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ITA Vestibular de 2005 - Química

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Constante de Avogadro Constante de Faraday (F) Volume molar de g s ideal Carga elementar Constante dos gases (R) 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 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 atm, concentra o das solu es: 1 mol L 1 (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) ou (c) = s lido cristalino; (l) ou ( l ) = 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 C N O F Na Mg Al Si P S Cl Ar 1 2 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 1,01 4,00 12,01 14,01 16,00 19,00 22,99 24,31 26,98 28,09 30,97 32,06 35,45 39,95 K Ca Cr Mn Fe Cu Zn Br Ag I Ba Pt Hg Pb 19 20 24 25 26 29 30 35 47 53 56 78 80 82 39,10 40,08 52,00 54,94 55,85 63,55 65,37 79,91 107,87 126,90 137,34 195,09 200,59 207,21 As quest es de 01 a 20 N O devem ser resolvidas no caderno de solu es. Para respond -las, marque a op o escolhida para cada quest o na folha de leitura ptica e na reprodu o da folha de leitura ptica (que se encontra na ltima p gina do caderno de solu es). Quest o 1. Considere as rea es envolvendo o sulfeto de hidrog nio representadas pelas equa es seguintes: I. 2H 2S(g) + H 2SO3 (aq) II. H 2S(g) + 2H + (aq) + SO 42 (aq) SO 2 (g) + S(s) + 2H 2O (l) H 2S(g) + Pb(s) PbS(s) + H 2 (g) 2H 2S(g) + 4Ag(s) + O 2 (g) 2Ag 2 S(s) + 2H 2 O (l) III. IV. 3S(s) + 3H 2 O(l) Nas rea es representadas pelas equa es acima, o sulfeto de hidrog nio agente redutor em A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) apenas I. apenas I e II. apenas III. apenas III e IV. apenas IV. Quest o 2. Assinale a op o que cont m o par de subst ncias que, nas mesmas condi es de press o e temperatura, apresenta propriedades f sico-qu micas iguais. H O A( ) H H OH C C C H H C H H O B( ) O H 3 C - C H 2 -C H 3N H 3N Cl C( ) C H3C H Cl Pt Pt H3 N E( ) C C CH2-CH2-CH3 C H H C H H H C H H 3C-CH2 NH3 Cl Cl H H Cl Cl Cl D( ) CH3 Cl H 3C-CH2 CH3 C C CH3 H H C CH2-CH2-CH3 Quest o 3. Esta tabela apresenta a solubilidade de algumas subst ncias em gua, a 15 oC: Subst ncia ZnS ZnSO4 .7H 2 O ZnSO3 .2H 2 O Na 2S.9H 2 O Na 2SO 4 .7H 2 O Na 2SO3 .2H 2 O Solubilidade (g soluto / 100 g H2O) 0, 00069 96 0,16 46 44 32 Quando 50 mL de uma solu o aquosa 0,10 mol L 1 em sulfato de zinco s o misturados a 50 mL de uma solu o aquosa 0,010 mol L 1 em sulfito de s dio, temperatura de 15 oC, espera-se observar A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) a forma o de uma solu o n o saturada constitu da pela mistura das duas subst ncias. a precipita o de um s lido constitu do por sulfeto de zinco. a precipita o de um s lido constitu do por sulfito de zinco. a precipita o de um s lido constitu do por sulfato de zinco. a precipita o de um s lido constitu do por sulfeto de s dio. Quest o 4. Utilizando os dados fornecidos na tabela da quest o 3, CORRETO afirmar que o produto de solubilidade do sulfito de s dio em gua, a 15 oC, igual a A ( ) 8 x 10 3 . B ( ) 1, 6 x 10 2 . C ( ) 3, 2 x 10 2 . D ( ) 8. E ( ) 32 . Quest o 5. Certa subst ncia Y obtida pela oxida o de uma subst ncia X com solu o aquosa de permanganato de pot ssio. A subst ncia Y reage tanto com o bicarbonato presente numa solu o aquosa de bicarbonato de s dio como com lcool et lico. Com base nestas informa es, CORRETO afirmar que A ( ) X um ter. D ( ) Y uma cetona. B ( ) X um lcool. E ( ) Y um alde do. C ( ) Y um ster. Quest o 6. Um