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ITA Vestibular de 2010 - Química

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CONSTANTES Constante de Avogadro Constante de Faraday (F) Volume molar de g s ideal Carga elementar Constante dos gases (R) Constante gravitacional (g) = = = = = = 23 1 6,02 x 10 mol 4 1 4 1 4 1 1 9,65 x 10 C mol = 9,65 x 10 A s mol = 9,65 x 10 J V mol 22,4 L (CNTP) 19 1,602 x 10 C 2 1 1 1 1 1 8,21 x 10 atm L K mol = 8,31 J K mol = 62,4 mmHg L K mol 2 9,81 m s 1 = 1,98 cal K 1 mol 1 DEFINI ES 2 Press o de 1 atm = 760 mmHg = 101 325 N m = 760 Torr 22 1J = 1 N m = 1 kg m s o Condi es normais de temperatura e press o (CNTP): 0 C e 760 mmHg o Condi es ambientes: 25 C e 1 atm. o 1 Condi es-padr o: 25 C, 1 atm, concentra o das solu es: 1 mol L (rigorosamente: atividade unit ria das esp cies), s lido com estrutura cristalina mais est vel nas condi es de press o e temperatura em quest o. (s) = s lido. ( ` ) = l quido. (g) = g s. (aq) = aquoso. (CM) = circuito met lico. (conc) = concentrado. 1 (ua) = unidades arbitr rias. [A] = concentra o da esp cie qu mica A em mol L . MASSAS MOLARES Elemento Qu mico N mero At mico Massa Molar 1 (g mol ) Elemento Qu mico N mero At mico Massa Molar (g mol 1) H B C N O Na P S Cl Ar K Ca 1 5 6 7 8 11 15 16 17 18 19 20 1,01 10,81 12,01 14,01 16,00 22,99 30,97 32,07 35,45 39,95 39,10 40,08 Cr Fe Ni Cu Zn Sr Ag I W Pt Au Pb 24 26 28 29 30 38 47 53 74 78 79 82 52,00 55,85 58,69 63,55 65,40 87,62 107,87 126,90 183,84 195,08 196,97 207,2 120 S T 80 T/ C T/ C Quest o 1. A figura ao lado apresenta a curva de aquecimento de 100 g de uma subst ncia pura gen rica no estado s lido. Sabe-se que calor fornecido 1 a uma velocidade constante de 500 cal min . Admite-se que n o h perda de calor para o meio ambiente, que a press o de 1 atm durante toda a transforma o e que a subst ncia s lida apresenta apenas uma fase cristalina. Considere que sejam feitas as seguintes afirma es em rela o aos est gios de aquecimento descritos na figura: 40 0 -40 Q P 0 R 40 80 120 160 Tempo/min I. II. III. IV. No segmento PQ ocorre aumento da energia cin tica das mol culas. No segmento QR ocorre aumento da energia potencial. O segmento QR menor que o segmento ST porque o calor de fus o da subst ncia menor que o seu calor de vaporiza o. O segmento RS tem inclina o menor que o segmento PQ porque o calor espec fico do s lido maior que o calor espec fico do l quido. Das afirma es acima, est ( o) ERRADA(S): A ( ) apenas I. D ( ) apenas III. B ( ) apenas I, II e III. E ( ) apenas IV. C ( ) apenas II e IV. Quest o 2. Historicamente, a teoria at mica recebeu v rias contribui es de cientistas. Assinale a op o que apresenta, na ordem cronol gica CORRETA, os nomes de cientistas que s o apontados como autores de modelos at micos. