4.º Teste de Física e Química A 10.º A Fev minutos /

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1 4.º Teste de Física e Química A 10.º A Fev minutos / Nome: n.º Classificação Professor E.E. GRUPO I As seis questões deste grupo são todas de escolha múltipla. Para cada uma delas são indicadas quatro hipóteses (A, B, C, e D) das quais só uma está correta. Assinale com uma cruz () a letra correspondente à alternativa que completa corretamente cada questão. 1. A quantidade de matéria que existe em 44,0 g de etano, C2H6(g), é... (A) 1,463 (B) 1,371 (C) 1,37 (D) 1,46 M(C 2 H 6 ) = 2 12, ,01 = 30,08 g/mol 30,08 (C 2 H 6 ) mol 44,0 (C 2 H 6 ) x mol x = 1,46 mol 2. O número de moléculas que existe em 44,0 g de etano, C2H6(g), é... (A) 8, (B) 6, (C) 9, (D) 1, M(C 2 H 6 ) = 2 12, ,01 = 30,08 g/mol 30,08 (C 2 H 6 ) , ,0 (C 2 H 6 ) x mol x = 8, moléculas 3. O número total de átomos que existe em 44,0 g de etano, C2H6(g), é... (A) 3, (B) 7, (C) 6, (D) 1, M(C 2 H 6 ) = 2 12, ,01 = 30,08 g/mol 30,08 (C 2 H 6 ) , ,0 (C 2 H 6 ) x mol x = 7, moléculas 4. A percentagem em massa de carbono e de hidrogénio que existe numa mole de moléculas de etano, C2H6(g), é, respetivamente... (A) 25,2 e 74.8 (B) 79,9 e 20,1 (C) 74.8 e 25,2 (D) 20,1 e 79,9 M(C 2 H 6 ) = 2 12, ,01 = 30,08 g/mol 30,08 g (C 2 H 6 ) ,02 (C 2 ) 100 g (C 2 H 6 ) x mol x = 79, 9 g ou 100

2 5. Considere que a energia necessária para dissociar uma mole de moléculas de Cl2(g) é 242,7 kj. A variação de energia associada à formação de uma mole de moléculas de cloro, em fase gasosa, a partir de duas moles de átomos de cloro gasoso é... (A) + (2 242,7) kj (B) - (2 242,7) kj (C) + 242,7 kj (D) - 242,7 kj A formação de uma mole de moléculas de Cl 2 a partir de 2 moles de átomos de Cl liberta 242,7 kj pois uma molécula é mais estável que 2 átomos separados. Então a variação de energia associada à formação de Cl2 é E = - 242,7 kj. 6. As fórmulas químicas do carbonato de cálcio, do fosfato de cálcio e do nitrato de cálcio são respetivamente... (A) CaCO3, Ca3(PO4)2, CaSO4 (B) Ca3(PO4)2, CaSO4, CaCO3 (C) CaCO3, Ca3(PO4)2, Ca(NO3)2 (D) Ca(NO3)2 CaSO4, Ca3(PO4)2 GRUPO II 1. O Hidrogénio é o elemento mais abundante no Universo. A figura seguinte representa o diagrama de níveis de energia do átomo de hidrogénio, no qual está assinalada uma transição eletrónica. a) A variação de energia associada à transição eletrónica assinalada é (A) -4,0 x J (B) -1,4 x J (C) -1,0 x J (D) -3,8 x J - = -0, (-0, )= - 4,0 x J

3 b) Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes. A transição eletrónica assinalada no diagrama representado na figura origina uma risca na região do no espetro de do átomo de hidrogénio. (A) infravermelho... absorção (B) visível... emissão (C) infravermelho... emissão (D) visível... absorção Visível - porque ocorre uma transição para o segundo nível de energia. Emissão porque nessa transição o eletrão emite energia. c) Calcule o valor da energia de ionização do hidrogénio, expresso em J mol 1. presente todas as etapas de resolução. =0 -(-2, )= 2,18 x J = 2,18 x J x 6,02 x = 1, J/mol d) O amoníaco (NH3) é constituído por hidrogénio e azoto. A configuração eletrónica do azoto no estado fundamental é: (A) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 (B) 1s 2 2s 2 2p 5 (C) 1s 2 2s 2 2p 3 (D) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 e) Uma das orbitais de valência de um átomo de azoto presente numa molécula de amoníaco pode ser dado pelo seguinte conjunto de números quânticos: (A) (2, 0, 1) (B). (2, 0, -1, (C). (2, 0, 0, (D). (2, 0, 0) 1s 2 2s 2 2p 3 (1,0,0) (2,0,0) (2,1,-1) (2,1,0) (2,1,1) f) O azoto e o oxigénio formam moléculas diatómicas homonucleares, N2 e O2, respetivamente. Em condições normais de pressão e temperatura (condições PTN), a substância azoto, N2, é um gás. Selecione a única alternativa que contém a expressão que permite obter o valor da densidade do azoto, N2(g), nessas condições, expresso em g cm 3.