cilindro provido de um pist o m vel, que se desloca sem atrito, cont m 3,2 g de g s h lio que ocupa um volume de 19,0 L sob press o 1,2 x 105 N m 2. Mantendo a press o constante, a temperatura do g s diminu da de 15 K e o volume ocupado pelo g s diminui para 18,2 L. Sabendo que a capacidade calor fica molar do g s h lio press o constante igual a 20,8 J K 1 mol 1, a varia o da energia interna neste sistema aproximadamente igual a A( ) _ 0,35 k J. B( ) _ 0,25 k J. C( ) _ 0,20 k J. D( ) _ 0,15 k J. E( ) _ 0,10 k J. Quest o 7. A 25 oC e 1 atm, considere o respectivo efeito t rmico associado mistura de volumes iguais das solu es relacionadas abaixo: I. II. III. IV. Solu o aquosa 1 milimolar de cido clor drico com solu o aquosa 1 milimolar de cloreto de s dio. Solu o aquosa 1 milimolar de cido clor drico com solu o aquosa 1 milimolar de hidr xido de am nio. Solu o aquosa 1 milimolar de cido clor drico com solu o aquosa 1 milimolar de hidr xido de s dio. Solu o aquosa 1 milimolar de cido clor drico com solu o aquosa 1 milimolar de cido clor drico. Qual das op es abaixo apresenta a ordem decrescente CORRETA para o efeito t rmico observado em cada uma das misturas acima? A ( ) I, III, II e IV D ( ) III, II, I e IV B ( ) II, III, I e IV E ( ) III, II, IV e I C ( ) II, III, IV e I Quest o 8. Assinale a op o que cont m a subst ncia cuja combust o, nas condi es-padr o, libera maior quantidade de energia. A ( ) Benzeno D ( ) Ciclohexeno B ( ) Ciclohexano E ( ) n-Hexano C ( ) Ciclohexanona Quest o 9. Considere as rea es representadas pelas equa es qu micas abaixo: +1 +2 A(g) B(g) C(g) 1 2 e +3 A(g) C(g) 3 O ndice positivo refere-se ao sentido da rea o da esquerda para a direita e, o negativo, ao da direita para a esquerda. Sendo Ea a energia de ativa o e H a varia o de entalpia, s o feitas as seguintes afirma es, todas relativas s condi es-padr o: III. H +3 = H +1 + H +2 H +1 = H 1 E a +3 = E a +1 + E a +2 IV. E a +3 = E a 3 I. II. Das afirma es acima est ( o) CORRETA(S) A ( ) apenas I e II. D ( ) apenas III. B ( ) apenas I e III. E ( ) apenas IV. C ( ) apenas II e IV. Quest o 10. Qual das op es a seguir apresenta a seq ncia CORRETA de compara o do pH de solu es aquosas dos sais FeCl2 , FeCl3 , MgCl2 , KClO2 , todas com mesma concentra o e sob mesma temperatura e press o? A ( ) FeCl 2 > B ( ) MgCl2 > C ( ) KClO 2 > D ( ) MgCl 2 > E ( ) FeCl3 > FeCl3 KClO 2 MgCl2 FeCl2 MgCl2 > > > > > MgCl2 > FeCl3 > FeCl2 > FeCl3 > KClO 2 > KClO2 FeCl2 FeCl3 KClO 2 FeCl2 Quest o 11. Considere as afirma es abaixo, todas relativas press o de 1 atm: I. II. III. IV. A temperatura de fus o do cido benz ico puro 122 oC, enquanto que a da gua pura 0 oC. A temperatura de ebuli o de uma solu o aquosa 1,00 mol L 1 de sulfato de cobre maior do que a de uma solu o aquosa 0,10 mol L 1 deste mesmo sal. A temperatura de ebuli o de uma solu o aquosa saturada em cloreto de s dio maior do que a da gua pura. A temperatura de ebuli o do etanol puro 78,4 oC, enquanto que a de uma solu o alco lica 10% (m/m) em gua 78,2 oC. Das diferen as apresentadas em cada uma das afirma es acima, est ( o) relacionada(s) com propriedades coligativas A ( ) apenas I e III. D ( ) apenas II e IV. B( ) E( ) apenas I. apenas III e IV. C ( ) apenas II e III. Quest o 12. Um composto s lido adicionado a um b quer contendo uma solu o aquosa de fenolftale na. A solu o adquire uma colora o r sea e ocorre a libera o de um g s que recolhido. Numa etapa posterior, esse g s submetido combust o completa, formando