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) Dalton, Thomson, Rutherford e Bohr. Thomson, Millikan, Dalton e Rutherford. Avogadro, Thomson, Bohr e Rutherford. Lavoisier, Proust, Gay-Lussac e Thomson. Rutherford, Dalton, Bohr e Avogadro. Quest o 3. H C` (g) borbulhado e dissolvido em um solvente X. A solu o resultante n o-condutora em rela o corrente el trica. O solvente X deve ser necessariamente A ( ) polar. D ( ) mais cido que H C` . B ( ) n o-polar. E ( ) menos cido que H C` . C ( ) hidrof lico. Quest o 4. Uma solu o aquosa de H C` 0,1 mol L foi titulada com uma 1 solu o aquosa de Na OH 0,1 mol L . A figura ao lado apresenta a curva de titula o obtida em rela o condut ncia da solu o de H C` em fun o do volume de Na OH adicionado. Condut ncia 1 T R S Com base nas informa es apresentadas nesta figura, assinale a op o ERRADA. + Volume Volume de NaOH + A ( ) Os ons respons veis pela condut ncia da solu o no ponto R s o: H , C` e Na . + B ( ) Os ons respons veis pela condut ncia da solu o no ponto S s o: Na e C` . C ( ) A condut ncia da solu o no ponto R maior que no ponto S porque a mobilidade i nica dos ons presentes em R maior que a dos ons presentes em S. D ( ) A condut ncia da solu o em T maior que em S porque os ons OH t m maior mobilidade i nica que os ons C` . E ( ) No ponto S, a solu o apresenta neutralidade de cargas, no R, predomin ncia de cargas positivas e, no T, de cargas negativas. Quest o 5. Uma barra de ferro e um fio de platina, conectados eletricamente a um volt metro de alta 1 imped ncia, s o parcialmente imersos em uma mistura de solu es aquosas de FeSO4 (1,0 mol L ) e HC` isenta de oxig nio. Um fluxo de g s hidrog nio mantido constante sobre a parte imersa da superf cie da platina, com press o nominal (PH2 ) de 1,0 atm, e a for a eletromotriz medida a 25 C igual a 0,292 V. Considerando-se que ambos os metais s o quimicamente puros e que a platina o polo positivo do elemento galv nico formado, assinale a op o CORRETA que apresenta o valor calculado do pH desse meio aquoso. Dados: E o H /H 0, 000 V; E o Fe2 /Fe0 0, 440V 2 A ( ) 0,75 B ( ) 1,50 C ( ) 1,75 D ( ) 2,50 E ( ) 3,25 Quest o 6. A seguinte rea o n o-balanceada e incompleta ocorre em meio cido: (Cr2O7 ) 2 (C2O 4 ) 2 Cr 3 CO 2 A soma dos coeficientes estequiom tricos da rea o completa e balanceada igual a A ( ) 11. B ( ) 22. C ( ) 33. D ( ) 44. E ( ) 55. Quest o 7. Considere os seguintes l quidos, todos a 25 C: I. II. III. Cu(NO3 ) 2 (aq) CS2 (`) CH3CO 2 H(aq) CH3 (CH 2 ) 16 CH 2OH(`) HC`(aq) C6 H 6 (` ) IV. V. VI. Assinale a op o que indica o(s) l quido(s) sol vel(eis) em tetracloreto de carbono. A ( ) Apenas I, III e V D ( ) Apenas IV B ( ) Apenas II, IV e VI E ( ) Apenas V C ( ) Apenas III Quest o 8. Considere o seguinte mecanismo de rea o gen rica: A4 B2 A3 B3 (etapa lenta) A4 B3 A3 B4 (etapa r pida) C 4 3 2 (etapa r pida) B C B Com rela o a este mecanismo, assinale a op o ERRADA. A ( ) A rea o global representada pela equa o C B( C( D( E( ) ) ) ) 2 A4 C3 2 A3 . B2 catalisador. B3 e B4 s o intermedi rios da rea o. A lei de velocidade descrita pela equa o v k[C ][A 4 ] . A rea o de segunda ordem. Quest o 9. A 25 C e 1 atm, uma solu o de gua pura contendo algumas gotas de solu o alco lica de indicador cido-base azul de bromotimol apresenta colora o azulada. Nestas condi es, certa quantidade de uma subst ncia no estado s lido adicionada e a solu o torna-se amarelada. Assinale a op o que apresenta a subst ncia s lida adicionada. A ( ) Iodo. D ( ) Nitrato de prata. B ( ) Sacarose. E ( ) Cloreto de s dio. C ( ) Gelo seco. Quest o 10. Em cinco b queres foram adicionados 50 mL de uma solu o de refer ncia, que consiste de uma solu o aquosa saturada em cloreto de prata, contendo corpo de fundo, a 25 C e 