Química II - 1º Exame B 5 de Junho de ª Parte

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1 Química II - 1º Exame B 5 de Junho de 2017 Nome nº MEQ MEBiol Sala Duração do exame: 3h TOTAL. Responda às perguntas 1 a 6 na folha do enunciado Responda às perguntas 7 a 17 em folhas de teste No fim do enunciado encontra todos os dados necessários à resolução dos problemas 1ª Parte 1B. Classifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações seguintes: Uma reacção exotérmica pode ser espontânea tendo uma variação de entropia positiva As reacções são tanto mais lentas quanto mais elevada for a energia do estado de transição Num sistema fechado as fronteiras são impermeáveis O trabalho só altera a energia potencial de um sistema As reações com valores de G o negativos são espontâneas e por isso ocorrem mais rapidamente A velocidade das reações aumenta sempre com a temperatura Cada resposta. certa: + 0,2 valores; cada resposta errada: 0,2 valores 2B. Escreva a equação de velocidades das seguintes reacções elementares e a sua molecularidade NO(g) + NO 3 (g) 2 NO 2 (g) (CH 3 ) 3 CBr (CH 3 ) 3 C + (aq) + Br (aq) 2 NO 2 (g) N 2 O 4 (g) 3B. O tetrafenilgermânio (C 6 H 5 ) 4 Ge funde a 232,5 ºC e a variação de entalpia no processo de fusão é 40,6 kj/mol. Indique o valor correspondente à entropia de fusão molar. + 80,3 x 10 2 kj/mol.k 80,3 x 10 2 kj/mol.k + 1,75 x 1 kj/mol.k Resposta certa: + 0,9valores Resposta errada: 0,2 valores Química II 5 de Junho º exame B 1

2 4B. A equação cinética da reação de decomposição de N 2 O 5 (dando NO 2 e O 2 ) é v = k [N 2 O 5 ].O valor de k para a reacção a uma dada temperatura é 6,93x 10 5 s 1. a) Calcule o tempo de meia vida b) Calcule quanto tempo é necessário para que a concentração de N 2 O 5 atinja 1 décimo do valor inicial a) t ½ = s b) s b) t ½ = s b) s c) t ½ = min b) mins Resposta certa: + 0,9valores Resposta errada: 0,3 valores 5B. Das opções apresentadas, escolha a que descreve o efeito da adição de um catalisador a uma reacção a) aumentar o número de colisões entre os reagentes b) diminuir a energia de activação da reacção c) aumentar a constante de equilíbrio da reacção c) diminuir o rendimento dos produtos d) aumentar a variação de entalpia da reacção. 6B. A decomposição de CaCO 3 ocorre de acordo com a equação seguinte: CaCO 3 CaO (s) + CO 2 (g) Determine a variação de entalpia para esta reacção a partir das entalpias das reacções abaixo indicadas CaCO 3 Ca (s) + C (s) + 3/2 O 2 (g) r H o 1 CO 2 (g) C (s) + O 2 (g) r H o 2 2 Ca (s) + O 2 (g) 2 CaO (s) r H o 3 r H o 1 + r H o 2 + r H o 3 r H o 1 + r H o 2 - r H o 3 r H o 1 - r H o 2 + 1/2 r H o 3 Química II 5 de Junho º exame B 2

3 7B. O oxigénio gasoso foi pela 1ª vez preparado aquecendo HgO sólido. Nesta reacção forma-se igualmente Hg (l). A reacção a 427º C é espontânea? Cotação: 1.9 8B. Para cada uma das seguintes afirmações indique se é verdadeira ou falsa. Se for falsa reeescreva-a de modo a ficar correcta; a) O passo determinante da velocidade de uma reacção química, é o mais lento b) É possível variar a constante de velocidade de uma reacção alterando a temperatura c) Uma reacção que tenha ordem global 3 decorre por um mecanismo que tem de envolver mais do que um passo d) Se uma reacção decorrer a temperatura constante a velocidade não varia Cotação; 1,2 9B. A reacção de óxido de azoto com bromo conduz à formação de NOBr de acordo com a reacção seguinte: 2 NO (g) + Br 2 (g) 2 NOBr (g) Concentração inicial (mole/l) Ensaio Velocidade inicial [NO] [Br 2 ] [NOBr] (mol/l.s) 1 0,001 0,005 0,001 2x ,002 0,005 0,001 4x ,006 0,002 0,001 4,8x ,006 0,004 0,001 9,6x ,001 0,001 0,001 4x ,001 0,001 0,002 4x10-5 a) Calcule a ordem da reação em relação a cada um dos reagentes. b) Escreva a equação cinética da reação. c) Calcule a constante de velocidade da reação. Cotação: 2,1 valores 2ª Parte 10B. Uma mistura contendo H 3 PO 4 e NaH 2 PO 4 foi titulada potenciometricamente com NaOH 0,1 M tendo-se gasto 50 ml desta base para atingir o primeiro ponto de equivalência e mais 70 ml para atingir o segundo. Calcule o número de milimoles de cada componente na mistura, Cotação: 1,0 valores 11B. Considere a titulação de 100,0 ml de uma solução 0,050 M em H 2 SO 3 com NaOH 0,125 M. a) Indique, justificando, qual a espécie principal presente em solução e proveniente do ácido indicado, ao ph de 4,3. Qual a segunda espécie principal ao mesmo ph? b) Qual o ph após a adição de 55 ml de NaOH? c) Qual o ph após a adição de 80 ml de NaOH? Cotação: 0,5 + 0,5 + 0,5 valores Química II 5 de Junho º exame B 3

