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ITA Vestibular de 2007 - Química

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CONSTANTES = 6,02 x 1023 mol 1 = 9,65 x 104 C mol 1 = 22,4 L (CNTP) = 1,602 x 10 19 C = 8,21 x 10 2 atm L K 1 mol 1 = 8,31 J K 1 mol 1 = 62,4 mmHg L K 1 mol 1 = 1,98 cal K 1 mol 1 Constante de Avogadro Constante de Faraday (F) Volume molar de g s ideal Carga elementar Constante dos gases (R) DEFINI ES Condi es normais de temperatura e press o (CNTP): 0 oC e 760 mmHg. Condi es ambientes: 25 oC e 1 atm. Condi es-padr o: 25 oC, 1 bar, concentra o das solu es: 1 mol L 1 (rigorosamente: atividade unit ria das esp cies). (s) ou (c) = s lido cristalino; (l) ou ( ) = l quido; (g) = g s; (aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito met lico; (conc) = concentrado; (ua) = unidades arbitr rias; [A] = concentra o da esp cie qu mica A em mol L 1. MASSAS MOLARES Elemento Qu mico N mero At mico Massa Molar (g mol 1) Elemento Qu mico N mero At mico Massa Molar (g mol 1) H He Li Be C N O F Na Mg Si P S Cl 1 2 3 4 6 7 8 9 11 12 14 15 16 17 1,01 4,00 6,94 9,01 12,01 14,01 16,00 19,00 22,99 24,31 28,09 30,97 32,07 35,45 K Ca Fe Ni Cu Zn Br Kr Ag Sn I Ba Hg Pb 19 20 26 28 29 30 35 36 47 50 53 56 80 82 39,10 40,08 55,85 58,69 63,55 65,41 79,91 83,80 107,87 118,71 126,90 137,33 200,59 207,21 Quest o 1. Amostras de massas iguais de duas subst ncias, I e II, foram submetidas independentemente a um processo de aquecimento em atmosfera inerte e a press o constante. O gr fico abaixo mostra a varia o da temperatura em fun o do calor trocado entre cada uma das amostras e a vizinhan a. Dados: H f e H v representam as varia es de entalpia de fus o e de vaporiza o, respectivamente, e cp o calor espec fico. A B C D E ( ( ( ( ( ) ) ) ) ) Hf(I) Hv(I) cp,I(s) < cp,II(g) < cp,II(l) < < Hf(II) < Hv(II) cp,II(s) cp,I(g) cp,I(l) Temperatura Assinale a op o ERRADA em rela o compara o das grandezas termodin micas. I II Calor trocado Quest o 2. Um recipiente aberto contendo inicialmente 30 g de um l quido puro a 278 K, mantido press o constante de 1 atm, colocado sobre uma balan a. A seguir, imersa no l quido uma resist ncia el trica de 3 conectada, por meio de uma chave S, a uma fonte que fornece uma corrente el trica constante de 2 A. No instante em que a chave S fechada, dispara-se um cron metro. Ap s 100 s, a temperatura do l quido mant m-se constante a 330 K e verifica-se que a massa do l quido come a a diminuir a uma velocidade constante de 0,015 g/s. Considere a massa molar do l quido igual a M. Assinale a op o que apresenta a varia o de entalpia de vaporiza o (em J/mol) do l quido. A ( ) 500 M B ( ) 600 M C ( ) 700 M D ( ) 800 M E ( ) 900 M Quest o 3. Utilizando o enunciado da quest o anterior, assinale a op o que apresenta o valor do trabalho em m dulo (em kJ) realizado no processo de vaporiza o ap s 180 s de aquecimento na temperatura de 330 K. A ( ) 4,4 / M B ( ) 5,4 / M C ( ) 6,4 / M D ( ) 7,4 / M E ( ) 8,4 / M Quest o 4. Dois b queres, X e Y, cont m, respectivamente, volumes iguais de solu es aquosas: concentrada e dilu da de cloreto de s dio na mesma temperatura. Dois recipientes hermeticamente fechados, mantidos mesma temperatura constante, s o interconectados por uma v lvula, inicialmente fechada, cada qual contendo um dos b queres. Aberta a v lvula, ap s o restabelecimento do equil brio qu mico, verifica-se que a press o de vapor nos dois recipientes Pf . Assinale a op o que indica, respectivamente, as compara es CORRETAS entre os volumes inicial (VXi) e final (VXf), da solu o no b quer X e entre as press es de vapor inicial (PYi) e final (Pf) no recipiente que cont m o b quer Y. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) VXi VXi VXi VXi VXi < VXf e PYi < VXf e PYi < VXf e PYi > VXf e PYi > V X f e PY i = > < > < Pf Pf Pf Pf Pf Q u e s t o 5 . Utilizando o enunciado da quest o anterior, assinale a op o que indica a curva no gr fico abaixo que melhor representa a quantidade de massa de gua transferida (Q gua) ao longo do tempo (t) de um recipiente para o outro desde o instante em que a v lvula aberta at o restabelecimento do equil brio qu mico. I IV Q gua II V III t A( ) I B ( ) II C ( ) III D ( ) IV E( ) V Quest o 6. Considere duas placas X e Y de mesma rea e espessura. A placa X constitu da de ferro com uma das faces recoberta de zinco. A placa Y constitu da de ferro com uma das faces recoberta de cobre. As duas placas s o mergulhadas em b queres, ambos contendo gua destilada aerada. Depois de um certo per odo, observa-se que as placas passaram por um processo de corros o, mas n o se verifica a corros o total de nenhuma das faces dos metais. Considere sejam feitas as seguintes afirma es a respeito dos ons formados em cada um dos b queres: I. II. III. IV. V. Ser o formados ons Ser o formados ons Ser o formados ons Ser o formados ons Ser o formados ons Zn2+ Fe2+ Fe2+ Fe3+ Cu2+ no b quer contendo a placa X. no b quer contendo a placa X. no b quer contendo a placa Y. no b quer contendo a placa Y. no b quer contendo a placa Y. Ent o, das afirma es acima, est o CORRETAS A ( ) apenas I, II e IV. D ( ) apenas II, III e V. B ( ) apenas I, III e IV. E ( ) apenas IV e V. C ( ) apenas II, III e IV. Quest o 7. Embrulhar frutas verdes em papel jornal favorece o seu processo de amadurecimento devido ao ac mulo de um composto gasoso produzido pelas frutas. Assinale a op o que indica o composto respons vel por esse fen meno. A ( ) Eteno. D ( ) Mon xido de carbono. B ( ) Metano. E ( ) Am nia. C ( ) Di xido de carbono. Quest o 8. Assinale a op o que apresenta um sal que, quando dissolvido em gua, produz uma solu o aquosa cida. A ( ) Na2CO3 D ( ) Mg(ClO4)2 B ( ) CH3COONa E ( ) NaF C ( ) CH3NH3Cl Quest o 9. Duas c lulas (I e II) s o montadas como mostrado na figura. A c lula I consiste de uma placa A(c) mergulhada em uma solu o aquosa 1 mol L-1 em AX, que est interconectada por uma ponte salina a uma solu o 1 mol L-1 em BX, na qual foi mergulhada a placa B(c). A c lula II consiste de uma placa B(c) mergulhada em uma solu o aquosa 1 mol L-1 em BX, que est interconectada por uma ponte salina solu o 1 mol L-1 em CX, na qual foi mergulhada a placa C(c). Considere que durante certo per odo as duas c lulas s o interconectadas por fios met licos, de resist ncia el trica desprez vel. Assinale a op o que apresenta a afirma o ERRADA a respeito de fen menos que ocorrer o no sistema descrito. Dados eventualmente necess rios: E A+(aq)/A(c) = 0,400 V; E B+(aq)/B(c) = 0,700 V e E C+(aq)/C(c) = 0,800 V. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) A massa da placa C aumentar . A polaridade da semic lula B/B+(aq) da c lula II ser negativa. A massa da placa A diminuir . A concentra o de B+(aq) na c lula I diminuir . A semic lula A/A+(aq) ser o c todo. Quest o 10. Realizaram-se testes de solubilidade de pequenas por es de compostos org nicos constitu dos de cinco tomos de carbono, denominados de A, B, C, D e E. S o fornecidos os seguintes resultados dos testes de solubilidade em v rios solventes: Teste 1. Teste 2. Teste 3. Teste 