1 atm. A cada b quer, foram adicionados 50 mL de uma solu o aquosa dilu da diferente, dentre as seguintes: I. II. III. IV. V. Solu o de cloreto de s dio a 25 C. Solu o de Glicose a 25 C. Solu o de Iodeto de s dio a 25 C. Solu o de Nitrato de prata a 25 C. Solu o de Sacarose a 50 C. Considere que o corpo de fundo permanece em contato com as solu es ap s r pida homogeneiza o das misturas aquosas e que n o ocorre forma o de xido de prata s lido. Nestas condi es, assinale a op o que indica a(s) solu o( es), dentre as acima relacionadas, que altera(m) a constante de equil brio da solu o de refer ncia. A ( ) Apenas I, III e IV D ( ) Apenas III B ( ) Apenas I e IV E ( ) Apenas V C ( ) Apenas II e V Quest o 11. A 25 C e 1 atm, uma amostra de 1,0 L de gua pura foi saturada com oxig nio gasoso (O2) e o sistema foi mantido em equil brio nessas condi es. Admitindo-se comportamento ideal para o O2 e sabendo-se 1 3 que a constante da Lei de Henry para esse g s dissolvido em gua igual a 1,3 x 10 mol L 1 atm , nas condi es do experimento, assinale a op o CORRETA que exprime o valor calculado do volume, em L, de O2 solubilizado nessa amostra. 3 3 A ( ) 1,3 x 10 2 D ( ) 1,6 x 10 3 B ( ) 2,6 x 10 2 E ( ) 3,2 x 10 C ( ) 3,9 x 10 3 Quest o 12. Um vaso de press o com volume interno de 250 cm cont m g s nitrog nio (N2) quimicamente puro, submetido temperatura constante de 250 C e press o total de 2,0 atm. Assumindo que o N2 se comporta como g s ideal, assinale a op o CORRETA que apresenta os respectivos valores num ricos do n mero de 3 mol culas e da massa espec fica, em kg m , desse g s quando exposto s condi es de press o e temperatura apresentadas. 21 A ( ) 3,7 x 10 e 1,1 21 D ( ) 7,2 x 10 e 1,3 21 B ( ) 4,2 x 10 e 1,4 21 E ( ) 8,7 x 10 e 1,3 21 C ( ) 5,9 x 10 e 1,4 Quest o 13. Um recipiente contendo g s hidrog nio (H2) mantido temperatura constante de 0 C. Assumindo que, nessa condi o, o H2 um g s ideal e sabendo-se que a velocidade m dia das mol culas desse 3 1 g s, nessa temperatura, de 1,85 x 10 m s , assinale a alternativa CORRETA que apresenta o valor calculado da energia cin tica m dia, em J, de uma nica mol cula de H2. 24 24 A ( ) 3,1 x 10 21 D ( ) 5,7 x 10 21 B ( ) 5,7 x 10 18 E ( ) 2,8 x 10 C ( ) 3,1 x 10 Quest o 14. Assinale a op o que apresenta a afirma o CORRETA sobre uma rea o gen rica de ordem zero em rela o ao reagente X. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) A velocidade inicial de X maior que sua velocidade m dia. A velocidade inicial de X varia com a concentra o inicial de X. A velocidade de consumo de X permanece constante durante a rea o. O gr fico do logaritmo natural de X versus o inverso do tempo representado por uma reta. O gr fico da concentra o de X versus tempo representado por uma curva exponencial decrescente. Quest o 15. Uma solu o aquosa saturada em fosfato de estr ncio [Sr3(PO4)2] est em equil brio qu mico 7 1 temperatura de 25 C, e a concentra o de equil brio do on estr ncio, nesse sistema, de 7,5 x 10 mol L . Considerando-se que ambos os reagentes ( gua e sal inorg nico) s o quimicamente puros, assinale a alternativa CORRETA com o valor do pK PS(25 C) do Sr3(PO4)2. Dado: KPS = constante do produto de solubilidade. A ( ) 7,0 B ( ) 13,0 C ( ) 25,0 D ( ) 31,0 E ( ) 35,0 1 Quest o 