H2O e CO2. Com base nestas informa es, CORRETO afirmar que o composto A ( ) CO(NH 2 ) 2 . B ( ) CaC 2 . C ( ) Ca(HCO3 ) 2 . D ( ) NaHCO3 . E ( ) Na 2 C 2 O 4 . Quest o 13. A 15 oC e 1 atm, borbulham-se quantidades iguais de cloridreto de hidrog nio, HCl(g), nos solventes relacionados abaixo: I. II. Etilamina Dietilamina III. IV. n-Hexano gua pura Assinale a alternativa que cont m a ordem decrescente CORRETA de condutividade el trica das solu es formadas. A ( ) I, II, III e IV D ( ) III, IV, II e I B ( ) II, III, IV e I E ( ) IV, I, II e III C ( ) II, IV, I e III A( ) B( ) C( ) D( ) E( ) A curva pode representar o resfriamento de uma mistura eut tica. A curva pode representar o resfriamento de uma subst ncia s lida, que apresenta uma nica forma cristalina. A curva pode representar o resfriamento de uma mistura azeotr pica. A curva pode representar o resfriamento de um l quido constitu do por uma subst ncia pura. A curva pode representar o resfriamento de uma mistura l quida de duas subst ncias que s o completamente misc veis no estado s lido. Temperatura / C Quest o 14. Assinale a op o que cont m a afirma o ERRADA relativa curva de resfriamento apresentada abaixo. Tempo / min Quest o 15. A 25 oC, uma mistura de metano e propano ocupa um volume (V), sob uma press o total de 0,080 atm. Quando realizada a combust o completa desta mistura e apenas di xido de carbono coletado, verifica-se que a press o desse g s de 0,12 atm, quando este ocupa o mesmo volume (V) e est sob a mesma temperatura da mistura original. Admitindo que os gases t m comportamento ideal, assinale a op o que cont m o valor CORRETO da concentra o, em fra o em mols, do g s metano na mistura original. A ( ) 0,01 B ( ) 0,25 C ( ) 0,50 D ( ) 0,75 E ( ) 1,00 Quest o 16. Dois copos (A e B) cont m solu o aquosa 1 mol L 1 em nitrato de prata e est o conectados entre si por uma ponte salina. Mergulha-se parcialmente um fio de prata na solu o contida no copo A, conectando-o a um fio de cobre mergulhado parcialmente na solu o contida no copo B. Ap s certo per odo de tempo, os dois fios s o desconectados. A seguir, o condutor met lico do copo A conectado a um dos terminais de um mult metro, e o condutor met lico do copo B, ao outro terminal. Admitindo que a corrente el trica n o circula pelo elemento galv nico e que a temperatura permanece constante, assinale a op o que cont m o gr fico que melhor representa a forma como a diferen a de potencial entre os dois eletrodos ( E = E A E B ) varia com o tempo. - A( ) B( ) E C( ) 0 0 D( ) E tempo tempo E( ) E 0 E 0 tempo E 0 tempo tempo Quest o 17. Assinale a op o que cont m o pol mero que melhor conduz corrente el trica, quando dopado. A ( ) Polietileno D ( ) Poliacetileno B ( ) Polipropileno E ( ) Poli (tetrafluor-etileno) C ( ) Poliestireno Quest o 18. Considere as seguintes equa es que representam rea es qu micas gen ricas e suas respectivas equa es de velocidade: I. [] A produtos; v I = k I A II. [] 2B produtos; v II = k II B 2 Considerando que, nos gr ficos, [X] representa a concentra o de A e de B para as rea es I e II, respectivamente, assinale a op o que cont m o gr fico que melhor representa a lei de velocidade das rea es I e II. 1 [X] [X] II A( ) I [X] II B( ) I tempo tempo ln [X] 1 [X] D( ) I II tempo E( ) I II tempo C( ) I II tempo Quest o 19. A 25 oC, borbulha-se H2S(g) em uma solu o aquosa 0,020 mol L 1 em MnCl2, contida em um erlenmeyer, at que seja observado o in cio de precipita o de MnS(s). Neste momento, a