4. Os compostos A, B, C, D e E s o sol veis em ter et lico. Somente os compostos B, C e D s o sol veis em gua pura. Somente os compostos B, C e E s o sol veis em uma solu o aquosa dilu da de hidr xido de s dio. Somente os compostos D e E s o sol veis em uma solu o aquosa dilu da de cido clor drico. Considere sejam feitas as seguintes identifica es: I. II. III. IV. V. O composto A o n-pentano. O composto B o 1-pentanol. O composto C o propionato de etila. O composto D a pentilamina. O composto E o cido pentan ico. Ent o, das identifica es acima, est o ERRADAS A ( ) apenas I, II e IV. D ( ) apenas III e V. B ( ) apenas I, III e IV. E ( ) apenas IV e V. C ( ) apenas II e IV. Quest o 11. Considere sejam feitas as seguintes afirma es a respeito das formas cristalinas do carbono: I. II. As formas polim rficas do carbono s o: diamante, grafite e fulerenos. O monocristal de grafite bom condutor de corrente el trica em uma dire o, mas n o o na dire o perpendicular mesma. III. O diamante uma forma polim rfica metaest vel do carbono nas condi es normais de temperatura e press o. IV. No grafite, as liga es qu micas entre os tomos de carbono s o tetra dricas. Ent o, das afirma es acima, est ( o) CORRETA(S) A ( ) apenas I, II e III. D ( ) apenas IV. B ( ) apenas I e III. E ( ) todas. C ( ) apenas II e IV. Quest o 12. Em junho deste ano, foi noticiado que um caminh o transportando cilindros do composto t-butil mercaptana (2metil-2-propanotiol) tombou na Marginal Pinheiros cidade de S o Paulo. Devido ao acidente, ocorreu o vazamento da subst ncia. Quando adicionada ao g s de cozinha, tal subst ncia fornece-lhe um odor desagrad vel. Assinale a op o que indica a f rmula molecular CORRETA desse composto. A ( ) (CH3)3CNH2 D ( ) (CH3)3CCH2NH2 B ( ) (CH3)3CSH E ( ) (CH3)3CSCH2OH C ( ) (CH3)3CNHCH3 Quest o 13. Assinale a op o que nomeia o cientista respons vel pela descoberta do oxig nio. A ( ) Dalton B ( ) Mendeleev C ( ) Gay-Lussac D ( ) Lavoisier E ( ) Proust Quest o 14. Assinale a op o que indica a varia o CORRETA de entalpia, em kJ/mol, da rea o qu mica a 298,15 K e 1 bar, representada pela seguinte equa o: C 4 H 1 0 (g) C 4 H 8 (g) + H 2 (g). Dados eventualmente necess rios: Hf (C 4 H 8 ( g ) ) = 11,4; Hf (C O 2 ( g ) ) = 393,5; Hf (H 2 O ( l )) = 285,8 e Hc (C 4 H 1 0 ( g ) ) = 2.877,6, em que Hf e Hc , em kJ/mol, representam as varia es de entalpia de forma o e de combust o a 298,15 K e 1 bar, respectivamente. A ( ) 3.568,3 B ( ) 2.186,9 C ( ) +2.186,9 D ( ) +125,4 E ( ) +114,0 Quest o 15. Durante a utiliza o de um extintor de inc ndio de di xido de carbono, verifica-se forma o de um aerossol esbranqui ado e tamb m que a temperatura do g s ejetado consideravelmente menor do que a temperatura ambiente. Considerando que o di xido de carbono seja puro, assinale a op o que indica a(s) subst ncia(s) que torna(m) o aerossol vis vel a olho nu. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) gua no estado l quido. Di xido de carbono no estado l quido. Di xido de carbono no estado gasoso. Di xido de carbono no estado gasoso e gua no estado l quido. Di xido de carbono no estado gasoso e gua no estado gasoso. Quest o 16. Um recipiente fechado contendo a esp cie qu mica A mantido a volume ( V ) e temperatura ( T ) constantes. Considere que essa esp cie se decomponha de acordo com a equa o: A(g) B(g) + C(g). A tabela abaixo mostra a varia o da press o total ( P t ) do sistema em fun o do tempo ( t ) : t (s) P t ( m mH g ) 0 55 55 60 200 70 380 80 495 85 640 90 820 95 Considere sejam feitas