29/03/ TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS PROVA 1 GABARITO - prova tipo A

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1 29/03/ TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS PROVA 1 GABARITO - prova tipo A Texto para as questões 1 a 10: O permanganato de potássio (KMnO 4 ) é um forte agente oxidante. Em laboratório, pode ser empregado para a oxidação de álcoois em ácidos carboxílicos, como a do etanol em ácido acético. Entre outras reações, forma uma grande quantidade de gás oxigênio quando em contato com a água oxigenada (Equação não balanceada): Equação 1 2 KMnO 4(aq) + 3 H 2 O 2(aq) 2 MnO 2(s) + 3 O 2(g) + 2 KOH (aq) + 2 H 2 O (l) Também, participa de uma série de outras reações de oxirredução, como a observada com o ácido sulfônico (Equação não balanceada): Equação 2 KMnO 4(aq) + H + (aq) + HSO 3 - (aq) Mn 2+ (aq) + SO 4 2-(aq) + H 2 O (l) + K + (aq) Com relação aos átomos, moléculas e ao processo descrito no texto acima, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 1: O coeficiente estequiométrico para a molécula de água na equação química 1, após balanceada, é 4. ERRADO; Questão 2: Na estrutura da molécula do etanol encontramos dois átomos de carbono com hibridização sp 2. ERRADO; um carbono com hibridização sp 2 e outro com sp 3. Questão 3: A distribuição eletrônica para o estado fundamental do átomo de enxofre termina em 3s 2 3p 4, enquanto que a do estado fundamental do átomo de potássio termina em 3s 1. ERRADO; para o potássio termina em 4s 1. Questão 4: A estrutura da molécula do ácido acético tem dois átomos de carbono com hibridização sp 2 e a distribuição da sua nuvem eletrônica é polar. ERRADO; um carbono com hibridização sp 2 e outro com sp 3. Questão 5: Considerando a reação 1, ao se reagir 6,0 gramas de permanganato de potássio com excesso de água oxigenada, o volume de gás oxigênio (O 2 ) formado nas CNPT é aproximadamente 1,27 litros (considere 100% de rendimento na reação). CORRETO; 2 KMnO 4(aq)... 3 O 2(g) 316 g... 96g 6 g... 1,82g (0,057mols) PV=nRT 1.V= 0,057. 0, V= 1,27 L Questão 6: Na reação apresentada entre o permanganato e o ácido sulfônico (equação 2 ), o manganês é reduzido de um estado +7 para um estado +2. CORRETO; Questão 7: O cátion manganês pode ser extraído de uma solução aquosa por eletrólise, formando-se manganês metálico (Mn) na superfície do eletrodo. Após 29,50 g de permanganato de potássio reagirem completamente com ácido sulfônico, se todo o manganês iônico (Mn 2+ ) for recuperado na forma de manganês metálico (Mn), tem-se que a massa de metal obtida é aproximadamente igual a 10,2g. CORRETO; KMnO 4(aq) Mn 2+ (aq) 1 mol... 1 mol 158 g g 29,5 g... 10,26g Mn 2+ (aq) Mn (S) 55 g... 55g 10,26g.. 10,26g Questão 8: Uma solução aquosa de ácido clorídrico ao reagir com uma solução aquosa de carbonato de sódio, na proporção de 2:1 em mols, forma gás carbônico, água e cloreto de sódio na proporção de 1:1:2 em mols, respectivamente. CORRETO; Questão 9: Uma das reações que ocorrem durante a queima da pólvora é dada pela equação não balanceada: KNO 3(s) + S (s) + C (s) K 2 S (s) + N 2(g) + CO 2(g). Se 36 gramas de carvão (C (S) ) reagirem com