concentra o de H+ na solu o igual 2,5 x 10 7 mol L 1. Dados eventualmente necess rios, referentes temperatura de 25 oC: _ _ Mn 2+ (aq) + HS (aq) + OH (aq) ; K I = 3 10 a 11 I. MnS(s) + H 2 O (l) II. H 2S(aq) HS (aq) + H + (aq) ; K II = 9,5 10 III. H 2 O (l) OH (aq) + H + (aq) ; K III = 1, 0 10 8 14 Assinale a op o que cont m o valor da concentra o, em mol L 1, de H2S na solu o no instante em que observada a forma o de s lido. A( ) 1,0 x 10 10 B ( ) 7 x 10 7 C ( ) 4 x 10 2 D ( ) 1,0 x 10 1 E ( ) 1,5 x 104 Quest o 20. Dois frascos abertos, um contendo gua pura l quida (frasco A) e o outro contendo o mesmo volume de uma solu o aquosa concentrada em sacarose (frasco B), s o colocados em um recipiente que, a seguir, devidamente fechado. CORRETO afirmar, ent o, que, decorrido um longo per odo de tempo, A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) os volumes dos l quidos nos frascos A e B n o apresentam altera es vis veis. o volume do l quido no frasco A aumenta, enquanto que o do frasco B diminui. o volume do l quido no frasco A diminui, enquanto que o do frasco B aumenta. o volume do l quido no frasco A permanece o mesmo, enquanto que o do frasco B diminui. o volume do l quido no frasco A diminui, enquanto que o do frasco B permanece o mesmo. As quest es dissertativas, numeradas de 21 a 30, devem ser resolvidas e respondidas no caderno de solu es. Quest o 21. Qualitativamente (sem fazer contas), como voc explica o fato de a quantidade de calor trocado na vaporiza o de um mol de gua no estado l quido ser muito maior do que o calor trocado na fus o da mesma quantidade de gua no estado s lido? Quest o 22. Considere o elemento galv nico representado por: Hg(l) eletr lito Cl (solu o aquosa saturada em KCl) Hg2Cl2 (s) Hg(l) a) Preveja se o potencial do eletrodo representado no lado direito do elemento galv nico ser maior, menor ou igual ao potencial desse mesmo eletrodo nas condi es-padr o. Justifique sua resposta. b) Se o eletr lito no eletrodo esquerda do elemento galv nico for uma solu o 0,002 mol L 1 em Hg2+ (aq), preveja se o potencial desse eletrodo ser maior, menor ou igual ao potencial desse mesmo eletrodo nas condi es-padr o. Justifique sua resposta. c) Fa a um esbo o gr fico da forma como a for a eletromotriz do elemento galv nico (ordenada) deve variar com a temperatura (abscissa), no caso em que o eletrodo do lado esquerdo do elemento galv nico seja igual ao eletrodo do lado direito nas condi es-padr o. Quest o 23. Sob press o de 1 atm, adiciona-se gua pura em um cilindro provido de term metro, de man metro e de pist o m vel que se desloca sem atrito. No instante inicial (t0), temperatura de 25 oC, todo o espa o interno do cilindro ocupado por gua pura. A partir do instante (t1), mantendo a temperatura constante (25 oC), o pist o deslocado e o man metro indica uma nova press o. A partir do instante (t2), todo o conjunto resfriado muito lentamente a 10 oC, mantendo-se-o em repouso por 3 horas. No instante (t3), o cilindro agitado, observando-se uma queda brusca da press o. Fa a um esbo o do diagrama de fases da gua e assinale, neste esbo o, a(s) fase(s) (co)existente(s) no cilindro nos instantes t0, t1, t2 e t3. Quest o 24. A 25 oC e 1 atm, um recipiente aberto cont m um solu o aquosa saturada em bicarbonato de s dio em equil brio com seu respectivo s lido. Este recipiente foi aquecido temperatura de ebuli o da solu o por 1 hora. Considere que o volume de gua perdido por evapora o foi desprez