as seguintes afirma es: I. A rea o qu mica obedece lei de velocidade de ordem zero. II. O tempo de meia-vida da esp cie A independe da sua press o parcial. III. Em um instante qualquer, a press o parcial de A, PA, pode ser calculada pela equa o: P A = 2 P 0 P t , em que P0 a press o do sistema no instante inicial. IV. No tempo de 640 s, a press o P i igual a 45 mmHg, em que P i a soma das press es parciais de B e C. Ent o, das afirma es acima, est ( o) CORRETA(S) A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) apenas I e II. apenas I e IV. apenas II e III. apenas II e IV. apenas IV. Quest o 17. Assinale a op o que indica a subst ncia que, entre as cinco, apresenta a maior temperatura de ebuli o press o de 1 atm. A ( ) H3CCHO D ( ) H3CCOOH B ( ) H3CCOCH3 E ( ) H3CCOOCH3 C ( ) H3CCONH2 Quest o 18. Um indicador cido-base monopr tico tem cor vermelha em meio cido e cor laranja em meio b sico. Considere que a constante de dissocia o desse indicador seja igual a 8,0 x 10-5. Assinale a op o que indica a quantidade, em mols, do indicador que, quando adicionada a 1 L de gua pura, seja suficiente para que 80% de suas mol culas apresentem a cor vermelha ap s alcan ar o equil brio qu mico. A ( ) 1,3 x 10 5 B ( ) 3,2 x 10 5 C ( ) 9,4 x 10 5 D ( ) 5,2 x 10 4 E ( ) 1,6 x 10 3 Quest o 19. Nas condi es ambientes, a 1 L de gua pura, adiciona-se 0,01 mol de cada uma das subst ncias A e B descritas nas op es abaixo. Dentre elas, qual solu o apresenta a maior condutividade el trica? A ( ) A = NaCl e C ( ) A = HCl e E ( ) A = Cu(NO3)2 e B = A g N O3 B = CH3COONa B = ZnCl2 B ( ) A = HCl D ( ) A = KI e e B = NaOH B = Pb(NO3)2 Quest o 20. Considere a rea o qu mica representada pela equa o abaixo e sua respectiva for a eletromotriz nas condi espadr o: O2 (g) + 4 H + (aq) + 4 B r (aq) 2 B r 2 (g) + 2 H 2 O (l), E = 0,20 V. Agora, considere que um recipiente contenha todas as esp cies qu micas dessa equa o, de forma que todas as concentra es sejam iguais s das condi es-padr o, exceto a de H + . A ssinale a op o que indica a faixa de pH na qual a rea o qu mica ocorrer espontaneamente. A ( ) 2,8 < pH < 3,4 D ( ) 5,8 < pH < 6,4 B ( ) 3,8 < pH < 4,4 E ( ) 6,8 < pH < 7,4 C ( ) 4,8 < pH < 5,4 As quest es dissertativas, numeradas de 21 a 30, devem ser resolvidas e respondidas no caderno de solu es. Quest o 21. Uma amostra de 1,222 g de cloreto de b rio hidratado (B a C l 2 . n H 2 O ) aquecida at a elimina o total da gua de hidrata o, resultando em uma massa de 1,042 g. Com base nas informa es fornecidas e mostrando os c lculos efetuados, determine: (a) o n mero de mols de cloreto de b rio, (b) o n mero de mols de gua e (c) a f rmula molecular do sal hidratado. Quest o 22. O composto mostrado abaixo um tipo de endorfina, um dos neurotransmissores produzidos pelo c rebro. (a) Transcreva a f rmula estrutural da mol cula. (b) Circule todos os grupos funcionais. (c) Nomeie cada um dos grupos funcionais circulados. Quest o 23. Um dos m todos de s ntese do clorato de pot ssio (KCl O 3 ) submeter uma solu o de cloreto de pot ssio (K C l ) a um processo eletrol tico, utilizando eletrodos de platina. S o mostradas abaixo as semi-equa es que representam as semi-rea es em cada um dos eletrodos e os respectivos potenciais el tricos na escala do eletrodo de hidrog nio nas condi es-padr o (E ): ELETRODO I: C l (aq) + 3 H 2 O (l) ELETRODO II: 2 O H (aq) + H 2 (g) (a) (b) (c) (d) C l O 3 (aq) + 6 H + (aq) + 6 e (CM) 2 H 2 O (l) + 2 e (CM) E (V) 1,45 0,83 Fa a um esquema da c lula eletrol tica. Indique o c