2 enxofre e KNO 3 em excesso, de acordo com esta equação, serão formados aproximadamente 44,8 litros de gases (N 2 + CO 2 ) nas CNTP (T = 0 o C, P = 1 atm, R = 0,082). ERRADO; 2 KNO 3(s) + S (s) + 3 C (s) K 2 S (s) + N 2(g) + 3 CO 2(g) 3 C (s) 1 N 2(g) + 3 CO 2(g) 3 mol C... 4 mols gases 36 g C (3 mols). 4 mols gases CNTP 1 mol gas ,4 L 4 mols gases ,6 L Questão 10: Considerando a reação 1, ao se reagir 6,0 gramas de permanganato de potássio com 2,5 gramas de água oxigenada, a água oxigenada será o reagente em excesso. CORRETO; 2 KMnO 4(aq) + 3 H 2 O 2(aq) 316 g g 6,0 g ,94 g (2,5g é mais que o necessário: excesso) Texto para as questões 11 a 20: O processo Ostwald é um processo comercial usado para a produção de ácido nítrico (HNO 3 ). Na primeira etapa, a amônia é aquecida para a formação do óxido nítrico (NO), que é oxidado para produzir dióxido de nitrogênio (NO 2 ). Na terceira etapa do processo, o dióxido de nitrogênio reage com a água originando o ácido nítrico (Equações não balanceadas): 4 NH 3(g) + 5 O 2(g) 4 NO (g) + 6 H 2 O (l) 2 NO (g) + O 2(g) 2 NO 2(g) 3 NO 2(g) + H 2 O (l) 2 HNO 3(aq) + NO (g) Com relação aos átomos, moléculas e as condições descritas no texto, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 11: Sabe-se que molécula de NO 2 se apresenta no estado gasoso em condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Sobre as forças de interação entre estas moléculas, temos que são do tipo dipolo permanente, já que se trata de um composto polar. CORRETO; Questão 12: Na segunda etapa do processo, o nitrogênio é oxidado de um estado +2 para um estado +4. CORRETO; Questão 13: Considerando a primeira etapa do processo, ao se reagir 10 gramas de amônia (NH 3(g) ) com 15 gramas de gás oxigênio (O 2(g) ), a amônia é o reagente limitante. ERRADO; 4 NH 3(g) + 5 O 2(g) 68 g g 10 g ,5 g (15g é menos que o necessário: limitante) Questão 14: Na estrutura da molécula do solvente acetona (nome oficial propanona ), encontramos dois átomos de carbono com hibridização sp 3 e um átomo de carbono com hibridização sp. ERRADO; dois carbonos com hibridização sp 3 e outro com sp 2. Questão 15: Considerando a terceira etapa do processo de produção de ácido nítrico, ao se reagir todo o óxido nítrico (NO 2(g) ) presente em um balão de 1 litro, mantido a 25 o C e com pressão de 4 atm, serão obtidos aproximadamente 6,9 gramas de ácido nítrico (considerando 100% de rendimento na reação). CORRETO; PV=nRT 4.1= n. 0, n = 0,164 mols (7,54 g de NO 2 ) 3 NO 2(g) 2 HNO 3(aq) 138 g 126g 7,54 g 6,88g

3 Questão 16: Como o nitrato de potássio dissolve espontâneamente em água (nas CNTP), com entalpia igual a +34,9 kj.mol -1, a variação de entropia da reação é negativa quando o sal dissolve. ERRADO; variação da entropia: positiva. Questão 17: Sabe-se que na reação de oxiredução entre ácido nítrico e cobre metálico, forma-se dióxido de nitrogênio, nitrato de cobre (II) e água. Assim, nesta reação, o nitrogênio é reduzido de um estado +5 no ácido nítrico para +4 no dióxido de nitrogênio. CORRETO; Equação não balanceada HNO 3(aq) + Cu (s) Cu(NO 3 ) 2(aq) + NO 2(g) + H 2 O (l) Questão 18: Uma solução que contém 6,4 gramas de nitrato de amônio dissovidos em cada 100 ml de solução tem uma concentração molar de 0,8 mol.l -1. CORRETO; NH 4 NO 3 = 80 g.mol -1 M = m / MM. V M = 6,4 / 80. 