 m 6. Uma outra bobina, formada por 500 espiras quadradas de lado 8, m, está em repouso numa zona do espaço onde existe um campo magnético uniforme, B, perpendicular aos planos das espiras. Admita que, num dado intervalo de tempo, a intensidade do campo magnético, B, varia com o tempo, t, de acordo com o gráfico representado na figura. Determine o módulo da força eletromotriz induzida nos terminais da bobina, no intervalo de tempo [0,0; 2,0] s. Apresente todas as etapas de resolução. (10 pontos) 7. As comunicações a longas distâncias são essenciais para a sociedade atual. Para essas mesmas comunicações é muito comum falarmos de satélites e de fibras óticas. Em ambos os casos informação é transmitida através de radiações eletromagnéticas que se propagam, no vazio, à velocidade da luz. Num determinado tipo de fibra ótica, o núcleo tem um índice de refração de 1,53 e o revestimento possui um índice de refração de 1,48. Qual o ângulo crítico para este tipo de fibra ótica? (5 pontos) (A) 75,3º (B) 1,31º (C) 14,7º (D) 60,5º Página6

7 Grupo IV 1. Quando o metano arde no ar, os únicos produtos dessa reação são dióxido de carbono, CO2 (M=44,01 g/mol) e água H2O (M=18,02 g/mol) sendo a reação de combustão traduzida pela seguinte equação química: CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (g) A reação, ocorrendo e condições normais de pressão e temperatura (PTN), com um rendimento de 70%, obteve-se 60 dm 3 de dióxido de carbono. Calcule o volume necessário de oxigénio para obter o volume de CO2 indicado. Apresente todas as etapas de resolução. (10 pontos) 2. Num balão de 1,0 dm 3 de capacidade, à temperatura de 25ºC, introduz-se tetróxido de nitrogénio, N2O4, tendo-se estabelecido o equilíbrio traduzido pela seguinte equação química: N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) H = +57 kj Atenda às seguintes informações: No equilíbrio existem 0,20 mol de dióxido de nitrogénio (NO2) O valor da constante de equilíbrio à temperatura de 25ºC é de 0, Determine a quantidade de N2O4 inicialmente introduzida no balão. (10 pontos) 2.2. O valor da constante de equilíbrio desta reação à temperatura de 50ºC será superior, inferior ou igual? Justifique a sua resposta. (10 pontos) 3. Na tabela apresentam-se valores de constantes de acidez de alguns ácidos monopróticos em água, a 25ºC. Ácido Ácido fluorídrico (HF) Ácido acético (CH3COOH) Ácido cianídrico (HCN) Ácido nitroso (HNO2) Constante de acidez (Ka) 6, , , , A base conjugada do ácido nitroso é: (5 pontos) (A) H 3 O + (B) NO 2 (C) HNO 3 (D) OH Página7

8 3.2. Selecione a alternativa que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b), respetivamente, de modo a tornar verdadeira a afirmação seguinte. Relativamente aos ácido apresentados e às respetivas bases conjugadas, pode afirmar-se que o ácido mais forte é o (a) e a base mais forte é (b). (5 pontos) (A) HCN CN - (B) HF F - (C) HF CN - (D) HCN F Determine o valor de ph duma solução de 0,400 mol/dm 3 de ácido fluorídrico (HF), a 25ºC. (10 pontos) 3.4. O número de oxidação do enxofre (S) no ácido sulfúrico, H2SO4, é: (5 pontos) (A) +2 (B) -2 (C) -6 (D) Calcule o ph de uma solução saturada de hidróxido de magnésio a 25ºC. (10 pontos) K S (Mg(OH) 2 ) = 1, FIM BOA SORTE JOVENS CIENTISTAS! Página8