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FUVEST Vestibular 2001 Prova - Segunda Fase - Química

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Qu mica FUVEST 2001 Q.01 Uma mistura de carbonato de am nio e carbonato de c lcio foi aquecida at a completa decomposi o. Obteve-se 0,20 mol de um res duo s lido, al m de uma mistura gasosa que, resfriada a 25 C, condensou-se parcialmente. A fase gasosa restante, a essa mesma temperatura e sob 1 atm de press o, ocupou 12,2 L. a) Escreva a equa o que representa a decomposi o do carbonato de am nio e a que representa a decomposi o do carbonato de c lcio, indicando o estado f sico de cada subst ncia a 25 C. b) Calcule a quantidade, em mols, de carbonato de am nio e de carbonato de c lcio na mistura original. Dados: Volume molar dos gases a 25 C e 1 atm: 24,4 L/mol A press o de vapor d' gua, a 25 C, desprez vel. Q.02 A constante do equil brio Co(s) + Ni2+(aq) Ni(s) + Co2+(aq), em termos de concentra es em mol/L, a 25 C, igual a 10. a) Escreva a express o matem tica dessa constante de equil brio. A 25 C, monta-se uma pilha na qual um dos eletrodos uma barra de cobalto mergulhada numa solu o de sulfato de cobalto, e o outro eletrodo uma barra de n quel mergulhada numa solu o de sulfato de n quel. As solu es est o ligadas por meio de uma ponte salina e o circuito fechado por um volt metro. b) Qual o p lo positivo da pilha quando as solu es de Co2+(aq) e Ni2+(aq) t m, ambas, concentra o igual a 1,0 mol/L? c) Qual ser a rela o entre as concentra es de Co2+(aq) e Ni2+(aq) quando esta pilha deixar de funcionar? Justifique as respostas aos itens b e c, utilizando argumentos de constante de equil brio. Qu mica FUVEST 2001 Q.03 A rea o de um alceno com oz nio, seguida da rea o do produto formado com gua, produz alde dos ou cetonas ou misturas desses compostos. Por m, na presen a de excesso de per xido de hidrog nio, os alde dos s o oxidados a cidos carbox licos ou a CO2, dependendo da posi o da dupla liga o na mol cula do alceno: CH3CH=CH2 CH3COOH + CO2 CH3CH=CHCH3 2CH3COOH Determinado hidrocarboneto insaturado foi submetido ao tratamento acima descrito, formando-se os produtos abaixo, na propor o, em mols, de 1 para 1 para 1: HOOCCH2CH2CH2COOH ; CO2 ; cido propan ico a) Escreva a f rmula estrutural do hidrocarboneto insaturado que originou os tr s produtos acima. b) Dentre os is meros de cadeia aberta de f rmula molecular C4H8, mostre os que n o podem ser distinguidos, um do outro, pelo tratamento acima descrito. Justifique. Q.04 Em uma experi ncia, realizada a 25 C, misturaram-se volumes iguais de solu es aquosas de hidr xido de s dio e de acetato de metila, ambas de concentra o 0,020 mol/L. Observou-se que, durante a hidr lise alcalina do acetato de metila, ocorreu varia o de pH. a) Escreva a equa o da hidr lise alcalina do acetato de metila. b) Calcule o pH da mistura de acetato de metila e hidr xido de s dio no instante em que as solu es s o misturadas (antes de a rea o come ar). c) Calcule a concentra o de OH na mistura, ao final da rea o. A equa o que representa o equil brio de hidr lise do on acetato CH3COO (aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH (aq) A constante desse equil brio, em termos de concentra es em mol/L, a 25 C, 10 igual a 5,6 x 10 . Dados: produto i nico da gua, Kw = 10 14 (a 25 C) 5,6 = 2,37 Q.05 Qu mica FUVEST 2001 A adi o de HBr a um alceno pode conduzir a produtos diferentes caso, nessa rea o, seja empregado o alceno puro ou o alceno misturado a uma pequena quantidade de per xido. a) O 1-metilciclopenteno reage com HBr de forma an loga. Escreva, empregando f rmulas estruturais, as equa es que representam a adi o de HBr a esse composto na presen a e na aus ncia de per xido. b) D as f rmulas estruturais dos metilciclopentenos isom ricos (is meros de posi o). c) Indique o metilciclopenteno do item b que forma, ao reagir com HBr, quer na presen a, quer na aus ncia de per xido, uma mistura de metilciclopentanos monobromados que s o is meros de posi o. Justifique. Q.06 29 30 31 32 33 Cu Zn Ga Ge As parte da tabela peri dica, com n meros at micos Atividade relativa Para determinar o volume de sangue de uma pessoa, injeta-se em sua corrente sangu nea uma solu o aquosa radioativa de citrato de g lio e, depois de certo tempo, colhe-se uma amostra de sangue