16. Sabe-se que a 25 C as entalpias de combust o (em kJ mol ) de grafita, g s hidrog nio e g s metano s o, respectivamente: 393,5; 285,9 e 890,5. Assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO da entalpia da seguinte rea o: C (grafita) A( ) 211,1 kJ mol D ( ) 136,3 kJ mol 1 1 B( ) 2H 2 (g) 74,8 kJ mol E ( ) 211,1 kJ mol 1 1 CH 4 (g) C ( ) 74,8 kJ mol 1 Quest o 17. Uma l mpada incandescente comum consiste de um bulbo de vidro preenchido com um g s e de um filamento met lico que se aquece e emite luz quando percorrido por corrente el trica. Assinale a op o com a afirma o ERRADA a respeito de caracter sticas que o filamento met lico deve apresentar para o funcionamento adequado da l mpada. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) O filamento deve ser feito com um metal de elevado ponto de fus o. O filamento deve ser feito com um metal de elevada press o de vapor. O filamento deve apresentar resist ncia passagem de corrente el trica. O filamento deve ser feito com um metal que n o reaja com o g s contido no bulbo. O filamento deve ser feito com um metal d ctil para permitir a produ o de fios finos. Quest o 18. Em um processo de eletrodeposi o de n quel, empregou-se um eletrodo ativo de n quel e um eletrodo de cobre, ambos parcialmente imersos em uma solu o aquosa contendo sais de n quel (cloreto e sulfato) dissolvidos, sendo este eletr lito tamponado com cido b rico. No decorrer do processo, conduzido temperatura de 55 C e press o de 1 atm, n quel met lico depositou-se sobre a superf cie do eletrodo de cobre. Considere que as seguintes afirma es sejam feitas: Ocorre forma o de g s cloro no eletrodo de cobre. A concentra o de ons cobre aumenta na solu o eletrol tica. Ocorre forma o de hidrog nio gasoso no eletrodo de n quel. O cido b rico promove a precipita o de n quel na forma de produto insol vel no meio aquoso. I. II. III. IV. Com rela o ao processo de eletrodeposi o acima descrito, assinale a op o CORRETA. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) Todas as afirma es s o verdadeiras. Apenas a afirma o IV verdadeira. Apenas a afirma o III falsa. Apenas as afirma es II e IV s o falsas. Todas as afirma es s o falsas. Quest o 19. Considere duas rea es qu micas, mantidas temperatura e press o ambientes, descritas pelas equa es abaixo: I. H 2 (g) 1 2 O 2 (g) H 2O(g) H 2 (g) 1 2 O 2 (g) H 2O(`) Assinale a op o que apresenta a afirma o ERRADA sobre estas rea es. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) As rea es I e II s o exot rmicas. Na rea o I, o valor, em m dulo, da varia o de entalpia menor que o da varia o de energia interna. O valor, em m dulo, da varia o de energia interna da rea o I menor que o da rea o II. O valor, em m dulo, da varia o de entalpia da rea o I menor que o da rea o II. A capacidade calor fica do produto da rea o I menor que a do produto da rea o II. Quest o 20. Considere o composto arom tico do tipo C6H5Y, em que Y representa um grupo funcional ligado ao anel. Assinale a op o ERRADA com rela o ao(s) produto(s) preferencialmente formado(s) durante a rea o de nitra o deste tipo de composto nas condi es experimentais apropriadas. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) Se Y representar o grupo CH3, o produto formado ser o m nitrotolueno. Se Y representar o grupo COOH, o produto formado ser o cido m nitro benz ico. Se Y representar o grupo NH2, os produtos formados ser o o nitroanilina e p nitroanilina. Se Y representar o grupo NO2, o produto formado ser o 1,3 dinitrobenzeno. Se Y representar o grupo OH, os produtos formados ser o o nitrofenol e p nitrofenol. AS QUEST ES DISSERTATIVAS, NUMERADAS DE 21 A 30, DEVEM SER RESPONDIDAS NO CADERNO DE SOLU ES. AS QUEST ES NUM RICAS DEVEM SER DESENVOLVIDAS AT O FINAL E O VALOR ABSOLUTO DO RESULTADO DEVE SER APRESENTADO. Quest o 21. Determine o valor aproximado do pH no ponto de equival ncia, quando se titula 25,0 mL de cido 1 1 5 ac tico 0,1000 mol L com hidr xido de s dio 0,1000 mol L . Sabe-se que log 2 = 0,3 e Ka = 1,8 x 10 . Quest o 22. Proponha um m todo de obten o de sulfato de cobre anidro a partir de uma rea o de neutraliza o. Expresse as etapas para a sua obten o por meio de equa es qu micas, indicando as condi es necess rias para que cada etapa seja realizada. Quest o 23. A nitroglicerina, C3H5(ONO2)3(`), um leo denso que detona se aquecido a 218 C ou quando submetido a um choque mec nico. Escreva a equa o que representa a rea o qu mica do processo, sabendo que a rea o de decomposi o completa, e explique porque a mol cula explosiva. Quest o 24. Foram realizadas duas experi ncias com dois ovos de galinha. Inicialmente, ambos foram imersos em vinagre at a dissolu o total da casca, que pode ser considerada constitu da prioritariamente por carbonato de c lcio. Os ovos envoltos apenas em suas membranas foram cuidadosamente retirados do vinagre e deixados secar por um breve per odo. A seguir, um ovo foi imerso em gua pura e, o outro, numa solu o saturada de sacarose, sendo ambos assim mantidos at se observar varia o volum trica de cada ovo. Quest o 25. Considere a curva de varia o da energia potencial das esp cies A, B, C, D e E, envolvidas em uma rea o qu mica gen rica, em fun o do caminho da rea o, apresentada na figura ao lado. Suponha que a rea o tenha sido acompanhada experimentalmente, medindo-se as concentra es de A, B e C em fun o do tempo. Energia a) Escreva a equa o qu mica balanceada que descreve a rea o de dissolu o da casca de ovo. b) O volume dos ovos imersos nos l quidos deve aumentar ou diminuir? Explique sucintamente por que estas varia es volum tricas ocorrem. A+B A+B a) Proponha um mecanismo de rea o para o processo descrito na figura, C D+E indicando a rea o global. b) Indique a etapa lenta do processo e escreva a lei de velocidade da Caminho da rea o rea o. c) Baseado na sua resposta ao item b) e conhecendo as concentra es de A, B e C em fun o do tempo, explique como determinar a constante de velocidade desta rea o. Quest o 26. Dada a f rmula molecular C3H4C`2, apresente as f rmulas estruturais dos compostos de cadeia aberta que apresentam isomeria geom trica e d seus respectivos nomes. Quest o 27. Considere que certa solu o aquosa preparada recentemente cont m nitratos dos seguintes c tions: Pb 2 , Cu 2 , Fe 2 e Ag . Descreva um procedimento experimental para separar esses ons, supondo que voc disp e de placas polidas dos seguintes metais puros: zinco, cobre, ferro, prata, chumbo e ouro e os instrumentos de vidro adequados. Descreva cada etapa experimental e apresente todas as equa