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UERJ Vestibular de 2009 - Exame Discursivo - Química

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2 Fase Exame Discursivo 07 / 12 / 2008 Qu mica Caderno de prova Este caderno, com dezesseis p ginas numeradas seq encialmente, cont m dez quest es de Qu mica. A tabela peri dica est na p gina 13. N o abra o caderno antes de receber autoriza o. Instru es 1. Verifique se voc recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se seu nome, seu n mero de inscri o e seu n mero do documento de identidade est o corretos nas sobrecapas dos tr s cadernos. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que t m seu nome e leve-os com voc . 4. Ao receber autoriza o para abrir os cadernos, verifique se a impress o, a pagina o e a numera o das quest es est o corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das solu es, quando necess rio, dever o ser apresentados nos espa os apropriados, com caneta azul ou preta. N o ser o consideradas as quest es respondidas fora desses locais. Informa es gerais O tempo dispon vel para fazer as provas de cinco horas. Nada mais poder ser registrado ap s o t rmino desse prazo. Ao terminar, entregue os tr s cadernos ao fiscal. Ser eliminado do Vestibular Estadual 2009 o candidato que, durante as provas, utilizar m quinas de calcular, rel gios digitais, aparelhos de reprodu o de som ou imagem com ou sem fones de ouvido, telefones celulares ou fontes de consulta de qualquer esp cie. Ser tamb m eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. Boa prova! 2 Qu mica 01 Quest o O cido n trico um composto muito empregado em ind strias qu micas, principalmente para a produ o de corantes, fertilizantes, explosivos e nylon. Um processo industrial de obten o do cido n trico consiste na seguinte rea o: NaNO3 (s) + H2SO4 (aq) HNO3 (aq) + NaHSO4 (aq) Escreva os nomes dos reagentes empregados nesse processo e apresente a f rmula estrutural plana do cido n trico. desenvolvimento e resposta: Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 3 Qu mica 02 Quest o Para suturar cortes cir rgicos s o empregados fios constitu dos por um pol mero biodegrad vel denominado poliacrilamida. O mon mero desse pol mero pode ser obtido atrav s da rea o do cido propen ico, tamb m denominado cido acr lico, com a am nia, por meio de um processo de aquecimento. Escreva as equa es qu micas completas correspondentes obten o do mon mero e do pol mero. desenvolvimento e resposta: 4 Qu mica 03 Quest o Em 1860, Louis Pasteur, ao estudar o crescimento do fungo Penicillium glaucum, constatou que esse microrganismo era capaz de metabolizar seletivamente uma mistura dos is meros pticos do tartarato de am nio, consumindo o is mero dextrogiro e deixando intacto o is mero levogiro. O tartarato o nion divalente do cido 2,3-diidroxi-butanodi ico, ou cido tart rico. Um qu mico, ao reproduzir o experimento de Pasteur, utilizou, inicialmente, 150 g de uma mistura rac mica de tartarato de am nio. O gr fico a seguir apresenta a varia o da massa dessa mistura em fun o do tempo de dura o do experimento. Calcule a massa de d-tartarato remanescente ap s dez horas do in cio do experimento. Em seguida, apresente, em linha de liga o ou bast o, a f rmula estrutural do tartarato de am nio. desenvolvimento e resposta: Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 5 Qu mica 04 Quest o A milerita um min rio cujo principal componente o sulfeto de n quel II. Em uma