0,1 M = 0,8 mol.l -1 Questão 19: O nitrato de amônio pode ser empregado para precipitação e posterior remoção de íons cálcio (Ca 2+ ) da água dura, já que após sua adição na solução será formado um sal insolúvel de fórmula Ca(NO 3 ) 2. ERRADO; sal solúvel de fórmula Ca(NO 3 ) 2 Questão 20: Para a terceira etapa do processo de produção de ácido nítrico, temos que a variação da entalpia ( H) é -138,3 kj.mol -1. (Dados: entalpia padrão de formação NO 2(g) = +33,2 kj.mol -1 ; NO (g) = +90,3 kj.mol -1 ; H 2O (l) = -285,8 kj.mol -1 ; HNO 3(aq) = -207,4 kj.mol -1 ) CORRETO; 3 NO 2(g) + H 2 O (l) 2 HNO 3(aq) + NO (g) H = [1.NO + 2.HNO 3 ] [3.NO H 2 O] H = [1.(90,3) + 2.(-207,4)] [3.(33,2) + 1.(-285,8)] H =-138,3 kj.mol -1 CARTÃO DE RESPOSTAS

4 29/03/ TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS PROVA 1 GABARITO - prova tipo B Texto para as questões 1 a 20: O processo industrial Solvay, para a produção de carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ) envolve cinco etapas (Equações não balanceadas): 1. Saturação de uma solução aquosa de NaCl com amônia NH 3(g) + H 2 O (l) NH 4 OH (aq) 2. Saturação desta solução com CO 2 NH 4 OH (aq) + CO 2(g) NH 4 HCO 3(aq) 3. Reação do bicarbonato com NaCl NH 4 HCO 3(aq) + NaCl (aq) NH 4 Cl (aq) + NaHCO 3(s) 4. Produção do Na 2 CO 3 por calcinação 2 NaHCO 3(s) Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (g) 5. Recuperação da amônia 2 NH 4 Cl (aq) + Ca(OH) 2(s) 2 NH 3(g) + CaCl 2(aq) + 2 H 2 O (l) Com relação aos átomos, moléculas e ao processo descrito no texto acima, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 1: O coeficiente estequiométrico para a molécula de carbonato de sódio é 1, considerando a equação da etapa 4 balanceada. CORRETO; Questão 2: Sabe-se que o cloreto de amônio dissolve espontâneamente em água (nas CNTP), com entalpia igual a +11,4 kj.mol -1. Assim, a variação de entropia da reação é negativa quando este sal se dissolve. ERRADO; variação da entropia: positiva. Questão 3: A distribuição eletrônica para o estado fundamental do átomo de nitrogênio termina em 2s 2 2p 3, enquanto que a do estado fundamental do átomo de cálcio termina em 3s 2. ERRADO; para o cálcio termina em 4s 2. Questão 4: A geometria da molécula de dióxido de carbono (CO 2 ) é linear e a distribuição da nuvem eletrônica nesta molécula é polar. ERRADO; molécular apolar. Questão 5: A equação geral do processo completo pode ser escrita como: CORRETO; 2 NaCl (aq) + Ca(OH) 2(s) + CO 2(g) Na 2 CO 3(s) + CaCl 2(aq) + H 2 O (l) 2 NH 3(g) + 2 H 2 O (l) 2 NH 4 OH (aq) 2 NH 4 OH (aq) + 2 CO 2(g) 2 NH 4 HCO 3(aq) 2 NH 4 HCO 3(aq) +2 NaCl (aq) 2 NH 4 Cl (aq) + 2 NaHCO 3(s) 2 NaHCO 3(s) Na 2 CO 3(s) + CO 2(g) + H 2 O (g) 2 NH 4 Cl (aq) + Ca(OH) 2(s) 2 NH 3(g) + CaCl 2(aq) + 2 H 2 O (l) 2 NaCl (aq) + Ca(OH) 2(s) + CO 2(g) Na 2 CO 3(s) + CaCl 2(aq) + H 2 O (l) Questão 6: Na reação apresentada para a etapa 2, o nitrogênio é oxidado de um estado -3 para um estado +1. ERRADO; não muda o estado de oxidação.

