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UERJ Vestibular de 2007 - Exame Discursivo - Química

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QU MICA QUEST O 01 O chumbo participa da composi o de diversas ligas met licas. No bronze arquitet nico, por exemplo, o teor de chumbo corresponde a 4,14% em massa da liga. Seu is topo radioativo 210Pb decai pela emiss o sucessiva de part culas alfa e beta, transformando-se no is topo est vel 206Pb. Calcule o n mero de tomos de chumbo presentes em 100g da liga met lica citada. Em seguida, determine o n mero de part culas alfa e beta emitidas pelo is topo radioativo 210 Pb em seu decaimento. QUEST O 02 O comportamento qu mico e f sico dos elementos tem rela o direta com suas propriedades peri dicas. Observe, no gr fico 1, parte das energias de ioniza o de um elemento representativo do terceiro per odo da tabela de classifica o peri dica. Gr fico 1 (Adaptado de RUSSEL, John Blair. Qu mica geral. S o Paulo: Makron Books, 1994.) Observe, agora, no gr fico 2, as afinidades eletr nicas de 48 elementos da tabela de classifica o peri dica. Considere que o elemento de menor n mero at mico representado pertence ao segundo per odo da tabela. Gr fico 2 (Adaptado de www.webelements.com) Nomeie o elemento que corresponde ao gr fico 1, justificando sua resposta. Em seguida, identifique o grupo da tabela de classifica o peri dica ao qual pertencem os elementos do gr fico 2 que apresentam as quatro maiores afinidades eletr nicas. 44 Vestibular Estadual 2007 QU MICA UTILIZE AS INFORMA ES A SEGUIR PARA RESPONDER S QUEST ES DE N MEROS 03 E 04. Os acidulantes s o subst ncias que conferem ou acentuam o sabor agridoce, al m de agirem como conservantes. Sua presen a nos alimentos industrializados indicada nos r tulos com a letra H. Observe os exemplos relacionados abaixo: H.I cido ad pico H.II cido tart rico H.IV cido fum rico O acidulante H.I corresponde ao hexanodi ico, o acidulante H.II ao 2,3-diidroxi butanodi ico e o acidulante H.IV ao is mero geom trico trans do butenodi ico. QUEST O 03 Escreva a f rmula molecular do acidulante H.IV e determine o n mero de estereois meros oticamente ativos do acidulante H.II. QUEST O Certo pol mero de larga aplica o comercial utiliza como mat ria-prima o acidulante H.I. Sua obten o consiste na rea o do H.I, em condi es adequadas, com a subst ncia 1,6-diamino hexano. 04 QUEST O 05 Indique a fun o qu mica presente nesse pol mero e classifique o tipo de rea o de polimeriza o ocorrida. Um laborat rio recebe tr s amostras para an lise. A tabela abaixo descreve algumas de suas principais caracter sticas. Tr s elementos qu micos fazem parte da constitui o das amostras; no entanto, cada uma composta por apenas dois deles. Os tomos desses tr s elementos, no estado fundamental, possuem 2, 3 e 7 el trons de val ncia situados na terceira camada eletr nica. Explique a alta condutividade el trica da amostra I, a partir de sua composi o qu mica, e indique as f rmulas das subst ncias presentes nas amostras II e III. Exame Discursivo 45 QU MICA QUEST O 06 Considere dois frascos, A e B, contendo solu es distintas, descritas na seguinte tabela: Os frascos s o cobertos com uma tampa de vidro que impede a troca de mat ria com o meio externo, como ilustrado a seguir. Ap s o fechamento do sistema ocorrem altera es dos volumes contidos nos frascos devido a diferen as de press o de vapor das solu es. Admita que o soluto est completamente dissociado, n o vol til, e que as condi es de press o e temperatura s o respectivamente iguais a 1 atm e 25 C. Usando os dados fornecidos na tabela de composi o das solu es, calcule o pH da solu o contida no frasco B. Indique, tamb m, as altera es de volume ocorridas em cada frasco, algum tempo ap s o fechamento do sistema. QUEST O 07 Em uma c lula eletrol tica, com eletrodos inertes, uma corrente de 1,00 A passa por uma solu o aquosa de cloreto de ferro, produzindo Fe(s) e Cl2(g). Admita que 2,80g de ferro s o depositados no catodo, quando a c lula funciona por 160min 50s. Determine a f rmula do cloreto de ferro utilizado na prepara o da solu o originalmente eletrolisada e escreva a equa o eletroqu mica que representa a descarga ocorrida no anodo. QUEST O 08 Um laboratorista recebeu instru es para a elabora o de s nteses a partir do propeno. Essas instru es continham quatro lacunas A, B, C e D , como pode ser observado no esquema abaixo. Considere, apenas, o principal