das etapas do processamento desse min rio, ocorre a forma o do g s di xido de enxofre, como apresentado na equa o qu mica a seguir: 2 NiS(s) + 3 O2 (g) 2 NiO(s) + 2 SO2 (g) Esse g s, com alto impacto poluidor, pode ser eliminado mediante a seguinte rea o com o hidr xido de s dio: SO2 (g) + 2 NaOH (aq) Na2SO3 (aq) + H2O( ) Uma empresa mineradora, ao processar 385 kg de milerita, bombeou todo o di xido de enxofre formado para um tanque contendo uma solu o de hidr xido de s dio com concentra o de 0,01 mol.L 1, a 25 C. Nesse tanque, onde o di xido de enxofre foi totalmente consumido, foram produzidos 504 kg de sulfito de s dio. Calcule a porcentagem da massa do sulfeto de n quel II no min rio processado e o pH da solu o de hidr xido de s dio utilizada. desenvolvimento e resposta: 6 Qu mica 05 Quest o No metabolismo das prote nas dos mam feros, a ur ia, representada pela f rmula (NH2)2CO, o principal produto nitrogenado excretado pela urina. O teor de ur ia na urina pode ser determinado por um m todo baseado na hidr lise da ur ia, que forma am nia e di xido de carbono. Na tabela abaixo s o apresentadas as energias das liga es envolvidas nessa rea o de hidr lise. liga o energia de liga o (kJ.mol 1) N H 390 N C 305 C=O 800 O H 460 A partir da f rmula estrutural da ur ia, determine o n mero de oxida o do seu tomo de carbono e a varia o de entalpia correspondente a sua hidr lise, em kJ.mol 1. desenvolvimento e resposta: Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 7 Qu mica 06 Quest o Atualmente, o leo diesel utilizado em ve culos automotores pode apresentar duas concentra es de enxofre, como mostra a tabela abaixo: rea geogr fica concentra o de enxofre (mg.L 1) c digo urbana 500 S-500 rural 2000 S-2000 A partir de janeiro de 2009, ter in cio a comercializa o do leo diesel S-50, com concentra o de enxofre de 50 mg.L 1, mais indicado para reduzir a polui o atmosf rica causada pelo uso desse combust vel. Um ve culo foi abastecido com uma mistura contendo 20 L de leo diesel S-500 e 55 L de leo diesel S-2000. Admitindo a aditividade de volumes, calcule a concentra o de enxofre, em mol.L 1, dessa mistura. Em seguida, determine o volume de leo diesel S-50 que apresentar a mesma massa de enxofre contida em 1 L de leo diesel S-2000. desenvolvimento e resposta: 8 Qu mica 07 Quest o Em rela o a um hidrocarboneto X, de f rmula molecular C9H8 , considere as seguintes informa es: - apresenta resson ncia; - para-dissubstitu do; - a hidrogena o catal tica em um dos seus grupos substituintes consome 44,8 L de hidrog nio molecular nas CNTP, produzindo um hidrocarboneto Y; - a hidrata o catal tica, no mesmo grupo substituinte, forma, em maior quantidade, um composto est vel de f rmula C9H10O. Utilizando f rmulas estruturais planas, apresente a equa o qu mica correspondente hidrata o descrita e escreva o nome oficial de um is mero de posi o do hidrocarboneto Y. desenvolvimento e resposta: Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 9 Qu mica 08 Quest o O is topo r dio-226, utilizado em tratamentos medicinais, um alfa-emissor com tempo de meiavida de 3,8 dias. Para estudar a decomposi o do r dio-226, realizou-se um experimento em que uma amostra s lida de 1 mol dessa subst ncia foi introduzida em uma ampola com capacidade de 8,2 L. Nessa ampola, a press o interna inicial era igual a 1,5 atm e a temperatura, constante em todo o experimento, igual a 27 C. Considere as informa es abaixo: - o decaimento do r dio-226 