5 Questão 7: Na etapa 3, se todo os 30,0 g de NH 4 HCO 3 dissolvidos em 100 ml de solução forem convertidos em NaHCO 3, tem-se uma massa precipitada de aproximadamente 32 g deste composto. CORRETO NH 4 HCO 3(aq) NaHCO 3(s) 79 g 84g 30,0 g 31,9g Questão 8: Uma solução aquosa de ácido sulfúrico ao reagir com uma solução aquosa de carbonato de sódio, na proporção de 1:1 em mol, forma gás carbônico, água e um composto solúvel no meio, de fórmula Na 2 SO 4. CORRETO; Questão 9: Na reação entre o ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) e o hidróxido de sódio, onde há a formação de fosfato monobásico de sódio (NaH 2 PO 4 ) e água, o átomo de fósforo não altera seu número de oxidação. CORRETO; Questão 10: Considerando a reação apresentada na etapa 4, como o CO 2 e a água são eliminados do sistema, conclui-se que a calcinação reduz a massa do material em aproximadamente 15% (de NaHCO 3 para Na 2 CO 3 ). ERRADO; 2 NaHCO 3(aq) Na 2 CO 3(s) 168 g 106 g 100 g iniciais 63 g finais (a redução é da ordem de 37%) Questão 11: Sabe-se que a molécula de NH 3 se apresenta no estado gasoso em condições normais de temperatura e pressão (CNTP). As forças de interação entre estas moléculas são do tipo dipolo permanente já que trata de um composto polar. QUESTÃO ANULADA Será atribuído 1.0 para todos os alunos, independente da resposta apresentada (ou se não respondeu). A principal força de intermolecular para a amônia é a ligação de hidrogênio. O enunciado foi mal formulado. Questão 12: Na segunda reação apresentada, o carbono é reduzido de um estado +4 para um estado +2. ERRADO; não muda o estado de oxidação. Questão 13: Considerando a primeira etapa do processo, ao se reagir 10 gramas de amônia (NH 3(g) ) com 15 gramas de água (H 2 O (g) ), a amônia será o reagente limitante. CORRETO; 1 NH 3(g) + 1 H 2 O (l) 17 g g 10 g ,6 g (15g é mais que o necessário: excesso) Questão 14: Considerando as condições descritas para a obtenção do Na 2 CO 3(s), ao se empregar 160 gramas de amônia (NH 3(g) ) no início do processo serão obtidos aproximadamente 500 gramas de Na 2 CO 3(s) ao final do processo (considerando 100% de rendimento em todas as etapas). CORRETO; 160g de NH 3(g) 329,4 g de NH 4OH (aq) 743,5 g de NH 4HCO 3(aq) 790,5 g de NaHCO 3(s) 498,8 g de Na 2CO 3(s) Questão 15: Considerando a reação apresentada na etapa 1, ao se reagir todo o gás amônia (NH 3(g) ) presente em um balão de 1 litro, mantido a 25 o C e com pressão de 4 atm, serão obtidos aproximadamente 5,8 gramas de hidróxido de amônio (considerando 100% de rendimento na reação). CORRETO; PV=nRT 4.1= n. 0, n = 0,164 mols (2,78 g de NH 3 ) NH 3(g) NH 4 OH (aq) 17 g 35g 2,78 g 5,74g

6 Questão 16: Considerando que a reação da primeira etapa é exotérmica, temos que, se a variação da entropia do sistema for negativa ( S<0), a reação será espontânea em qualquer temperatura. ERRADO; a variação da entropia precisaria ser positiva para ser espontânea em qualquer temperatura. Questão 17: Uma das reações que ocorrem durante a queima da pólvora é dada pela equação não balanceada: KNO 3(s) + S (s) + C (s) K 2 S (s) + N 2(g) + CO 2(g). Se 50,5 gramas de enxofre reagirem com KNO 3 e carvão em excesso, de acordo com esta equação, serão formados aproximadamente 22,4 litros de gases (N 2 + CO 2 ) nas CNTP. ERRADO; 2 KNO 3(s) + S (s) + 3 C (s) K 2 S (s) + N 2(g) + 3 CO 2(g) 1 S (s) 1 N 2(g) + 3 CO 2(g) 1 mol S (s)... 4 mols gases 50,5 g S (1,6 mols). 6,4 mols gases CNTP 1 mol gas ,4 L 6,4 mols gases ,4 L Questão 18: Uma solução que contém 7,8 gramas de carbonato de amônio dissovidos em cada 100 ml de solução tem uma concentração molar de exatamente 1,0 mol.l -1. ERRADO; (NH 4 ) 2 CO 3 = 96 g.mol -1 M = m / MM. V M = 7,8 / 96. 