es qu micas balanceadas. Dados: E o Zn 2 / Zn E o Pb2 / Pb E o Ag / Ag 0, 76 V E o Fe2 / Fe 0,13V E oCu 2 / Cu 0,80 V E o Au 3 / Au 0, 44 V 0,34 V 1, 40 V Quest o 28. Considere que as rea es qu micas representadas pelas equa es n o balanceadas abaixo ocorram em condi es experimentais apropriadas e que as esp cies A, B, C, D, E e F representam os produtos destas rea es. C6 H 6 O CH3 HI AB CH3 CH 2 I Na CD CH3 CH 2 I CH3 CH 2 C C Na EF Apresente as equa es qu micas balanceadas e os respectivos produtos. Quest o 29. Uma chapa met lica de cobre recoberta com uma camada passiva de xido de cobre (I) imersa em um recipiente de vidro contendo gua destilada acidificada (pH = 4) e g s oxig nio (O2) dissolvido, sendo a temperatura e a press o deste sistema iguais a 25 C e 1 atm, respectivamente. Admitindo-se que a 6 1 concentra o inicial de equil brio dos ons de cobre (II) na solu o aquosa de 10 mol L e, considerando que, nessas condi es, a camada de xido que envolve o metal pode ser dissolvida: a) Escreva a equa o qu mica balanceada da rea o que representa o processo de corros o do Cu2O(s) no referido meio l quido com o O2(g) dissolvido. b) Determine o valor num rico da press o de oxig nio, expresso em atm, a partir do qual o Cu2O(s) apresenta tend ncia termodin mica de sofrer corros o espont nea no meio descrito acima. Dados: E oCu 2 / Cu O 0, 20 V; E oO2 / H 2O 1, 23V 2 Quest o 30. Cobre met lico exposto atmosfera ambiente mida sofre corros o, com forma o de cuprita (Cu2O) sobre a sua superf cie. Este fato comprovado em laborat rio com a aplica o de corrente el trica, proveniente de um gerador de corrente cont nua, em um eletrodo de cobre (isento de xido) imerso numa solu o aquosa neutra de cloreto de pot ssio (pH = 7) contendo oxig nio gasoso (O2) dissolvido. Considere que esse procedimento realizado nas seguintes condi es: I. II. III. IV. Eletrodos met licos empregados: catodo de platina e anodo de cobre. 2 rea imersa do anodo: 350,0 cm . 2 Densidade de corrente aplicada: 10,0 A cm . Tempo de eletr lise: 50 s. Baseado no procedimento experimental acima descrito: a) Escreva as equa es qu micas balanceadas que representam as rea es envolvidas na forma o da cuprita sobre cobre met lico. b) Calcule o valor num rico da massa de cuprita, expressa em g, formada sobre a superf cie do anodo. 3 c) Sabendo que a massa espec fica m dia da cuprita igual a 6,0 g cm , calcule o valor num rico da espessura m dia, expressa em m, desse xido formado durante a eletr lise. INSTITUTO TECNOL GICO DE AERON UTICA VESTIBULAR 2010 GABARITO F sica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 E D A A C E C B D B C C A A E D B B E C Ingl s 1 A 2 E 3 A 4 C 5 * 6 D 7 E 8 A 9 D 10 E 11 D 12 C 13 D 14 B 15 D 16 B 17 C 18 B 19 D 20 A Portugu s 21 A 22 D 23 E 24 C 25 B 26 E 27 E 28 B 29 D 30 C 31 A 32 D 33 B 34 C 35 A 36 B 37 E 38 C 39 A 40 E Matem tica 1 E 2 C 3 E 4 C 5 D 6 D 7 B 8 C 9 A 10 E 11 B 12 A 13 D 14 C 15 A 16 B 17 A 18 D 19 E 20 B Qu mica 1 E 2 A 3 B 4 E 5 D 6 C 7 B 8 D 9 C 10 E 11 E 12 D 13 D 14 C 15 D 16 B 17 B 18 E 19 B 20 A Obs: a quest es 5 da prova de Ingl s foi considerada correta para todos os candidatos.

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Sandra Andrade
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