COLÉGIO VISCONDE DE PORTO SEGURO Unidade III 2011

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1 COLÉGIO VISCONDE DE PORTO SEGURO Unidade III 2011 Ensino Médio Exercícios de Recuperação Anual Nome do (a) Aluno (a): nº Atividade de Química Nível: E.M Classe : -3 Professor (a): 1) Considere as transformações representadas a seguir: TERMOQUÍMICA I. H 2 (g) 2H (g) II. 2 C 4 H 10 (g) + 13O 2 (g) 8CO 2 (g) + 10H 2 O (l) III. 6CO 2 (g) + 6H 2 O (l) C 6 H 12 O 6 (aq) + 6O 2 (g) IV. H 2 O (v) H 2 O (l) Quais são as transformações exotérmicas? Explique por quê. 2) Dadas as reações: H Pb (s) + ½ O 2(g) PbO (vermelho) H= -52,3 kcal Pb (s) + ½ O 2(g) PbO (amarelo) H= -51,9 kcal a) Fazer o gráfico da variação de entalpia. b) Calcule a variação de entalpia na transformação do PbO (vermelho) em PbO (amarelo) 3) (Unifesp) Devido aos atentados terroristas ocorridos em Nova Iorque, Madri e Londres, os Estados Unidos e países da Europa têm aumentado o controle quanto à venda e produção de compostos explosivos que possam ser usados na confecção de bombas. Dentre os compostos químicos explosivos, a nitroglicerina é um dos mais conhecidos. É um líquido à temperatura ambiente, altamente sensível a qualquer vibração, decompondo-se de acordo com a equação: 2 C 3 H 5 (NO 3 ) 3 (l) 3 N 2 (g) + 1/2 O 2 (g) + 6 CO 2 (g) + 5 H 2 O (g) Calcule a entalpia envolvida na explosão, considerando-se uma amostra de 4,54 g de nitroglicerina. Dado: Massa Molar da nitroglicerina= 227 g/mol Substância H 0 formação (kj/mol) C 3 H 5 (NO 3 ) 3 (l) CO 2 (g) H 2 O (g) -242

2 4) Qual a quantidade de calor liberada na combustão total de 1 mol de acetileno (C 2 H 2 ), a 25 C e 1atm, sabendo-se que as entalpias de formação em kcal/mol a 25 C são C 2 H 2(g) = + 54,0 ; CO 2(g) = - 94,0 ; H 2 O (l) = - 68,0. 5) (UFSCar) Considere a reação global de produção de UF 6 a partir da reação entre UO 2, HF e F 2, e as informações adicionais sobre entalpias de formação fornecidas a seguir. UO 2 (s) + 4 HF (g) + F 2 (g) UF 6 (g) + 2 H 2 O (g) É correto afirmar que, a 25 o C, a reação de formação de UF 6 a partir de UO 2, conforme descrito pela equação da reação global, é...kj por mol de UF 6 formado. Assinale a alternativa com as informações que preenchem corretamente a lacuna da frase acima. a) endotérmica, absorvendo 1080 b) exotérmica, liberando 950 c) exotérmica, liberando 2110 d) endotérmica, absorvendo 2110 e) exotérmica, liberando 380 Substância (estado físico) Entalpias de formação a 25 o C (kj mol -1 ) UO 2 (s) HF (g) UF 6 (g) H 2 O (g) CINÉTICA QUÍMICA 6) Na reação abaixo equacionada, observou-se a variação na concentração de X em função do tempo, segundo a tabela a seguir: X + 2Y Z No intervalo de 4 a 6 minutos, calcule a velocidade média da reação em mol/litro.min. 7) A combustão da amônia é representada pela seguinte equação química: 4 NH 3 (g) + 5 O 2 (g) 4NO (g) + 6 H 2 O (g) Mediu-se a velocidade da reação em determinado momento e observou-se que a amônia estava sendo queimada numa velocidade de 0,24 mol/l.s A esse respeito, responda aos itens a seguir. a) Qual a velocidade de consumo do gás oxigênio em mol/l.s? b) Qual a velocidade de formação da água expressa em g/l.s? Dado: Massa Molar: H 2 O = 18 g/mol

