LISTA DE EXERCÍCIOS DE QUÍMICA GERAL

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS DE QUÍMICA GERAL Prof. Mauricio Xavier Coutrim 1. O Newton (N) é a unidade do SI, derivada para força. Força é massa vezes aceleração e aceleração tem dimensão de distância dividida pelo tempo ao quadrado. Quais as unidades para o Newton em termos das unidades básicas do SI? 2. Preencher os espaços abaixo com os valores correspondentes: ,4Kg = g; 5,7ns = s; 4,0Mmol = mol; 6,4mg = g; 7,2cm = m; 7,3nmol = mol. 3. Quantos algarismos significativos há nos seguintes resultados obtidos: 3.1. a) 1,0370g b) 0,000417m c) 0,00309cm d) 100,1 o C e) 9,0010g 4. Expressar os seguintes resultados em notação científica: 4.1. a) 0,00040 o C b) m/s c) 0,002146g d) 0, g e) 0, m 5. Uma rua mede 3000m de comprimento. Usando notação científica, expresse a medida 5.1. em metros com 2 algarismos significativos 5.2. em metros com 3 algarismos significativos 5.3. em centímetros com 2 algarismos significativos 6. Ciclopropano (C 5 H 10 ), um eficiente anestésico, contem os elementos carbono (C) e hidrogênio (H) combinados numa razão de 1,00g de H para 6,00g de C, se numa amostra de C 5 H 10 contivesse 24,0g de H, quantos gramas de carbono ela conteria? 7. Duas amostras de Freon (um refrigerante utilizado em refrigeradores e ar condicionados ) foram analisados. Em uma amostra, encontrou-se que, 1,00g de carbono combina-se com 6,33g de flúor e 11,67g de cloro. Na Segunda amostra encontrou-se que, 2,00g de carbono combina-se com 12,66g de flúor e 23,34g de cloro. Qual as razões das massas de carbono para flúor, carbono para cloro e flúor para cloro. Os resultados obtidos com as duas amostras seguem a lei das proporções definidas? Por quê? 8. Numa amostra do composto MnO, 4,00g de oxigênio (O) combina-se com 13,7g de manganês (Mn). Quantos gramas de oxigênio se combinará com 6,85g de manganês no composto MnO 2? 9. O metal alumínio (Al) é resistente à corrosão porque o metal da superfície combina com o oxigênio (O) do ar para formar um filme delgado e resistente de óxido de alumínio (Al 2 O 3 ), que protege o metal. Neste composto: a) Qual a razão atômica de Al para O? b) Qual a razão molar de Al para O? c) Se 2 mols de Al reagirem para formar este composto, quantos mols de átomos de oxigênio reagirá?

2 d) Se 0,2 mols de Al reagirem para formar este composto, quantos mols de átomos de oxigênio reagirá? 10. Se uma amostra de etileno, C 2 H 4, contém 3, átomos de carbono, quantos átomos de hidrogênio conterá? Sabendo que 1 mol de carbono tem uma massa igual a 12,00g e 1 mol de hidrogênio 1,0g, calcule quantas gramas de carbono e hidrogênio tem a amostra. 11. Quantos átomos de carbono estão em 4, g de propano, C 3 H 8? 12. O raio do átomo de carbono é igual a 77 pm ( m). Se átomos de carbono forem colocados em seqüência numa linha reta de 30,0 cm, qual seria a massa total de carbono? Dado C = 12,0 UMA. 13. Coloque em ordem crescente de comprimentos de onda: luz visível, microondas, luz ultravioleta, raios X, luz infravermelha, ondas de TV e raios. 14. Quantas camadas completas de elétrons há no elemento lutécio (Z=71)? 15. Calcule a frequência da luz (em hertz) cujo comprimento de onda é de 200,00nm. 16. A rádio UFOP transmite seu sinal à uma frequência de 106,3 MHz. Qual o comprimento da onda deste sinal expressado em metros? 17. As lâmpadas de vapor de mercúrio, usadas nas ruas, produz luz correspondente ao espectro atômico do mercúrio. Uma das linhas no espectro visível é verde e tem comprimento de onda de 564nm. Qual a frequência desta linha em hertz? 18. Sabendo-se que a frequência da luz que dá às lâmpadas de vapor de sódio sua coloração amarela característica é igual a 5, Hz, determine seu comprimento de onda. 19. O que é um fóton? 20. Calcule a energia, em joules, de um fóton tendo uma frequência de 3, Hz. Qual o comprimento de onda, em metros, de um fóton com energia de 2, J? 21. Calcule a energia contida em um fóton de luz amarela emitida pelo sódio cujo comprimento de onda é igual a 589nm. Qual é a energia de um mol desse fóton, em quilojoules? 22. Calcule a energia, em joules, de um mol de fótons com: Uma frequência de 2, Hz; Um comprimento de onda de 546nm. 23. Use a equação de Rydberg para calcular o comprimento de onda (em nanometros) da linha espectral do hidrogênio que resultaria quando um elétron se deslocasse da 4 a órbita de Bohr para a 3 a? 24. Calcule o número de mols contido em: a) 16,0g de Na; b) 127,08g de Cu; c) 1,54g de P; d) 16,75 de Al; e) 20,0 g de Ca. 25. Calcule o comprimento de onda da luz emitida quando um elétron muda de n=4 para n=1 no átomo de hidrogênio no modelo atômico de Bohr. Em que região do espectro eletromagnético se encontra essa onda?