produz rad nio-222 e h lio-4; - os gases h lio e rad nio t m comportamento ideal; - n o h rea o entre os gases no interior da ampola. Calcule a press o, em atm, no interior da ampola, 7,6 dias ap s o in cio do experimento. desenvolvimento e resposta: 10 Qu mica 09 Quest o Ao realizar uma an lise org nica, um laborat rio produziu uma mistura X, composta de propanal e propanona. Uma parte dessa mistura, com massa de 0,40 g, foi aquecida com solu o cida de dicromato de pot ssio. O produto org nico Y obtido nessa rea o foi totalmente separado por destila o e apresentou massa de 0,37 g. Determine a porcentagem da massa de cada um dos componentes da mistura X. Em seguida, apresente duas caracter sticas que justifiquem o ponto de ebuli o de Y ser maior que os pontos de ebuli o do propanal e da propanona. desenvolvimento e resposta: Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 11 Qu mica 1 0 Quest o As baterias utilizadas em autom veis s o formadas, em geral, por placas de chumbo imersas em solu o aquosa de cido sulf rico. Durante seu processo de descarga, ocorrem as seguintes rea es de oxirredu o: Pb(s) + SO42 (aq) PbSO4 (s) + 2 e PbO2(s) + 4 H+(aq) + SO42 (aq) + 2 e PbSO4 (s) + 2 H2O( ) Com o objetivo de determinar a carga fornecida por uma dessas baterias, foram realizadas algumas medidas, cujos resultados est o apresentados na tabela abaixo. Solu o de H2SO4 estado da bateria concentra o densidade 3 volume (% m/m) (g.cm ) (L) carregada 40 1,3 2,0 descarregada 27 1,2 2,0 Determine a carga, em Coulombs, fornecida pela bateria durante o processo de descarga. desenvolvimento e resposta: 12 Qu mica 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 7p Volume molar dos gases ideais nas CNTP = 22,4 L mol 1 Constante universal dos gases ideais = 0,082 atm L mol 1 K 1 Constante de Faraday = 96500 C mol 1 Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 13 Rascunho 14 Rascunho Vestibular Estadual 2009 Exame Discursivo 15 ABCDE F Quest o F Resposta nitrato de s dio cido sulf rico Uma das f rmulas: 1 O HONO Obten o do mon mero: 2 Obten o do pol mero: Mistura inicial: 150 g = 75 g do is mero (d) + 75 g do is mero ( ) Ap s dez horas foram consumidos 60 g do is mero (d), restando 15 g desse is mero. 3 90,5 kg NiS 126 kg Na 2 SO3 x 504 kg 4 385 kg milerita 100% 362 kg y x = 362 kg NiS y 94% pOH = log [OH ] = log (10 2) = 2 pH = 12 pH = 14 pOH N de oxida o do carbono = +4 5 Hidr lise da ur ia (NH2) 2CO + H2O 2 NH3 + CO2 H = (4 390) + (2 305) + (800 1) + (2 460) (6 390) (2 800) = 50 kJ.mol 1 ABCDE 20 500 + 55 2000 = C 75 M = 1,6/32 = 0,05 mol.L 1 6 1 C = 1600 mg.L 1 L de leo S 2000 2000 mg de S 1 L de leo S 50 50 mg de S 50 mg 1 L 2.000 mg x x = 40 L 7 Um dos nomes: orto-etil-metil-benzeno meta-etil-metil-benzeno 88Ra in cio: 8 226 86Rn 222 + 2He 4 1 decomposi o: 0 0 0,75 + 0,75 + 0,75 final: 0,25 0,75 0,75 n = 0,75 + 0,75 = 1,5 mols PV = nRT P 8,2 = 1,5 0,082 300 P = 4,5 atm Ptotal = 1,5 + 4,5 = 6,0 atm 1 mol propanal 1 mol cido propan ico 58 g 74 g x 0,37 g 9 x = 0,29 g Na mistura: 0, 40 g 100% 0, 29 g y y = 72,5% propanal = 72,5% propanona = 27,5% Duas das caracter sticas: maior massa molecular maior polaridade presen a de liga es de hidrog nio ABCDE Massa de H2SO4 carregada: descarregada: 10 consumida: 40 100 27 1,3 g/cm3 2000 cm3 = 1.040 g 1,2 g/cm3 2000 cm3 = 648 g 100 1040 648 = 392 g 2 mols H2SO4 2 mols de e 2 98 g 2 96500 C 392 g x x = 3,86 105 C

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