3 8) (Ufpe) O gráfico a seguir representa a variação de concentração das espécies A, B e C com o tempo: Qual das alternativas a seguir contém a equação química que melhor descreve a reação representada pelo gráfico? a) 2A + B C b) A + 2B C c) B + 2C A d) 2B + C A e) B + C A 9) (Uepg) Aparas de magnésio foram colocadas para reagir com ácido clorídrico em diferentes concentrações. Em todas as amostras, observou-se que, após determinado tempo, ocorreu a dissolução total do metal, com a evolução de gás hidrogênio. A respeito dessa experiência, considerando os dados apresentados na tabela a seguir, assinale o que for INCORRETO. Amostra Massa de Mg (g) dissolvido Tempo (minutos) 1 1,00 5,0 2 0,20 1,0 3 0,20 0,5 4 0,50 0,5 a) Apesar de ter sido utilizada a mesma massa de Mg nas amostras 2 e 3, observa-se que o tempo de sua dissolução na amostra 2 foi maior, o que pode ser resultado da utilização de uma menor concentração de ácido clorídrico nesta amostra. b) Comparativamente, a amostra 1 liberou a maior quantidade de gás hidrogênio por causa da maior quantidade de magnésio dissolvido. c) Comparativamente, a reação da amostra 4 apresentou a maior velocidade média. d) Se nesta experiência tivesse sido utilizado magnésio em pó, a velocidade de todas as reações teria sido maior, por causa do aumento da superfície de contato entre os reagentes. e) As amostras 3 e 4 liberam a mesma quantidade de gás hidrogênio. 10) (PUCMG) Considere o gráfico a seguir, referente aos diagramas energéticos de uma reação química com e sem catalisador. Assinale a afirmativa CORRETA. a) A reação é endotérmica. b) A energia de ativação em presença do catalisador é 150 kj. c) A reação acontece em duas etapas. d) A curva II representa o diagrama energético da reação catalisada. e) A energia do complexo ativado da reação sem catalisador é igual a 100 kj.

4 11) Para que ocorra uma reação química, é necessário que os reagentes entrem em contato, através de colisões, o que se chama Teoria das Colisões. Das afirmações: I - todas as colisões entre os reagentes são efetivas (ou favoráveis). II - a velocidade da reação é diretamente proporcional ao número de colisões efetivas (ou favoráveis). III - existem colisões que não são favoráveis à formação do produto. IV - maior será a velocidade de reação, quanto maior for a energia de ativação. Se baseiam na Teoria das Colisões: a) apenas I, II e III. b) apenas II e III. c) apenas I e IV. d) apenas I, II e IV. e) apenas III e IV. 12) Foram realizados quatro experimentos. Cada um deles consistiu na adição de solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 1 mol/l a certa massa de ferro. A 25 o C e 1 atm, mediram-se os volumes de hidrogênio desprendido em função do tempo. No final de cada experimento, sempre sobrou ferro que não reagiu. A tabela mostra o tipo de ferro usado em cada experimento, a temperatura e o volume da solução de ácido sulfúrico usado. O gráfico mostra os resultados. As curvas de 1 a 4 correspondem, respectivamente, aos experimentos: Experimento Material Temperatura ( o C) Volume da solução de H 2 SO 4 / ml A Pregos B Limalha C Limalha D Limalha a) D C A B b) B A C D c) D C B A d) C D A B e) C D B A EQUILÍBRIO QUÍMICO 13) O gráfico a seguir mostra a variação, em função do tempo, da concentração de A, B, C e D durante a reação de 3,5 mol/l de A com 3,5 mol/l de B, a 25 o C. Observe que as concentrações de A, B, C e D para o cálculo de Kc estão indicadas no gráfico. a) Calcule, a partir do gráfico, o valor de Kc a 25 o C. + + b) O equilíbrio foi alcançado em quanto tempo?

5 14) (Unisa-modificada) 18,4 g de N 2 O 4(g) (MM = 92g/mol) são aquecidos a uma temperatura T, num tubo fechado de capacidade igual a 2L. Estabelecido o equilíbrio, verifica-se que o N 2 O 4(g) está 75% dissociado em NO 2(g), segundo a equação: Qual a constante de equilíbrio na referida temperatura? N 2 O 4(g) Ï 2 NO 2(g). 15) A produção de NO através da reação de N 2 e O 2 em motores automotivos é uma das principais fontes de poluição ambiental de acordo com a seguinte reação: N 2 (g) + O 2 (g) Ï 2 NO (g) São colocados 112 g de N 2 e 128 g de O 2, em um frasco fechado de 2 L, a uma temperatura T. Determine a constante de equilíbrio (Kc), à mesma temperatura, sabendo que a massa de NO, no equilíbrio, é de 120 g. Dados: Massas Molares: NO = 30 g/mol, N 2 = 28 g/mol, O 2 = 32 g/mol 16) Os catalisadores automotivos são formados por uma "colméia" metálica ou cerâmica, impregnada por uma mistura de paládio-ródio (para veículos a gasolina) ou paládio-molibdênio (para veículos a álcool).esses dispositivos têm a função de converter gases nocivos, dentre eles os óxidos de nitrogênio e o monóxido de carbono (CO), em substâncias menos prejudiciais à saúde (CO 2 e N 2 ). Uma das reações que ocorre nos catalisadores é representada pela equação balanceada: 2 CO (g) + 2 NO (g) Ï 2 CO 2 (g) + N 2 (g) Considere que num recipiente fechado de 1L, contendo inicialmente 1 mol de monóxido de carbono e 1 mol de monóxido de nitrogênio, o equilíbrio foi estabelecido quando 80 % de monóxido de nitrogênio foi consumido. a) Preencha a tabela abaixo para indicar a quantidade, em número de mols, de cada substância, no equilíbrio: 2 CO (g) + 2 NO (g) Ï 2 CO 2 (g) + N 2 (g) início reage/produz equilíbrio b) Calcule o valor de Kc para este equilíbrio, mantendo a temperatura constante.