3 26. Quando um elétron com massa igual a 9, Kg se movimenta com uma velocidade de 3, m/s, qual o seu comprimento de onda no modelo de De Broglie? 27. Se um elétron com massa igual a 9, Kg tem uma energia igual a 1, J (11,4eV=11,4 elétron volt) qual o seu comprimento de onda e em que região do espectro eletromagnético se encontra? 28. Que números quânticos estão associados com: energia do elétron no átomo de hidrogênio; forma do orbital; orientação do orbital. 29. Com relação aos números quânticos, responda as seguintes questões: Quando n=3, quais os possíveis valores de l? Quando l=3, quais os possíveis valores de m l? Para um subnível 4s, quais os possíveis valores de n, l e m l? Para um subnível 5f, quais os possíveis valores de m l? 30. Explique por quê as seguintes séries de números quânticos abaixo não são possíveis para um elétron em um átomo: a) n=2, l=2 e m l =0; b) n=3, l=0 e m l =-2; c) n=6, l=0 e m l =1; 31. Qual o número máximo de orbitais que podem ser identificados pelas seguintes séries de números quânticos abaixo: a) n=4, l=2; b) n=5; c) n=2, l=2; d) n=3, l=1 e m l =-1; 32. Quais dos seguintes orbitais não podem existir de acordo com a teoria quântica e por quê? a) 2s; b) 2d c) 3p d) 3f e) 4f f) 5s 33. Qual o comprimento de onda emitida por um elétron do átomo de hidrogênio ao passar de um nível de energia com n=6 para outro com n=3? E ao passar de n=6 para n=2? E ao passar de n=6 para n=1? Em que região do espectro eletromagnético se situam esses comprimentos de onda? Algum deles é visível? Qual a cor emitida por ele? Qual a energia dos fótons emitidos em todos os casos? 34. Qual o número máximo de elétrons que podem ser identificados pelas seguintes séries de números quânticos abaixo: a) n=2, l=1; b) n=5; c) n=4, l=4; d) n=3, l=1 e m l =-1; e) n=3, l=0 e m l = Um possível estado excitado para o átomo de hidrogênio tem um elétron num orbital 4p. Quais as possíveis séries de números quânticos (n, l, m l e m s ) para esse elétron? 36. Qual o átomo ou íon dentre os pares abaixo que possuem maior raio? a) Cl ou Cl ; b) Al ou N; c) Br ou As 37. Coloque os seguintes átomos em ordem crescente de tamanho: Al, B, C, K e Na.

4 38. Quais os seguintes grupos de elementos estão corretamente arranjados em ordem crescente de energia de ionização? a) C < Si < Li < Ne; b) Ne < Si < C < Li; c) Li < Si < C < Ne; d) Ne < C < Si < Li. 39. Dentre os elementos Li, K, C e N: Qual tem o maior raio atômico? Qual tem o maior valor negativo de eletroafinidade? Coloque-os em ordem crescente de energia de ionização. 40. Responda as seguintes questões sobre os elementos com essas configurações eletrônicas: A =...3p 6 4s 2 B =...3p 6 3d 10 4s 2 4p O elemento A é um metal, um alcalóide (semi-metal) ou não-metal? O elemento B é um metal, um alcalóide (semi-metal) ou não-metal? Quais dos dois elementos é o menor? Qual dos dois elementos tem a maior energia de ionização? 41. Quantos prótons, nêutrons e elétrons estão presentes em: a) um átomo de oxigênio 16 e; b) um átomo de urânio-236? 42. A massa de um átomo de berílio é 1, Kg. Quantos átomos de berílio estão presentes em 0,210g de um filme de berílio usado como janela de um tubo de raio X? 43. Dê o número de prótons, nêutrons e elétrons de um átomo de: a) trítio, 3 H; b) 60 Co; c) oxigênio 16; d) 204 Pb; e) carbono Identifique o isótopo que tem átomos com: a) 78 nêutrons, 52 prótons e 52 elétrons; b) 108 nêutrons, 73 prótons e 73 elétrons; c) 32 nêutrons, 28 prótons e 28 elétrons. 45. a) Que características têm em comum os átomos de carbono-12, carbono-13 e carbono-14? b) Em que eles são diferentes? 46. a) Determine o número total de prótons, nêutrons e elétrons em uma molécula de água (H 2 O). b) Quais são as massas totais de prótons, nêutrons e elétrons em um molécula de água. c) Que fração de sua massa é devido aos nêutrons do seu corpo, admitindo que ele consiste basicamente de água? 47. Com relação ao número de partículas subatômicas, a) o que há em comum entre os átomos de manganês-55, ferro-56 e níquel-58? b) em que eles são diferentes? 48. Dê os nomes dos elementos a) Li; b) Ga; c) Xe; d) K. Verifique seus números de grupos na tabela periódica. Identifique cada um como metal, não-metal ou metalóide. 49. Liste os nomes, os símbolos e os números atômicos dos metais alcalinos. Caracterize suas reações com a água e descreva sua tendência para os pontos de fusão. 50. Destaque três propriedades físicas que são típicas dos a) metais; b) não-metais. 51. Os três números quânticos de um elétron em um átomo de hidrogênio em um determinado estado são n=4, l=2 e m l =-1. Em que tipo de orbital esse elétron está localizado?