0,1 M = 0,8125 mol.l -1 Questão 19: O cloreto de amônio pode ser empregado para precipitação e posterior remoção de íons cálcio (Ca 2+ ) da água dura, já que após sua adição na solução será formado um sal insolúvel de fórmula CaCl 2. ERRADO; sal solúvel de fórmula CaCl 2 Questão 20: Para a última etapa do processo, temos que a variação da entalpia ( H) é igual a +88,2 kj.mol -1. (Dados: entalpia padrão de formação NH 4 Cl (aq) = -314,5 kj.mol -1 ; Ca(OH) 2(s) = ,0 kj.mol -1 ; (H 2O (l)) = -285,8 kj.mol -1 ; CaCl 2(aq) = -877,1 kj.mol -1 ; NH 3(g) = -46,1 kj.mol -1 ) CORRETO 2 NH 4 Cl (aq) + Ca(OH) 2(s) 2 NH 3(g) + CaCl 2(aq) + 2 H 2 O (l) H = [2.NH CaCl H 2 O] [2. NH 4 Cl + 1. Ca(OH) 2 ] H = [2.(-46,1) + 1.(-877,1) + 2.(-285,8)] [2.(-314,5) + 1.(-1.000)] H = + 88,2 kj.mol -1 RESPOSTAS

7 29/03/ TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS PROVA 1 GABARITO - prova tipo C Texto para as questões 1 a 10: A seguinte reação redox entre dicromato de potássio e etanol, em meio ácido, pode ser usada no Bafômetro para determinar o nível de álcool no sangue do motorista: 16 H + (aq) + 2 K 2 Cr 2 O 7(aq) + 3 C 2 H 5 OH (l) 4 Cr 3+ (aq) + 3 C 2 H 4 O 2(aq) + 11 H 2 O (l) + 4 K + (aq) Nesta reação, o etanol é convertido em ácido acético (ácido etanoico). O cromo, inicialmente na forma de íon dicromato (amarelo alaranjado), é transformado em cátion crômio (III), de coloração verde. Quanto maior a concentração de álcool, mais intensa é a coloração esverdeada. A legislação brasileira considera proibida a condução de automóveis por uma pessoa que ingeriu 6,0 ou mais gramas de etanol antes de dirigir. Com relação aos átomos, moléculas e ao processo descrito no texto acima, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 1: O coeficiente estequiométrico para a molécula de água na equação química balanceada é 2. ERRADO; Questão 2: Na estrutura da molécula do etanol encontramos dois átomos de carbono com hibridização sp 2. ERRADO; dois átomos de carbono com sp 3. Questão 3: A distribuição eletrônica para o estado fundamental do átomo de oxigênio termina em 2s 2 2p 4, enquanto que a do estado fundamental do átomo de potássio termina em 4s 1. CORRETO; Questão 4: Se reagirmos 12,0 gramas de dicromato de potássio com 10 ml de etanol puro (d = 0,8 g.ml- 1), em meio ácido em excesso, temos que o etanol será o reagente limitante. ERRADO; 2 K 2 Cr 2 O 7(aq) + 3 C 2 H 5 OH (l) 588 g g 12 g ,8 g (8g de etanol é mais que o necessário: excesso) Questão 5: A estrutura da molécula do ácido acético tem dois átomos de carbono: um com hibridização sp 3 e outro com hibridização sp 2. A distribuição da nuvem eletrônica no composto é polar. CORRETO; Questão 6: Na reação apresentada para o bafômetro, o crômio é reduzido de um estado +5 para um estado +3. ERRADO; de um estado +6 para um estado +3. Questão 7: O cátion crômio pode ser extraído de uma aquosa por eletrólise, obtendo-se o crômio metálico (Cr) na superfície do eletrodo. Após 30,0 g de dicromato de potássio reagirem completamente com o etanol em meio ácido, a massa de crômio que pode recuperada na forma de crômio metálico (Cr) é aproximadamente igual a 22,5 g. ERRADO; 2 K 2 Cr 2 O 7(aq) 4 Cr 3+ (aq) 2 mol... 4 mol 588 g g 30,0 g... 10,6g Cr 3+ (aq) Cr (S) 52 g... 52g 10,6g.. 10,6g Questão 8: Uma solução aquosa de ácido sulfúrico ao reagir com uma solução aquosa de carbonato de sódio, na proporção de 1:1 em mols, forma gás carbônico, água e um composto solúvel no meio, de fórmula Na 2 SO 4. CORRETO; Questão 9: Sabe-se que na reação de oxiredução entre dicromato de potássio e enxofre (S (S) ) em meio aquoso, forma-se óxido de crômio (III), hidróxido de potássio e dióxido de enxofre. Assim, nesta reação, o enxofre é oxidado de um estado 0 para +2. ERRADO; de um estado 0 para um estado +4. Eq. Não balanceada: H 2 O (l) + K 2 Cr 2 O 7(aq) + S (s) Cr 2 O 3(s) + KOH (aq) + SO 2(g)