6 17) (UERJ-modificado) Em um experimento que verificava o estado de equilíbrio nos processos reversíveis, o etanoato de etila foi sintetizado por meio da seguinte reação química: ác. etanóico + etanol Ï etanoato de etila + água Admita que, nesse experimento, t = 25 C, p = 1 atm e Kc = 4,00. Amostra Ác. etanóico etanol Etanoato de etila Água W 0,04 0,01 0,08 0,02 X 0,01 0,05 0,06 0,01 Y 0,04 0,01 0,04 0,04 Z 0,01 0,02 0,04 0,02 T 0,01 0,01 0,02 0,02 Cinco amostras, retiradas aleatoriamente da mistura reacional, foram submetidas à análise para determinar a quantidade de matéria de cada uma das substâncias presentes. Os resultados em mol/l estão indicados na tabela a seguir: A amostra que ainda não atingiu o estado de equilíbrio é: a) W b) X c) Y d) Z e) T 18) (Fuvest- modificado) A reação de esterificação do ácido etanóico com etanol formando éster e água, apresenta constante de equilíbrio igual a 4, à temperatura ambiente. Adiante estão indicadas cinco situações, dentre as quais apenas uma é compatível com a reação, considerando-se que a composição final é a de equilíbrio. Qual alternativa representa, nessa temperatura, a reação de esterificação citada? Dado: Reação de esterificação: X (ácido etanóico) + Y ( etanol) Z (éster) + W (água) 19) No equilíbrio: N 2 O 3 (g) Ï NO (g) + NO 2 (g) H = + 39,7 kj indique o sentido (esquerdo ou direito) do deslocamento de equilíbrio, quando houver, no sistema: a) Adição de N 2 O 3 (g) : b) Adição de um catalisador: c) Aumento da temperatura: d) Aumento da pressão: e) Retirada, assim que formado, do NO 2 (g) :

7 20) (Ufsm) A chuva ácida tem grande impacto sobre o meio ambiente, afetando principalmente a biodiversidade do planeta. Um dos principais poluentes da chuva ácida é o ácido nítrico formado a partir do óxido nítrico (NO), que reage com o oxigênio do ar formando o NO 2. A equação de formação do HNO 3 é: 3 NO 2(g) + H 2 O (l) Ï 2 HNO 3(aq) + NO (g) H 0 = -138,18 kj mol -1 O que ocorre com o equilíbrio (desloca para esquerda ou direita) quando há: a) Um aumento na temperatura? b) Um aumento na pressão: c) Um aumento na concentração de NO 2? d) Uma diminuição na concentração de NO? 21) (PUC SP) Nos motores dos automóveis, ocorre a reação entre o nitrogênio (N 2 ) e o oxigênio (O 2 ), formando o óxido nítrico (NO), um importante poluente atmosférico. A equação que representa a reação é: N 2 (g) + O 2 (g) Ï 2 NO (g) O gráfico a seguir mostra a relação entre a constante de equilíbrio Kc e a temperatura do sistema. a) A reação de formação de óxido nítrico é uma reação endotérmica? b) No sistema em equilíbrio, a concentração de gás oxigênio pode ser aumentada se houver um aumento na temperatura? c) No sistema em equilíbrio, qual deve ser o efeito na concentração do gás oxigênio, quando se diminui a pressão? Justifique. 22) (UECE-modificada) Na atmosfera, uma das reações que inicia a produção da chuva ácida, objeto de preocupação de ambientalistas, é 2SO 2 (g) + O 2 (g) Ï 2SO 3 (g) H < 0 Podemos afirmar, corretamente, que: a) Se as pressões parciais de SO 2 (g) e SO 3 (g) forem iguais em um determinado estado de equilíbrio, o valor numérico da pressão parcial de O 2 (g) é igual ao valor numérico de Kc. b) Aumentando a pressão sobre o sistema, sem variação de temperatura, a quantidade de SO 3 (g) diminui até ser atingido um novo estado de equilíbrio. c) Diminuindo a temperatura do sistema em equilíbrio, sem alteração de volume, a concentração de SO 3 (g) aumenta até ser atingido um novo estado de equilíbrio. d) Adicionando-se um catalisador ao sistema em equilíbrio, sem alteração de temperatura, a concentração de SO 3 (g) diminui até ser atingido um novo estado de equilíbrio. e) A formação do SO 2 (g) é favorecida com a diminuição da temperatura.