e mede-se sua atividade. Em uma determina o, a concentra o do radiois topo g lio-67 na solu o era de 1,20 x 1012 tomos por mililitro, no momento de sua prepara o. Decorridas 24 horas de sua prepara o, 1,00 mL dessa solu o foi injetado na pessoa. A coleta de sangue foi feita 1 hora ap s a inje o, sendo que a amostra coletada apresentou 2,00 x 108 tomos de g lio-67 por mililitro. A diminui o da concentra o do radiois topo deveu-se apenas ao seu decaimento radioativo e sua dilui o no sangue. a) Use o gr fico abaixo para determinar de quanto caiu a atividade do g lio-67, ap s 25 horas. b) Calcule o volume de sangue da pessoa examinada. c) O g lio-67 emite radia o quando seu n cleo captura um el tron de sua eletrosfera. Escreva a equa o atividade relativa do g lio-67 em fun o do tempo dessa rea o nuclear e identifique 1,0 o nucl deo formado. Dados: 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0 25 50 t/h 75 100 Qu mica FUVEST 2001 Q.07 O min rio caliche, cujo principal componente o salitre do Chile, cont m cerca de 0,1%, em massa, de iodato de s dio (NaIO3). A subst ncia simples I2 pode ser obtida em um processo que envolve a redu o desse iodato com hidrogenossulfito de s dio (NaHSO3), em meio aquoso. Nessa redu o tamb m s o produzidos ons sulfato, ons H+ e gua. a) Escreva a equa o i nica balanceada que representa a forma o de iodo nessa solu o aquosa, indicando o oxidante e o redutor. b) Calcule a massa de caliche necess ria para preparar 10,0 kg de iodo, pelo m todo acima descrito, considerando que todo o iodato transformado em iodo. Dados: massas molares (g/mol) NaIO3 ... 198 I2 .......... 254 Q.08 Passando acetileno por um tubo de ferro, fortemente aquecido, forma-se benzeno (um tr mero do acetileno). Pode-se calcular a varia o de entalpia dessa transforma o, conhecendo-se as entalpias de combust o completa de acetileno e benzeno gasosos, dando produtos gasosos. Essas entalpias s o, respectivamente, 1256 kJ/mol de C2H2 e 3168 kJ/mol de C6H6. a) Calcule a varia o de entalpia, por mol de benzeno, para a transforma o de acetileno em benzeno ( H1 ). O diagrama ao lado mostra as entalpias do benzeno e de seus produtos de combust o, bem como o calor liberado na combust o ( H 2 ). b) Complete o diagrama ao lado para a transforma o de acetileno em benzeno, considerando o calor envolvido nesse processo ( H1 ). Um outro tr mero do acetileno o 1,5-hexadiino. Entretanto, sua forma o, a partir do acetileno, n o favorecida. Em m dulo, o calor liberado nessa transforma o menor do que o envolvido na forma o do benzeno. c) No mesmo diagrama, indique onde se localizaria, aproximadamente, a entalpia do 1,5-hexadiino. d) Indique, no mesmo diagrama, a entalpia de combust o completa ( H3 ) do 1,5-hexadiino gasoso, produzindo CO2 e H2O gasosos. A entalpia de combust o do 1,5-hexadiino, em m dulo e por mol de reagente, maior ou menor do que a entalpia de combust o do benzeno? Q.09 Qu mica FUVEST 2001 A hidr lise cida de uma nitrila produz um cido carbox lico. As nitrilas podem ser preparadas pela rea o de um haleto de alquila com cianeto de s dio ou pela rea o de um composto carbon lico com cido cian drico, como ilustrado abaixo: Essas transforma es qu micas foram utilizadas para preparar, em laborat rio, cido c trico. Assim sendo, d a f rmula estrutural a) do cido c trico. b) de B. c) de A. Q.10 a) Medidas experimentais mostraram que uma got cula de um cido graxo 3 " mega-6", de volume igual a 3,10 x 10 mL, cont m aproximadamente 6,0 x 1018 mol culas do cido. Sabendo-se que a f rmula molecular desse cido CnH2n 4O2, determine o valor de n, utilizando os dados fornecidos. Mostre seus c lculos e escreva a f rmula molecular do cido. b) Esse cido praticamente insol vel em gua. Quando se adiciona tal cido gua, ele se distribui na superf cie da gua. Mostre a orienta o das mol culas do cido que est o diretamente em contato com a gua. Represente as mol culas do cido por CO2H, e a superf cie da gua por uma linha horizontal. Dados: densidade do cido nas condi es do experimento: 0,904 g/mL. constante de Avogadro: 6,0 x 1023 mol 1 massas molares (g/mol) H........... 1 C......... 12 O......... 16 Qu mica FUVEST 2001 Gr fico utilizado para responder a quest o 08 C6H6(g) H2 = 3168 kJ/mol 6CO2(g) + 3H2O(g)

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