4 M(N 2 ) = 2 14,01 = 28,02 g/mol 28,02 g (N 2 ) ,4 x 10 3 cm 3 x cm 3 g) Embora em quantidades diferentes H2O, CH4, CO2 e NH3, são algumas das moléculas presentes na atmosfera. A geometria destas 4 moléculas é respetivamente. (A) linear, tetraédrica, piramidal trigonal e angular. (B) angular, linear, tetraédrica e piramidal trigonal. (C) angular, tetraédrica, linear e piramidal trigonal. (D) angular, piramidal trigonal, linear, e tetraédrica. 2. As moléculas de água, H2O, e de dióxido de carbono, CO2, têm estruturas bem definidas, a que correspondem propriedades físicas e químicas distintas. Classifique como verdadeira (V) ou falsa (F) cada uma das afirmações seguintes. V F F V V (A) Na molécula de CO2, existem quatro pares de eletrões não ligantes. (B) Na molécula de CO2, as ligações carbono-oxigénio têm diferentes comprimentos. C) O ângulo de ligação, na molécula de H2O, é superior ao ângulo de ligação, na molécula de CO2. (D) Na molécula de H2O, existem quatro eletrões ligantes e quatro não ligantes. (E) Na molécula de CO2, nem todos os eletrões de valência são ligantes. 3. A figura representa o espectro de emissão do átomo de hidrogénio.

5 Escreva um texto no qual analise o espectro de emissão do átomo de hidrogénio, abordando os seguintes tópicos: descrição sucinta do espectro; relação entre o apareci ento de u a qualquer risca do espectro e o fenó eno ocorrido no átomo de hidrogénio; razão pela qual esse espectro é descontínuo. A resposta deve contemplar os seguintes tópicos: O espectro apresenta um conjunto de riscas no domínio do ultravioleta, outro no domínio do visível e outro no domínio do infravermelho. Cada risca corresponde a uma radiação emitida pelo átomo quando o eletrão sofre um processo de desexcitação. O espectro do átomo de hidrogénio é descontínuo, uma vez que a energia do eletrão no átomo está quantizada ou quantificada. 4. Em 1887, Hertz descobriu que ao fazer incidir radiação eletromagnética, numa superfície metálica, com energia superior à necessária para ionizar os átomos do metal este emitia instantaneamente eletrões. Observou-se que cada fotão incidente originava a emissão de um único eletrão. São várias as aplicações deste efeito no nosso dia-a-dia como por exemplo em sistemas de alarme, nas células solares que alimentam as baterias dos satélites artificiais ou na contagem de pessoas que assistem a um espetáculo, entre muitos outros. a) Sobre este efeito elabore um pequeno texto onde explicite: - Como se denomina o efeito referido; - Em que consiste; - De que depende o número de fotoeletrões emitidos; - De que depende a energia cinética dos fotoeletrões ejetados; - Outra aplicação deste efeito que não esteja referida no texto. - O efeito referido no texto denomina-se efeito fotoelétrico. - Consiste na emissão de eletrões quando se faz incidir fotões de determinada energia na superfície de um metal. Só ocorre emissão de fotoeletrões se a energia da radiação incidente for superior à energia de remoção do eletrão (diferente de metal para metal). -O número de fotoeletrões emitidos é diretamente proporcional ao número de fotões da radiação incidente, isto é da intensidade do feixe. - A energia cinética dos fotoeletrões emitidos depende apenas da energia dos fotões incidentes, logo da frequência da radiação incidente. -Indicar uma aplicação do efeito fotelétrico como por exemplo: na leitura dos códigos de barras dos produtos alimentares, na abertura automática de portas ou nos sistemas de alarme. b) Determine o módulo da velocidade do eletrão ejetado de um átomo de sódio, quando nele incide uma radiação de energia 2, J / fotão. Apresente todas as etapas de resolução. (Considere que a energia mínima para remover um eletrão do átomo de sódio, Na, é 8, J e que a massa do eletrão é 9, kg).