8 23) O gráfico abaixo representa alterações nas concentrações das espécies N 2, H 2 e NH 3 que estão em equilíbrio no instante t 0, sob pressão e temperatura constantes, conforme a seguinte equação: Analise o gráfico e escolha a alternativa correta: 3 H 2 (g) + N 2 (g) Ï 2 NH 3 (g) a) A partir do instante t 3, a concentração do H 2 deve diminuir, até que seja atingido um novo estado de equilíbrio. b) No instante t 1 houve um aumento brusco na concentração de NH 3, o que provocou um deslocamento de equilíbrio para esquerda. c) Em todas as etapas, ao atingir um novo equilíbrio, o valor de Kc é alterado. d) Em t 2, houve um deslocamento favorecendo a velocidade inversa. e) A concentração do N 2, a partir de t 3, deve aumentar, até que seja atingido um novo estado de equilíbrio. CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO 24) (UEL-PR) Na reação representada abaixo, quantas moléculas de H 2 são consumidos para produzir 9,0 g de água? H 2 + 1/2 O 2 H 2 O Dado: massa molar: H 2 O = 18 g/mol 25) Clorato de potássio (KClO 3 ), por aquecimento, decompõe se em cloreto de potássio (KCl ) e oxigênio (O 2 ). Na decomposição térmica de 0,20 mol de clorato de potássio (KClO 3 ) Dado: massa molar: KCl = 74,5 g/mol 2 KClO 3 2KCl + 3 O 2 Obtêm-se: a) quantos mols de oxigênio? b) quantos gramas de cloreto de potássio ( KCl)? c) quantos litros de oxigênio nas CNTP? 26) (UNB-DF) Um operário faz diariamente a limpeza do piso de mármore de um edifício com ácido muriático (nome comercial do Ác. Clorídrico). Como se sabe, o ácido ataca o mármore, desprendendo gás carbônico segundo a equação: CaCO HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2 Supondo que, em cada limpeza ocorra a reação de 50g de CaCO 3, qual será o volume de gás carbônico (CO 2 ) formado por dia, nas CNTP? Dado: massa molar: CaCO 3 = 100g/mol

9 27) Certa quantidade de cobre (Cu) reagiu com 252 g de ác.nítrico (HNO 3 ) segundo a equação: 3Cu + 8 HNO 3 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4 H 2 O Dado: massas molares: Cu = 64g/mol HNO 3 = 63 g/mol Cu(NO 3 ) 2 = 188 g/mol Calcule: a) a massa de nitrato cúprico Cu(NO 3 ) 2 formado. b) a quantidade de matéria, em mol, de cobre que reagiu. c) o volume de NO liberado nas CNTP. 28) Nas indústrias petroquímicas, enxofre pode ser obtido pela reação: Adicionando-se 4 mol de H 2 S a 3 mol de SO 2 : Dado: massa molar: S = 32g/mol 2 H 2 S + SO 2 3 S + 2 H 2 O a) Qual o reagente limitante? b) Qual a quantidade de matéria, em mol, do reagente em excesso que não participa da reação? c) Qual a massa de enxofre (S) formada? 29) No Método Harber, a amônia é produzida pelo processo: N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Se misturarmos 44,8 L de N 2 a 336,0 L de H 2, nas CNTP, determine: a) O reagente limitante. b) O volume do reagente em excesso que não participa da reação. c) A quantidade de matéria, em mol, de amônia formada. 30) Cromo metálico pode ser produzido pela redução de Cr 2 O 3 com Al, segundo a equação: Adicionando-se 16,2 g de Al a 60,8 g de Cr 2 O 3 : 2 Al + Cr 2 O 3 Al 2 O Cr Dado: massas molares: Al = 27g/mol Cr 2 O 3 = 152 g/mol Cr = 52 g/mol a) Qual o reagente limitante? b) Qual a massa, em gramas, do reagente em excesso que não participa da reação? c) Qual a massa de cromo (Cr) formada? 31) Nas indústrias petroquímicas, enxofre pode ser obtido pela reação: 2 H 2 S + SO 2 3 S + 2 H 2 O Adicionando-se 3, moléculas de H 2 S a 2, moléculas de SO 2 : Dado: massas molares: H 2 S = 34 g/mol SO 2 = 64 g/mol a) Qual o reagente limitante? b) Qual a massa do reagente em excesso que não participa da reação? c) Qual a massa de enxofre (S) formada?