8 Questão 10: Considerando a reação apresentada para o bafômetro, ao se detectar a presença de 6,0 gramas de ácido acético no corpo do indivíduo, oriundo da transformação de todo o etanol que foi consumido anteriormente, considera-se, pela legislação em vigor, que o indivíduo está proibido de dirigir naquele momento. ERRADO; 3 C 2 H 5 OH (l) 3 C 2 H 4 O 2(aq) 138 g g 4,6 g ,0 g Texto para as questões 11 a 20: O cloreto de amônio é empregado como suplementação alimentar para gado, em xampu para cabelos, em estamparia de têxteis, na colagem e ligação de compensados, como expectorante e outros. Considere as seguintes reações não balanceadas relacionadas a este composto: (1) NH 3(g) + HCl (g) NH 4 Cl (s) H = -176,0 kj (2) N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) H = -92,22 kj (3) N 2(g) + 4 H 2(g) + Cl 2(g) 2 NH 4 Cl (s) H = -628,86 kj Com relação aos átomos, moléculas e as condições descritas no texto, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 11: Sabe-se que a molécula de NH 3 se apresenta no estado gasoso em condições normais de temperatura e pressão (CNTP). As forças de interação entre estas moléculas são do tipo dipolo permanente já que trata de um composto polar. QUESTÃO ANULADA Será atribuído 1.0 para todos os alunos, independente da resposta apresentada (ou se não respondeu). A principal força de intermolecular para a amônia é a ligação de hidrogênio. O enunciado foi mal formulado. Questão 12: Na segunda reação apresentada, o nitrogênio é oxidado de um estado 0 para um estado +3. ERRADO; de 0 para -3.. Questão 13: Considerando a primeira etapa do processo, ao se reagir 10 gramas de amônia (NH 3(g) ) com 15 gramas de ácido clorídrico (HCl (g) ), a amônia será o reagente limitante. ERRADO; NH 3(g) + HCl (g) 17 g ,5 g 10 g ,5 g (15g de HCl é menos do que o necessário: limitante) Questão 14: Considerando-se as três reações apresentadas, temos que a entalpia ( H) para reação da síntese do gás cloreto de hidrogênio H 2(g) + Cl 2(g) 2HCl (g) é maior que zero ( H>0) e, portanto, esta é uma reação endotérmica. ERRADO; 2 NH 4 Cl (s) 2 NH 3(g) + 2 HCl (g) H = +176,0 kj (x2) 2 NH 3(g) N 2(g) + 3 H 2(g) H = + 92,22 kj N 2(g) + 4 H 2(g) + Cl 2(g) 2 NH 4 Cl (s) H = -628,86 kj H 2(g) + Cl 2(g) 2HCl (g) H = -184,44 kj Questão 15: Considerando a segunda reação apresentada, ao se reagir todo o gás nitrogênio (N 2(g) ) presente em um balão de 1 litro, mantido a 25 o C e com pressão de 4 atm, serão obtidos aproximadamente 5,6 gramas de amônia (NH 3(g) ) (considerando 100% de rendimento na reação). CORRETO; PV=nRT 4.1= n. 0, n = 0,164 mols (4,6 g de N 2 ) N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 28 g 34g 4,6 g 5,58g

9 Questão 16: Sabe-se que o cloreto de amônio dissolve espontâneamente em água (nas CNTP), com entalpia igual a +11,4 kj.mol -1. Assim, a variação de entropia da reação é positiva quando este sal se dissolve. CORRETO; variação da entropia: positiva. Questão 17: Uma das reações que ocorrem durante a queima da pólvora é dada pela equação não balanceada: KNO 3(s) + S (s) + C (s) K 2 S (s) + N 2(g) + CO 2(g). Se 62,0 gramas de enxofre reagirem com KNO 3 e carvão em excesso, de acordo com esta equação, serão formados aproximadamente 44,8 litros de gases (N 2 + CO 2 ) nas CNTP. ERRADO; 2 KNO 3(s) + S (s) + 3 C (s) K 2 S (s) + N 2(g) + 3 CO 2(g) 1 S (s) 1 N 2(g) + 3 CO 2(g) 1 mol S (s)... 4 mols gases 62 g S (1,94 mols). 