4 12B. Ignorando as características ácido/base do ião sulfato e usando actividades, calcule: b) o ph de uma solução saturada em AgI e que contém Na 2 SO 4 0,010 M a) o pag nas condições da alínea anterior Cotação: 1,0 + 1,0 valores 13B. Considere os valores de pk a1 e pk a2 de 5,11 e 8,44, respectivamente, para um certo ácido diprótico, H 2 A. (a) Determine o número de moles de H 2 A e HA - em 500 ml de uma solução 0,100 M em H 2 A. (b) Calcule o ph da solução da alínea anterior após a adição de 0,500 litros de uma solução 0,0500 M em NaOH. Cotação: 0,5 + 0,5 valores 14B. Uma solução contem os iões V 3+ e Fe 2+ cada um deles à concentração de 0,010 M. Suponha que tem 25 ml desta solução, e verifique se é possível a separação dos referidos iões por titulação com uma solução 0,012 M em NaOH. No processo ocorre a formação dos hidróxidos pouco solúveis V(OH) 3 e Fe(OH) 2. Cotação: 1,0 valores 15B. Misturaram-se 15 ml de uma solução 0,15 M em Sr(NO 3 ) 2 com 75 ml de uma solução 0,060 M em NaF. Consulte os dados fornecidos, e: a) Escreva todas as reacções químicas que ocorrem no processo e respectivas constantes de equilíbrio b) Escreva a equação de balanço de carga do processo. c) Escreva todas as equações de balanço de massa do processo. Cotação: 0,5 + 0,5 + 0,5 valores 16B.Classifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as afirmações seguintes: 1) Mg é um redutor mais forte que Al 2) Sn (s) e Al 3+ (s) oxidam Fe(s) 3) A reacção Sn 2+ (aq) + Cu Sn + Cu 2+ (aq) é espontânea em condições padrão 4) Numa célula galvânica formada por Sn 2+ /Sn e o eléctrodo de hidrogénio padrão, o Sn 2+ /Sn é o cátodo. 5) Al 3+ (aq) é reduzido por Mg 2+ (aq) mas não é por Cu 2+ (aq) 6) Cu 2+ (aq) é um oxidante mais fraco que H + (aq) Cotação: 0,6 valores 17B. Quatro metais (A, B, C e D) exibem os seguintes comportamentos a) Apenas A e C reagem com HCl 1M para dar H 2 (g) b) A adição de C a soluções dos iões dos outros metais conduz à formação de A, B e D metálicos c) O metal D reduz B n+ para dar B e D n+ Com base no comportamento descrito, ordene por ordem crescente os potenciais redox padrão dos metais A, B, C e D. Cotação: 1,4 valores Química II 5 de Junho º exame B 4

5 Dados: R = 8,314 J/K.mol f H o (HgO,s) = 90,83 kj/mol S o (HgO,s) = 70,29 J/K.mol S o (Hg,l) = 76,02 J/K.mol S o (O 2,g) = 205,07 J/K.mol H 3 PO 4, K a1 = 7,1 x 10 3, K a2 = 6,3 x 10 8, K a3 = 4,5 x H 2 SO 3, K a1 = 1,2 x 10 2, K a2 = 6,6 x 10 8 HF, K a1 = 6,8 x 10 4 V(OH) 3, K ps = 4,0 x Fe(OH) 2, K ps = 7,9 x AgI, K ps = 1,5 x Cd(OH) 2, K ps = 2,9 x 10 9 SrF 2, K ps = 1,5 x a(ag + ) = 250 pm a(i ) = 300 pm a(h + ) = 900 pm a(oh ) = 350 pm E 0 (Cu 2+ / Cu) = + 0,34 V E 0 (Sn 2+ / Sn) = 0,14 V E 0 (Fe 2+ / Fe) = 0,44 V E 0 (Al 3+ / Al) = 1,66 V E 0 (Mg 2+ / Mg) = 2,37 V Química II 5 de Junho º exame B 5