5 52. Prediga a configuração do átomo de sódio no estado fundamental. 53. Explique o grande decréscimo na afinidade eletrônica entre o lítio e o berílio. 54. Nos conjuntos de quatro números quânticos (n, l, m l, m s ) abaixo, identifique quais os que não podem existir e explique o porquê: a) {4, 2, -1, +½}; b) {5, 0, -1, +½}; c) 4, 4, -1, +½}. 55. Para cada um dos seguintes átomos no estado fundamental, preveja o tipo de orbital do qual um elétron poderia ser removido para torná-lo um íon +1: a) Ge; b) Mn; c) Ba; d) Au. 56. Qual elemento tem maior afinidade eletrônica: a) oxigênio; b) nitrogênio; c) fluor; d) cloro. 57. Quais elementos em cada um dos seguintes conjuntos têm a energia de ionização mais alta? a) fósforo, arsênio, antimônio; b) cádmio, ródio, molibdênio; c) potássio, cálcio, gálio. 58. Coloque os seguintes íons em ordem crescente de raio iônico: Te 2-, O 2-, Se 2-, S O que é carga nuclear efetiva? 60. Quantos elétrons desemparelhados são previstos para a configuração do estado fundamental de cada um dos seguintes átomos: a) Te; b) Ge; c) Ru; d) W. 61. Preveja o número de elétrons de valência presentes em cada um dos seguintes átomos: a) P; b) Al; c) Te; d) Fe. 62. Dê o estado de oxidação mais comuns para os seguintes elementos: a) metais alcalinos; b) oxigênio como encontrado em compostos; c) halogêneos. 63. Qual é o número de oxidação positivo máximo esperado para aos seguintes elementos: a) ósmio; b) tungstênio; c) boro; d) cloro. 64. Qual é o número de oxidação negativo máximo esperado para os seguintes elementos: a) selênio; b) carbono; c) antimônio; d) iodo. 65. Com relação aos números quânticos, responda: Quantos valores do número quântico l são possíveis quando n = 6? Quantos valores de m l são permitidos para um elétron em uma subcamada 4d? Quantos valores de m l são permitidos para um elétrons em uma subcamada 3p? Quantas subcamadas existem em uma camada com n = 4? 66. Organize os elementos dos seguintes conjuntos em ordem decrescente de raio atômico: a) lítio, carbono, flúor; b) escândio, vanádio, ferro; c) ferro, rutênio, ósmio; d) iodo, bromo, cloro. A RESOLUÇÃO DAS LISTAS DE EXERCÍCIOS TEM SE MOSTRADO UMA EFICIENTE MANEIRA DE ENTENDER A MATÉRIA DADA E DE LOCALIZAR DÚVIDAS.