todo. Indique a polaridade dos eletrodos. Escreva a equa o que representa a rea o qu mica global balanceada. Quest o 24. Em um recipiente que cont m 50,00 mL de uma solu o aquosa 0,100 mol/L em H C N foram adicionados 8,00 mL de uma solu o aquosa 0,100 mol/L em N a O H . Dado: Ka (H C N ) = 6,2 x 10 10. (a) Calcule a concentra o de ons H + da solu o resultante, deixando claros os c lculos efetuados e as hip teses simplificadoras. (b) Escreva a equa o qu mica que representa a rea o de hidr lise dos ons C N . Quest o 25. Prepara-se, a 25 C, uma solu o por meio da mistura de 25 mL de n-pentano e 45 mL de n-hexano. Dados: massa espec fica do n-pentano = 0,63 g/mL; massa espec fica do n-hexano = 0,66 g/mL; press o de vapor do n-pentano = 511 torr; press o de vapor do n-hexano = 150 torr. Determine os seguintes valores, mostrando os c lculos efetuados: (a) Fra o molar do n-pentano na solu o. (b) Press o de vapor da solu o. (c) Fra o molar do n-pentano no vapor em equil brio com a solu o. Quest o 26. A tabela abaixo apresenta os valores das temperaturas de fus o (T f ) e de ebuli o (T e ) de halog nios e haletos de hidrog nio. T f ( C) T e ( C) F2 220 188 C l 2 101 35 59 Br2 7 114 184 I2 HF 20 83 H C l 115 85 HBr 89 67 HI 51 35 (a) Justifique a escala crescente das temperaturas T f e T e do F 2 ao I 2 . (b) Justifique a escala decrescente das temperaturas T f e T e do H F ao H C l . (c) Justifique a escala crescente das temperaturas T f e T e do H C l ao H I . Quest o 27. Utilizando uma placa polida de cobre puro, s o realizados os seguintes experimentos: I. A placa colocada diretamente na chama do bico de Bunsen. Ap s um certo per odo, observa-se o escurecimento da superf cie dessa placa. II. Em seguida, submete-se a placa ainda quente a um fluxo de hidrog nio puro, verificando-se que a placa volta a apresentar a apar ncia original. III. A seguir, submete-se a placa a um fluxo de sulfeto de hidrog nio puro, observando-se novamente o escurecimento da placa, devido forma o de C u 2 S . IV. Finalmente, a placa colocada novamente na chama do bico de Bunsen, readquirindo a sua apar ncia original. Por meio das equa es qu micas balanceadas, explique os fen menos observados nos quatro experimentos descritos. Quest o 28. Um cilindro de volume V cont m as esp cies A e B em equil brio qu mico representado pela seguinte equa o: A(g) 2 B ( g ) . Inicialmente, os n meros de mols de A e de B s o, respectivamente, iguais a nA1 e nB1. Realiza-se, ent o, uma expans o isot rmica do sistema at que o seu volume duplique (2V) de forma que os n meros de mols de A e de B passem a ser, respectivamente, nA2 e nB2. Demonstrando o seu racioc nio, apresente a express o alg brica que relaciona o n mero final de mols de B (nB2) unicamente com nA1, nA2 e nB1. Quest o 29. Dois recipientes cont m solu es aquosas dilu das de estearato de s dio (CH3(CH2)16COONa). Em um deles adicionada uma por o de n-octano e no outro, uma por o de glicose, ambos sob agita o. Fa a um esquema mostrando as intera es qu micas entre as esp cies presentes em cada um dos recipientes. Quest o 30. Dois frascos, A e B, cont m solu es aquosas concentradas em HCl e NH3, respectivamente. Os frascos s o mantidos aproximadamente a um metro de dist ncia entre si, mesma temperatura ambiente. Abertos os frascos, observa-se a forma o de um aerossol branco entre os mesmos. Descreva o fen meno e justifique por que o aerossol branco se forma em uma posi o mais pr xima a um dos frascos do que ao outro.

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