produto org nico formado em cada etapa. Apresente as f rmulas estruturais planas dos compostos org nicos que correspondem, respectivamente, s lacunas A, B, C e D. 46 Vestibular Estadual 2007 QU MICA QUEST O 09 As rea es de oxirredu o I, II, III, descritas abaixo, comp em o processo de produ o do g s metano a partir do carv o, que tem como subproduto o di xido de carbono. Nessas rea es, o carv o est representado por C(s) em sua forma alotr pica mais est vel. I C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) II CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) III C(s) + 2H2(g) CH4(g) Entre as vantagens da utiliza o do metano como combust vel est o a maior facilidade de distribui o, a queima com aus ncia de res duos e o alto rendimento t rmico. O alto rendimento t rmico pode ser observado na seguinte equa o termoqu mica: CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(g) H = - 802 kJ Considere as entalpias de forma o das subst ncias a seguir: Identifique os agentes redutores nas equa es II e III e escreva a equa o termoqu mica que representa a produ o do metano a partir do carv o. QUEST O 10 Em um experimento realizado em um reator fechado e na presen a de um catalisador, sob condi es controladas de temperatura e press o, verificou-se a velocidade da seguinte rea o: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Um cron metro foi disparado no momento em que os reagentes foram postos em contato. Decorrido um determinado tempo T, foi atingido o estado de equil brio. A velocidade m dia da rea o no per odo de tempo T foi igual a 0,10 mol L-1 min -1. No estado de equil brio, as concentra es dos reagentes nitrog nio e hidrog nio eram, respectivamente, 1,0 10-2 mol L-1 e 1,0 10-1 mol L-1. Admita que a rea o se comporte segundo a lei da a o das massas e que sua constante de equil brio seja igual a 6,4 102 mol-2 L2. Determine o tempo decorrido, em minutos, entre o in cio da rea o e o momento em que o estado de equil brio atingido. Em seguida, explique a conseq ncia da retirada do catalisador sobre o valor da constante de equil brio. Exame Discursivo 47 CLASSIFICA O PERI DICA DOS ELEMENTOS (Adaptado da Sociedade Brasileira de Qu mica 1999) Ordem crescente de energia dos subn veis: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d Constante universal dos gases ideais: R = 0,082 atm L mol 1 K 1 Volume molar dos gases ideais, nas CNTP = 22,4 L mol 1 N mero de Avogadro = 6,0 1023 part culas mol 1 Constante de Faraday = 96500 C mol 1 48 Vestibular Estadual 2007 10/12/2006 Qu mica PADR O DE RESPOSTAS (VALOR DE CADA QUEST O = 2 PONTOS) Quest o Resposta 4,14% de 100g 4,14g de Pb 207g ----- 1 mol 4,14g ----- x x = 4,14/207= 0,02 2,0 10 2 mol n mero de tomos 1 2,0 10 2 6,0 1023 = 12,0 1021 = 1,2 1022 tomos Decaimento: 210 206 Pb Pb 82 82 210 82 Pb 210 4 82 2 X Part culas alfa 2 206 80 2 Pb 206 82 Pb 1 Part culas beta 206 80 X 2 Enxofre. 2 O elemento deve possuir 6 el trons em sua camada de val ncia, j que h uma descontinuidade entre a 6 e a 7 energia de ioniza o, indicando uma mudan a de camada. Grupo 17 (VII A). C4H4O4 3 Estereois meros 2 Amida. 4 Condensa o. Como a amostra I constitu da por dois metais, os el trons s o livres para movimentar-se, advindo da a alta condutividade no estado s lido. 5 amostra II A C 3 amostra III MgC 2 6 pOH log[OH ] pOH log(2 5,00 pOH 1 pH 14 1 = 13 10 2) O volume diminui no frasco A e aumenta no frasco B. 10/12/2006 Qu mica 1,00 A 9650s 96500 C/mol n. de mols de el trons 2,80 g 56,0 g n. de mols de Fe 7 0,10 mols de el trons 0,05 mols de Fe n. de mols de el trons 0,10 = = 2,00 mols de el trons por mol de Fe n. de mols de Fe 0,05 Cloreto de ferro: FeCl2 anodo: 2 Cl(aq) Cl2(g) 2e CH3 CH CH3 OH CH3 CH3 C CH3 O 8 A CH CH3 Cl OH B Equa o H CO(g) O II: CH3 CH3 C CH3 C D O Cl OH Equa o III: H2(g) Aplicando a Lei de Hess: 2C(s) 2H2O(g) CH4(g) CO2(g) H 132 41 Hf ( CH4 ) H 91 Hf ( CH4 ) 9 2O2(g) CO2(g) CH4(g) Hf(CO2 ) 393 2 Hf(H2O) 2( Kc = 1 C H4(g) 802kJ 802 802 91 75 16 CO2(g)) H = 16 kJ [ H2 ]3 [ N2 ] vm dia t mol H [ NH ]2 3 [NH3] 10 75 kJ 2H2O(g) 2C(s) Hf(CH ) 4 Hf(CH ) 4 242) Hf(CH ) 4 2H2O(g) 64 10 4 8,0 10 2 mol L 8,0 10 2 2,0 10 1 1 [ NH ] 3 2 t [ NH ] 3 2 vm dia 8,0 10 2 2 0,10 4,0 10 1 0,4min N o h altera o do valor num rico da constante de equil brio, j que o efeito do catalisador seria apenas sobre a velocidade do processo, n o afetando o equil brio.

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