6 RESOLUÇÃO DA 1 a LISTA DE EXERCÍCIOS DE QUÍMICA GERAL Prof. Mauricio Xavier Coutrim 1) N = Kg.m.s -2 2) 3,4Kg = 3, g; 5,7ns = 5, s; 4,0Mmol = 4, mol; 6,4mg = 6, g; 7,2cm = 7, m; 7,3nmol = 7, mol. 3) a) 5; b) 3; c) 3; d) 4; e) 5 4) a) 4, o C; b) 3, m/s; c) 2, g; d) 3, g; e) 9, m 5).1) 3, m;.2) 3, m;.3) 3, cm 6) 144 g 7) C/F = 1/6,33 = 0,158; C/Cl = 1/11,67 = 0,08569; F/Cl = 6,33/11,67 = 0,542 Os resultados obtidos seguem a lei das proporções definidas pois quando a massa de carbono foi duplicada as massas dos outros constituintes também duplicaram. 8) MnO Mn/O = 13,7g/4,00g = 3,43; MnO2 MnO/O = 3,43/2 = 1,72 = 6,85g/Xg X = 3,98g 9) a) 2/3; b) 2/3; c) 3 mols; d) 0,3 mols 10) C = 6, g; H = 1, g 11) 1, átomos 12) 3, pg 13) raios < raios X < luz UV < luz VIS < luz IV < microondas < ondas de TV 14) 4 15) 1, Hz 16) 2,82 m 17) 5, Hz 18) 589 nm (amarelo) 20) 1, J 21) 2, KJ/mol 22).1) 1, J ( 1eV);.2) 3, J 23) 1875 nm (IV) 24) a) 0,696 mol; b) 1,9998 mol; c) 0,0497 mol; d) 0,6208 mol; e) 0,499 mol 25) 97 nm 26) 0,24 nm 27) 3, nm (raios ) 28).1) n;.2) l;.3) m l 29).1) 0, 1 e 2;.2) -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3;.3) n = 4, l = 0 e m l = 0;.4) n = 5, l = 3, m l = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 30) a) Os valores de l e de n não podem ser iguais para um mesmo elétron; b) e c) O valor de m l não pode exceder o valor de l 31) a) 5; b) 2; c) 0; d) 1 32) b) para subnível d, l = 2, mas para n = 2 implica l = 0 ou 1; d) para subnível f, l = 3, mas para n = 3 implica l = 0, 1 ou 2 33) n = 6 n = 3: = 1093,5 nm (IV) e E = 1, J/átomo; n = 6 n = 2: = 410 nm (violeta) e E = 4, J/átomo; n = 6 n = 1: = 93,7 nm (UV) e E = 21, J/átomo 34) a = 6, b) = 50, c = 0, d = 1, e = 0 35) Série n l m l m s ½ ½ ½ ½ ½ ½ 36) a) Cl-, b) Al, c) As 37) C < B < Al < Na < K 38) item c 39).1) K,.2) N,.3) K < Li < C < N 40).1) metal,.2) não metal,.3) B,.4) B 41) a) 8 p, 8 n e 8 é, b) 92 p, 144 n e 92 é 42) 1, átomos 43) a) 1 p, 2 n e 1 é, b) 27 p, 33 n e 27 é, c) 8 p, 8 n e 8 é, d) 82 p, 122 n, 82 é, e) 6 p, 7 n e 6 é 44) a) Te, b) Ta, c) Ni 45) a) todos têm mesmo Z, b) Os n os de massa

7 46) a) 10 p, 8 n e 10 é, b) m e = 9, g x 10 = 9, g, m p + m n = 1, g x 18 = 3, g c) 0,44 47) Todos têm o mesmo número de nêutrons (n = 30) 48) a) Lítio, G1, metal, b) Gálio, G13, metal, c) Xenônio, G18, não-metal, d) Potássio, G1, metal 49) Li, 3; Na, 11; K, 19; Rb, 37; Cs, 55; Fr, 87. Todos os metais alcalinos reagem com água para produzirem hidrogênio. O Lítio reage mais suavemente e a reação vai se tornando mais vigorosa com o aumento de Z. O ponto de fusão diminui com o aumento de Z. 50) a) Os metais são maleáveis, conduzem eletricidade e têm brilho, b) Os não-metais não são maleáveis ou dúcteis, nem conduzem eletricidade 51) 4d 52) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 53) No lítio, o elétron adicional entra no orbital 2s, mas em um orbital 2p no berílio, e um elétron 2s está mais firmemente ligado ao núcleo do que um elétron 2p 54) b) porque para l = 0 m l não pode ter outro valor diferente de zero, c) para n = 4, l só pode assumir valores de 0 a 3 55) a) 4p, b) 4s, c) 6s, d) 6s 56) d) cloro 57) a) P, b) Cd, c) Ca 58) O 2- < S 2- < Se 2- < Te 2-59) É a carga nuclear experimentada pelo elétron, que é menor do que a carga nuclear real porque as repulsões elétron-elétron trabalham contra a atração do núcleo 60) a) 2, b) 2, c) 4, d) 4 61) a) 5, b) 3, c) 6, d) 8 62) a) +1, b) 2, c) 1 63) a) +8, b) +6, c) +3, d) +7 64) a) 2, b) 4, c) 3, d) 1 65).1) 6,.2) 5,.3) 3,.4) 4 66) a) Li, C, F, b) Sc, V, Fe, c) Os, Ru, Fe, d) I, Br, Cl