7,75 mols gases CNTP 1 mol gas ,4 L 7,75 mols gas ,6 L Questão 18: Uma solução que contém 3,9 gramas de carbonato de amônio dissovidos em cada 100 ml tem uma concentração molar de aproximadamente 0,4 mol.l -1. CORRETO; (NH 4 ) 2 CO 3 = 96 g.mol -1 M = m / MM. V M = 3,9 / 96. 0,1 M = 0,406 mol.l -1 Questão 19: O cloreto de amônio pode ser empregado para precipitação e posterior remoção de íons cálcio (Ca 2+ ) da água dura, já que após sua adição na solução será formado um sal insolúvel de fórmula CaCl 2. ERRADO; sal solúvel. Questão 20: Considerando o valor de H para a reação apresentada na primeira etapa do processo, temos que a entalpia padrão de formação da amônia ( H o f NH3) é igual a -46,1 kj.mol -1. (Dados: entalpia padrão de formação HCl (g) = -92,31 kj.mol -1 ; NH 4Cl (s) = -314,43 kj.mol -1 ) CORRETO NH 3(g) + HCl (g) NH 4 Cl (s) H = [NH 4 Cl] [NH 3 + HCl] -176,0 = [(-314,3)] [(NH 3 ) + (-92,31)] H NH3 = -46,1 kj.mol -1 RESPOSTAS

10 29/03/ TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS PROVA 1 GABARITO - prova tipo D Texto para as questões 1 a 10: Os dois primeiros estágios da preparação industrial do ácido sulfúrico são a combustão do enxofre e a oxidação do dióxido de enxofre a trióxido de enxofre (Equações não balanceadas). S (s) + O 2(g) SO 2(g) 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) SO 3(g) + H 2 O (l) H 2 SO 4(aq) Na terceira e última etapa do processo, o trióxido de enxofre reage com a água para formar o ácido sulfúrico. O principal uso do ácido sulfúrico é na produção de ácido fosfórico (H 3 PO 4 ) que, por sua vez, é empregado na produção de fertilizantes, como o fosfato de potássio monobásico (KH 2 PO 4 ). Com relação aos átomos, moléculas e ao processo descrito no texto acima, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 1: O coeficiente estequiométrico para a molécula de água na equação química balanceada da terceira e última etapa do processo descrito é 2. ERRADO; Questão 2: A primeira energia de ionização para um átomo de oxigênio é menor que a primeira energia de ionização para um átomo de enxofre. ERRADO; Questão 3: A distribuição eletrônica para o estado fundamental do átomo de enxofre termina em 3s 2 3p 4, enquanto que a do estado fundamental do átomo de manganês (Mn) termina em 4s 2 3d 5. CORRETO; Questão 4: Em balão fechado de 2 litros com 10 gramas do gás trióxido de enxofre, a uma tempertaura de 25 o C, a pressão interna é aproximadamente 1,5 atm. CORRETO; PV=nRT P.2= (10 / 80). 0, P = 1,52 atm Questão 5: A geometria e a distribuição da nuvem eletrônica nas moléculas de SO, SO 2 e SO 3 são, respectivamente: linear/angular/trigonal-planar e polar/apolar/polar. ERRADO; Questão 6: O enxofre, na primeira etapa do processo, é oxidado de um estado -2 para +4. ERRADO; de 0 para +4. Questão 7: Considerando a primeira etapa do processo de produção de ácido sulfúrico, ao se reagir 10 gramas de enxofre (S (s) ) com 13 gramas de gás oxigênio (O 2(g) ), o enxofre será o reagente limitante. CORRETO; S (s) + O 2(g) 32 g g 10 g g (13 de O 2 é mais que o necessário: excesso) Questão 8: Uma solução que contém 23,0 gramas de fosfato de amônio monobásico dissovidos em cada 100 ml de solução tem uma concentração molar de exatamente 2,0 mol.l -1. CORRETO; (NH 4 )H 2 PO 4 = 115 g.mol -1 M = m / MM. V M = 23 / ,1 M = 2,0 mol.l -1

