Química II 2º Exame B 30 de Junho de ª Parte

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1 Química II 2º Exame B 30 de Junho de 2018 Nome nº MEQ MEBiol Sala Duração: 3h 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 8: 9: 10: SubTotal: Responda às perguntas 1 a 6 na folha do enunciado No fim do enunciado encontra todos os dados necessários à resolução dos problemas 1ª Parte 1B. Classifique como verdadeiras () ou falsas () as afirmações seguintes: A dissolução é um processo que pode aumentar a entropia do sistema A molecular idade de uma reação elementar não é definida pela sua estequiometria As funções de estado são determinadas unicamente pelo estado termodinâmico do sistema Um processo reversível evolui através de uma sequência de estados termodinâmicos A equação de velocidades não varia com o tempo num sistema fechado A entalpia corresponde a uma energia interna corrigida que reflete os efeitos da variação de pressão, que ocorre em simultâneo com as trocas de calor a volume constante Há reações elementares unimoleculares de ordem zero, em fase aquosa e homogénea Uma reação diz-se de 2ª ordem se a velocidade duplica quando a concentração inicial duplica Cada resp. certa: + 0,2 valores; cada resp. errada: 0,2 valores 2B. A elevação da temperatura aumenta a velocidade das reações químicas, porque aumenta os fatores apresentados nas alternativas, exceto: a) A frequência das colisões efetivas b) A energia de ativação c) A energia cinética média das moléculas b) Química II 30 de Junho º exame B 1

2 3B. Considere as quatro afirmações seguintes sobre catalisadores I. As reacções nas quais actuam não ocorreriam na sua ausência II. São substâncias que aumentam a velocidade de uma reacção III. Enzimas são catalisadores biológicos I. Reduzem a energia de activação da reacção De entre estas afirmações apenas estão corretas: a) I, III e I b) II, III, I c) II e III; d) I e II e) I, II e III b) 4B. A 25 ºC, a reação de formação de O 3 (g) a partir de O 2 (g) tem G r = +163,2 kj. Sem efetuar cálculos escolha, dos três valores indicados, o que representa a constante de equilíbrio da reação. 3 O 2 (g) 2 O 3 (g) 2,5x ,5x10 29 x 2,5 5B. A diluição de H 2 SO 4 em água tem que ser feita por adição lenta e com agitação do ácido sobre a água porque é acompanhada de um grande aumento de temperatura. Escolha a combinação adequada que justifica a necessidade dos cuidados a ter r H<0; r S<0; r G<0 r H<0; rs>0; r G<0 r H<0; r S>0; r G>0 x Resp. certa: + 0,6 valores; errada: 0,2 valores 6B. Considere os seguintes processos: (1) energia transferida na forma de calor para um sistema; (2) energia transferida do sistema, na forma de calor ; (3) energia transferida como trabalho realizado sobre o sistema; (4) energia transferida como trabalho realizado pelo sistema Escolha das combinações abaixo indicadas a(s) que 1. conduzem obrigatoriamente a uma diminuição da energia interna do sistema 2. a(s) que pode(m) ou não conduzir uma diminuição da energia interna do sistema (a) 1 e 3 (b) 2 e 4 (c) 1 e 4 (d) 1 e 3 (e) 2 e 3 resp. certa: + 0,9 valores; resp. errada: 0,3 valores Resposta 1. b) 2. c) e e) Química II 30 de Junho º exame B 2

3 7B. A reação de e 3 O 4 com Al é muito exotérmica atingindo temperaturas perto de 3000 C e é por isso usada para fundir o ferro e permitir a sua extração. Calcule a quantidade de calor libertada pela reação de 27,6 g de Al com 69,12 g de e 3 O 4. 8 Al (s) + 3 e 3 O 4 Al 2 O 3 (s) + 9 e (s) r H= kj Cotação: 0,8 valores 27.6/ = 1.02 mol Al 69.12/ = 0.30 mol e 3O 4 reagente limitante: e 3O mol e3o4 x (-3350 kj)/3 mol e3o4 = -335 kj 8B. Calcule o valor da temperatura de ebulição normal do bromo. Cotação: 1,2 valores G = ; T = H/ S H = 30.91x103 J/mol S = = 93.2 J/K.mol T = 30.91x103/93.2 = K = 58.5 ºC 9B. O azometano decompõe-se por ação do calor segundo uma reação de 1ª ordem. A constante de velocidade da reação a 600 K é 0,0216 min -1. CH 3 N=NCH 3 (g) a) Quanto fica por reagir ao fim de 0,0500 minutos quando a quantidade inicial é 2,00 g? R: 1,997 g, ou seja praticamente a totalidade b) Que quantidade de N 2 (g) se forma ao fim desse tempo? R: 1,45x10-3 g, ou seja praticamente nada Cotação: a) 0,5 valores b) 0,5 valores N 2 (g) + C 2 H 6 (g) 10B. Considere o seguinte perfil reacional e copie-o para a sua folha de teste, Química II 30 de Junho º exame B 3

4 E P R Coordenada reaccional No desenho indique: a) H de cada passo e classifique-os como exotérmico ou endotérmico b) Ea de cada passo c) H da reação global. A reação é endotérmica ou exotérmica? d) Ea da reacção global e) Qual o passo, ou os passos, determinantes da velocidade da reação? Cotação: a)0,4; b)0,4; c)0,4; d)0,4; e)0,5 valores Resposta E E a4 E a total E a3 H 3 >0 H 4 <0 E a1 P R H>0 R H 1 <0 E a2 H 2 >0 Coordenada reaccional e) passos 2 e 3 Química II 30 de Junho º exame B 4

5 Dados R = 8,314 J/K.mol Dados termodinâmicos a 298 K f Hº (kj/mol): Br 2 (l) = 30,91 Sº (J/K.mol): Br r2 (l) = 152,2; Br 2 (g) = 245,4 2ª Parte REDOX Considere uma célula electroquímica constituída por uma placa de Zn imersa numa solução de Zn(NO 3 ) 2 de concentração desconhecida e uma placa de Pt imersa numa solução ácida com concentração de H + 1,0 M onde borbulha H 2 à pressão de 1,00 atm. A 25 ºC a força electromotriz da célula é 0,851. a)represente a célula utilizando a notação apropriada. b) Calcule o quociente reacional para a célula em causa. c)calcule a concentração de Zn 2+ na primeira semi-célula. Dados: Eº (Zn 2+ / Zn) = 0,763. a) Pt/H 2 (P = 1bar) H + (aq,1.0m) Zn 2+ (aq, xm), Zn (s) b) 2H + (aq) + Zn (aq) Zn 2+ (aq) + H 2 (g) Ecell = [Eº (H + /H 2 ) - Eº (Zn 2+ /Zn)] 0, 059 /2 log Q Q = 1,04x10-3 c) Q = [Zn 2+ ] (P H2 )/ (H + ] 2 [Zn 2+ ] = 1,04x10-3 M Química II 30 de Junho º exame B 5