10 32) (Unitau) Misturando 2g de hidrogênio e 32g de oxigênio em um balão de vidro e provocando a reação entre os gases, obteremos: 2 H 2 + O 2 2H 2 O Dado:massas atômicas: H = 1u; O = 16u a) 32 g de água com 2 g de oxigênio, que não reagiram. b) 32 g de água com 1 g de oxigênio, que não reagiu. c) 34 g de água oxigenada. d) 34 g de água, não restando nenhum dos gases. e) 18 g de água ao lado de 16 g de oxigênio, que não reagiram... 33) Uma das maneiras de impedir que o SO 2, um dos responsáveis pela chuva ácida, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir: Dados: massas molares em g/mol MgO = 40 e SO 2 = 64 MgO + SO 2 + 1/2O 2 MgSO 4 Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9, toneladas de SO 2? a) 1,5 x 10 2 b) 3,0 x 10 2 c) 1,0 x 10 3 d) 6,0 x 10 3 e) 2,5 x ) O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita. Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com um dos eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação não balanceada que representa o processo global é: a) 3 e 2 b) 1 e 4 c) 2 e 3 d) 2 e 1 e) 3 e 4 Al 2 O 3 + C CO 2 + Al Para 2,0 mol de Al 2 O 3, quantos mols de CO 2 e de Al, respectivamente, são produzidos esse processo? 35) (Fuvest) Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em suspensão através do arraste por flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação representada por Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Ca(OH) 2 2 Al(OH) 3 + 3CaSO 4 Para tratar 1, m 3 de água foram adicionadas 17 toneladas de Al 2 (SO 4 ) 3. Qual a massa de Ca(OH) 2 necessária para reagir completamente com esse sal? Dados: massas molares: Al 2 (SO 4 ) 3 = 342 g/mol Ca(OH) 2 = 74 g/mol a) 150 quilogramas. b) 300 quilogramas. c) 1,0 tonelada. d) 11 toneladas. e) 30 toneladas.

11 ORGÂNICA 36) Quantos átomos de carbono primário, secundário, terciário e quaternário apresenta o composto de fórmula estrutural a seguir. Escrever o nome IUPAC: CH 3 H 3 C C CH CH 2 CH 3 CH 3 CH 3 37) Escreva as reações de combustão completa e incompleta do hexano. Respostas 1) II e IV 2) b) 0,4 kcal 3) 28,46 kj 4) 310 kcal 5) e 6) 0,005 mol/l.min 7) a) 0,3 mol/l.s b) 6,48 g/l.s 8) C 9) E 10) D 11) B 12) E 13) a) 6,25 b) 10 min 14) 0,9 15) 4 16) a) b) ) B 18) A 19) a) direito b) não altera c) direito d) esquerdo e) direito 20) a) esquerda b) direita c) direita d) direita 21) a) sim b) não c) Não há alteração 22) c 23) e 24) 3, moléculas 25) a) 0,3 mol b) 14,9g c) 6,72 L 26) 11,2 L 27) a) 282g b) 1,5 mol c) 22,4 L 28) a) H 2 S b) 1 mol c) 192g 29) a) N 2 b) 201,6 L c) 4,0 mol 30) a) Al b) 15,2g c) 31,3g 31) a) H 2 S b) 64g c) 288g 32) e 33) d 34) e 35) d 36) 5 primários; 1 secundário; 1 terciário; 1 quaternário. Nome: 2,2,3 trimetil pentano. 37) C 6 H 14(g) + 19/2 O 2(g) 6 CO 2(g) + 7 H 2 O (l) completa C 6 H 14(g) + 13/2 O 2(g) C 6 H 14(g) + 7/2 O 2(g) 2 CO (g) + 2 NO (g) Ï 2 CO 2 (g) + N 2 (g) início 1 mol 1 mol reage/produz 0,8 mol 0,8 mol 0,8 mol 0,4 mol equilíbrio 0,2 mol 0,2 mol 0,8 mol 0,4 mol 6 CO (g) + 7 H 2 O (l) incompleta 6 C (s) + 7 H 2 O (l) incompleta