vel. a) Explique, utilizando equa es qu micas, o que ocorre durante o aquecimento, considerando que ainda se observa bicarbonato de s dio s lido durante todo esse processo . b) Ap s o processo de aquecimento, o conte do do b quer foi resfriado at 25 oC. Discuta qual foi a quantidade de s lido observada logo ap s o resfriamento, em rela o quantidade do mesmo (maior, menor ou igual) antes do aquecimento. Justifique a sua resposta. Quest o 25. Considere que dois materiais polim ricos A e B s o suportados em substratos iguais e flex veis. Em condi es ambientes, pode-se observar que o material polim rico A r gido, enquanto o material B bastante flex vel. A seguir, ambos os materiais s o aquecidos temperatura (T), menor do que as respectivas temperaturas de decomposi o. Observou-se que o material A apresentou-se flex vel e o material B tornou-se r gido, na temperatura (T). A seguir, os dois materiais polim ricos foram resfriados temperatura ambiente. a) Preveja o que ser observado caso o mesmo tratamento t rmico for novamente realizado nos materiais polim ricos A e B. Justifique sua resposta. b) Baseando-se na resposta ao item a), preveja a solubilidade dos materiais em solventes org nicos. Quest o 26. Vidro de janela pode ser produzido por uma mistura de xido de sil cio, xido de s dio e xido de c lcio, nas seguintes propor es (% m/m): 75, 15 e 10, respectivamente. Os xidos de c lcio e de s dio s o provenientes da decomposi o t rmica de seus respectivos carbonatos. Para produzir 1,00 kg de vidro, quais s o as massas de xido de sil cio, carbonato de s dio e carbonato de c lcio que devem ser utilizadas? Mostre os c lculos e as equa es qu micas balanceadas de decomposi o dos carbonatos. Quest o 27. Explique em que consiste o fen meno denominado chuva cida. Da sua explica o devem constar as equa es qu micas que representam as rea es envolvidas. Quest o 28. Considere uma rea o qu mica endot rmica entre reagentes, todos no estado gasoso. a) Esboce graficamente como deve ser a varia o da constante de velocidade em fun o da temperatura. b) Conhecendo-se a fun o matem tica que descreve a varia o da constante de velocidade com a temperatura poss vel determinar a energia de ativa o da rea o. Explique como e justifique. c) Descreva um m todo que pode ser utilizado para determinar a ordem da rea o. Quest o 29. Considere a curva de titula o ao lado, de um cido fraco com uma base forte. pH a) Qual o valor do pH no ponto de equival ncia? b) Em qual(ais) intervalo(s) de volume de base adicionado o sistema se comporta como tamp o? c) Em qual valor de volume de base adicionado pH = pKa? 14 12 10 8 6 4 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 V base (mL) Quest o 30. Considere que na figura ao lado, o frasco A cont m per xido de hidrog nio, os frascos B e C cont m gua e que se observa borbulhamento de g s no frasco C. O frasco A aberto para a adi o de 1 g de di xido de mangan s e imediatamente fechado. Observa-se ent o, um aumento do fluxo de g s no frasco C. Ap s um per odo de tempo, cessa o borbulhamento de g s no frasco C, observando-se que ainda resta s lido no frasco A. Separando-se este s lido e secando-o, verifica-se que sua massa igual a 1 g. a) Escreva a equa o qu mica que descreve a rea o que ocorre com o per xido de hidrog nio, na aus ncia de di xido de mangan s. b) Explique por que o fluxo de g s no frasco C aumenta quando da adi o de di xido de mangan s ao per xido de hidrog nio.

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