11 Questão 9: Para a segunda etapa do processo, temos que a variação da entalpia ( H) é +197,9 kj.mol -1. (Dados: entalpia padrão de formação SO 2(g) = -296,8 kj.mol -1 ; SO 3(g) = -395,7 kj.mol -1 ; O 2(g) = 0 kj.mol -1 ). ERRADO; 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) H = [2. (-395,7)] [2. (-296,8) + 1. (0)] H = -197,9 kj.mol -1 Questão 10: Considerando as condições descritas para a obtenção do ácido sulfúrico, ao se empregar 65 gramas de enxofre (S (s) ) no início do processo, serão obtidos aproximadamente 200 gramas de ácido sulfúrico ao final do processo (considerando 100% de rendimento em todas as etapas). CORRETO; S (s) + O 2(g) SO 2(g) 2 SO 2(g) + O 2(g) 2 SO 3(g) SO 3(g) + H 2 O (l) H 2 SO 4(aq) 2 S (s) + 3 O 2(g) + 2 H 2 O (l) 2 H 2 SO 4(aq) 2 mols S (s)... 2 mols H 2 SO 4 64 g S. 196g H 2 SO 4 65 g S. 199g H 2 SO 4 Texto para as questões 10 a 20: O permanganato de potássio (KMnO 4 ) é um forte agente oxidante. Em laboratório, pode ser empregado para a oxidação de álcoois em ácidos carboxílicos, como a do etanol em ácido acético. Entre outras reações, forma uma grande quantidade de gás oxigênio quando em contato com a água oxigenada (Equação não balanceada): Equação 1 2 KMnO 4(aq) + 3 H 2 O 2(aq) 2 MnO 2(s) + 3 O 2(g) + 2 KOH (aq) + 2 H 2 O (l) Também, participa de uma série de outras reações de oxirredução, como a observada com o ácido sulfônico (Equação não balanceada): Equação 2 KMnO 4(aq) + H + (aq) + HSO 3 - (aq) Mn 2+ (aq) + SO 4 2-(aq) + H 2 O (l) + K + (aq) Com relação aos átomos, moléculas e ao processo descrito no texto acima, julgue as afirmações a seguir como Certas (C) ou Erradas (E): Questão 11: O coeficiente estequiométrico para a molécula de água na equação química 1, após balanceada, é 2. CORRETO; Questão 12: A estrutura da molécula de ácido acético tem dois átomos de carbono com hibridização sp 2 e a distribuição da sua nuvem eletrônica é polar. ERRADO; um carbono com hibridização sp 2 e outro com sp 3. Questão 13: Considerando a reação apresentada 1, ao se reagir 12,0 gramas de permanganato de potássio com excesso de água oxigenada, o volume de gás oxigênio (O 2 ) formado nas CNPT é aproximadamente 12 litros (considere 100% de rendimento na reação). ERRADO; 2 KMnO 4(aq)... 3 O 2(g) 316 g... 96g 12 g... 3,64g (0,1137mols) PV=nRT 1.V= 0, , V= 2,8 L Questão 14: Na reação apresentada entre o permanganato e o ácido sulfônico (equação 2 ), o manganês é reduzido de um estado +7 para um estado +2. CORRETO; Questão 15: O cátion manganês pode ser extraído de uma solução aquosa por eletrólise, formando-se manganês metálico (Mn) na superfície do eletrodo. Após 147,5 g de permanganato de potássio reagirem completamente com ácido sulfônico, se todo o manganês iônico (Mn 2+ ) for recuperado na forma de manganês metálico (Mn), tem-se que a massa de metal obtida é aproximadamente igual a 81 g. ERRADO;

12 KMnO 4(aq) Mn 2+ (aq) 1 mol... 1 mol 158 g g 147,5 g... 51,34g Mn 2+ (aq) Mn (S) 55 g... 55g 51,34g.. 51,34g Questão 16: O nitrato de amônio não pode ser empregado para precipitação e posterior remoção de íons cálcio (Ca 2+ ) da água dura, já que após sua adição na solução será formado um sal solúvel no meio, de fórmula Ca(NO 3 ) 2. CORRETO Questão 17: Considerando que a reação apresentada na equação 1 é exotérmica, temos que se a variação da entropia da reação for negativa ( S<0) a reação será espontânea em qualquer temperatura. ERRADO. Questão 18: Considerando a reação apresentada 1, ao se reagir 18,0 gramas de permanganato de potássio com 8,0 gramas de água oxigenada, a água oxigenada será o reagente em excesso. CORRETO 2 KMnO 4(aq) + 3 H 2 O 2(aq) 316 g g 18,0 g ,81g (8,0g de H 2 O 2 é mais que o necessário: excesso) Questão 19: Na reação entre o ácido fosfórico e o hidróxido de sódio, onde há a formação de fosfato monobásico de sódio e água, o fósforo é oxidado de -3 para +5. ERRADO. Questão 20: Uma solução que contém 6,4 gramas de nitrato de amônio dissovidos em cada 100 ml de solução tem uma concentração molar de 0,8 mol.l -1. CORRETO (NH 4 )NO 3 = 80 g.mol -1 M = m / MM. V M = 6,8 / 80. 0,1 M = 0,8 mol.l -1 CARTÃO DE RESPOSTAS