6 2,00 x = 8,24 x EC EC= 1,176 x J v 2 = 2, v = 1, m/s 5. Leia atentamente o seguinte texto. A Terra é o único planeta do sistema solar que possui uma atmosfera rica em oxigénio. A atmosfera terrestre constitui um filtro natural para as radiações provenientes do Sol, em especial para as radiações ultravioleta de maior energia, as UV-C, e as radiações ultravioleta de energia intermédia, as UV-B. a) Elabore um texto relativo às radiações ultravioleta provenientes do Sol, abordando os tópicos seguintes: Camadas da atmosfera onde as radiações ultravioleta UV-C e UV-B são predominantemente absorvidas. Reações que traduzem o efeito das radiações ultravioleta nas moléculas de oxigénio (O2) e de ozono (O3), na estratosfera. Porque é que as moléculas de oxigénio e de ozono constituem filtros da radiação UV-B na estratosfera. De que modo os clorofluorocarbonetos contribuem para a destruição da camada de ozono. Porque razão é a camada de ozono menor no polo sul que no polo norte. A resposta deve contemplar os seguintes tópicos: A) As radiações UV-C são predominantemente absorvidas na termosfera e na mesosfera enquanto a radiação UV-B são predominantemente absorvidas na estratosfera. B) Na estratosfera a radiação UV provoca a dissociação das moléculas de oxigénio e das moléculas de ozono de acordo com as equações:.. C) O oxigénio mas sobretudo o ozono atuam como um filtro solar das radiações UV-B uma vez que não deixam que essas radiações atinjam a superfície do planeta. Se isso acontecesse seria bastante prejudicial para os seres vivos. D) Se não existissem agentes antropogénicos, como por exemplo os CFCs a concentração de O 3 mantinha-se praticamente constante uma vez que as reações de formação e de decomposição de O 3 dão-se à mesma velocidade. E) A adição de radicais livres (além de. ) na atmosfera capazes de reagirem com o ozono e de desequilibrarem o sistema de produção/depleção de O 3 é um problema. Uma das reações mais importante é aquela que resulta do ataque pelos radicais cloro que resultam da cisão homolítica dos CFCs. Um só radical cloro pode atacar várias moléculas de O 3 como se observa através das equações.

7 ..... F) A camada de ozono é menor no polo sul porque a temperatura é mais baixa que no polo norte e a circulação atmosférica é pequena. b) Selecione a opção que completa corretamente a seguinte afirmação. " A emissão para a atmosfera de alguns derivados halogenados dos alcanos tem contribuído para a destruição da camada de ozono. O nome do derivado halogenado a seguir representado, de acordo com a nomenclatura IUPAC é... GRUPO III Com vista à identificação de uma substância líquida desconhecida um grupo de alunos determinou, por picnometria, a densidade relativa da substância tendo obtido os seguintes resultados: Resultados obtidos picnometria de líquidos Massa/g picnómetro vazio 27,56 picnómetro com substância 85,13 picnómetro com água 77,56 a) Calcule o valor experimental da densidade relativa da substância e explicite os cálculos.. = 85,13-27,56 = 57,57g = 77,56-27,56 = 50,00g d d

8 b) Consultando a tabela seguinte indique a substância mais provável a que pertence a amostra. A substância mais provável a que pertence a amostra é o éter etílico. Substância Massa volúmica g/cm 3 álcool etílico 0,796 benzeno 1,02 éter etílico 1,16 Mercúrio 19,6 TABELA DE CONSTANTES Constante de Avogadro N A= 6, mol -1 Volume molar de um gás (PTN) V m = 22,4 dm 3 mol -1 d d n n n FORMULÁRIO - massa volúmica m - massa V - volume da substância - volume molar n - número de moles V - volume da amostra n - número de moles m - massa M - massa molar N - número de partículas n - número de moles - constante de Avogadro d - densidade relativa - massa volúmica do material - massa volúmica da água a 4ºC d - densidade relativa - massa volúmica do objeto - massa volúmica da água a 4ºC E C- Energia cinética m- massa - velocidade % A - percentagem do elemento A m A- massa do elemento A m total- massa total COTAÇÃO I II III Questão a b c d e f g 2 3 a b a b a b Total Cotação Calculadora Tabela Periódica MATERIAL PERMITIDO