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ITA Vestibular de 2008 - 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 4 4 9,65 x 10 C mol 1 = 9,65 x 10 A s mol 1 = 9,65 x 10 J V 1 mol 1 22,4 L (CNTP) 19 1,602 x 10 C 2 1 1 1 1 8,21 x 10 atm L K mol = 8,31 J K mol = 62,4 mmHg L K 2 9,81 m s 1 mol 1 1 = 1,98 cal K mol 1 DEFINI ES 2 Press o = 1 atm = 760 mmHg = 101325 Nm = 760 Torr 2 1 N = 1 kg m s 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 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 Be B C N O F Na Mg Al P S 1 4 5 6 7 8 9 11 12 13 15 16 1,01 9,01 10,81 12,01 14,01 16,00 19,00 22,99 24,31 26,98 30,97 32,06 Cl K Ca Fe Cu Zn As Br Ag Cd Sn I Pt 17 19 20 26 29 30 33 35 47 48 50 53 78 35,45 39,10 40,08 55,85 63,55 65,39 74,92 79,91 107,87 112,41 118,71 126,90 195,08 Quest o 1. Considere a equa o qu mica, n o balanceada, que representa a rea o do sulfeto de c dmio em solu o aquosa de cido n trico: CdS + HNO3 Cd(NO3)2 + NO + Y + H2O Pode-se afirmar que, na equa o qu mica n o balanceada, a esp cie Y A ( ) Cd(HSO4)2 B ( ) CdSO4 C ( ) SO3 D ( ) SO2 E( ) S Quest o 2. Considere as rea es qu micas representadas pelas equa es abaixo: I. II. III. IV. V. H3CCHCH2 + HI H3CCHICH3 H3CCOOH + NaOH H3CCOONa + H2O LiAlH4 + 4(H3C)2CO + 4H2O 4(H3C)2CHOH + LiOH + Al(OH)3 C6H6ONa + CH3CH2Cl C6H6OCH2CH3 + NaCl H3CCH2OH + HCl H3CCH2Cl + H2O Assinale a op o que apresenta as equa es qu micas que configuram rea es de xido-redu o. A ( ) Apenas I e II D ( ) Apenas III e IV B ( ) Apenas I e III E ( ) Apenas V C ( ) Apenas II e IV Quest o 3. Uma amostra de um cido dicarbox lico com 0,104 g de massa neutralizada com 20 cm3 de uma solu o aquosa 0,1 mol L 1 em NaOH. Qual das op es abaixo cont m a f rmula qu mica do cido constituinte da amostra? A ( ) C2H2O4 B ( ) C3H4O4 C ( ) C4H4O4 D ( ) C4H6O4 E ( ) C5H8O4 Quest o 4. Carbamato de am nio s lido (NH2COONH4) decomp e-se em am nia e di xido de carbono, ambos gasosos. Considere que uma amostra de carbamato de am nio s lido esteja em equil brio qu mico com CO2(g) e NH3(g) na temperatura de 50 0C, em recipiente fechado e volume constante. Assinale a op o CORRETA que apresenta a constante de equil brio em fun o da press o total P, no interior do sistema. B ( ) 2 P2 A( ) 3P C ( ) P3 D ( ) 2/9 P2 E ( ) 4/27 P3 Quest o 5. Considere cinco frascos contendo, cada um, uma solu o aquosa saturada de sulfato de c lcio em equil brio qu mico com seu corpo de fundo. A cada um dos cinco frascos adicionada uma solu o aquosa saturada, sem corpo de fundo, de um dos seguintes sais, respectivamente: I. CaSO4 II. CaCl2 III. MgSO4 IV. NaCl V. KNO3 Assinale a op o que indica os sais cujas solu es aquosas saturadas aumentam a massa do sulfato de c lcio s lido nos frascos em que s o adicionadas. A ( ) Apenas I e II D ( ) Apenas III e IV B ( ) Apenas I e IV E ( ) Apenas IV e V C ( ) Apenas II e III Quest o 6. Um frasco cont m uma solu o aquosa de brometo de s dio e outro frasco, uma solu o aquosa de cido clor drico saturada nos gases componentes do ar atmosf rico. O conte do de cada um dos frascos misturado e ocorre uma rea o qu mica. Qual das op es abaixo cont m a equa o qu mica que melhor representa a rea o acima mencionada? A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) 2 Cl (aq) + 2 H+(aq) + O2(g) 4 Br (aq) + O2(g) + 4 H+(aq) Cl (aq) + 3/2 O2(g) + H+(aq) 2 Br (aq) + 2 H+(aq) Br2( ` ) 2 Cl (aq) + H2O( ` ) + O2(g) H2O( ` ) + Cl2(g) 2 Br2( ` ) + 2 H2O( ` ) HClO3(aq) + H2(g) 2 OH (aq) + Cl2(g) Quest o 7. Assinale a op o CORRETA que corresponde varia o da concentra o de ons Ag+ provocada pela adi o, a 25 oC, de um litro de uma solu o 0,02 mol L 1 em NaBr a um litro de uma solu o aquosa saturada em AgBr. Dado: KpsAgBr(298K) = 5,3 x 10 13. A ( ) 3 x 10 14 B ( ) 5 x 10 11 C ( ) 7 x 10 7 D ( ) 1 x 10 4 E ( ) 1 x 10 2 Quest o 8. O processo f sico de transforma o do milho em pipoca pode ser um exemplo de rea o qu mica. Se for assim entendido, qual a ordem dessa rea o, considerando um rendimento do processo de 100%? A ( ) zero B ( ) um C ( ) dois D ( ) tr s E ( ) pseudozero Quest o 9. A rea o hipot tica A(s) + B(aq) C(g) + D(aq) + E( ` ) autocatalisada por C(g). Considerando que essa rea o ocorre em sistema fechado, volume constante e sob atmosfera inerte, assinale a op o que apresenta a curva que melhor representa a varia o da massa de A(s), mA, em fun o do tempo, desde o in cio da rea o at imediatamente antes do equil brio qu mico ser estabelecido dentro do sistema. A( ) mA mA B( ) tempo mA C( ) mA mA tempo D( ) E( ) tempo tempo tempo tempo Quest o 10. Dois recipientes cont m volumes iguais de dois l quidos puros, com calores espec ficos diferentes. A mistura dos dois l quidos resulta em uma solu o ideal. Considere que sejam feitas as seguintes afirma es a respeito das propriedades da solu o ideal resultante, nas condi es-padr o e ap s o estabelecimento do equil brio qu mico: I. II. III. A temperatura da solu o igual m dia aritm tica das temperaturas dos l quidos puros. O volume da solu o igual soma dos volumes dos l quidos puros. A press o de vapor da solu o igual soma das press es parciais de vapor dos l quidos constituintes da mesma. Assinale a op o CORRETA que cont m a(s) propriedade(s) que (s o) apresentada(s) pela solu o resultante. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) Apenas I e II Apenas I e III Apenas II Apenas II e III Apenas III Quest o 11. Uma tubula o de a o enterrada em solo de baixa resistividade el trica protegida catodicamente contra corros o, pela aplica o de corrente el trica proveniente de um gerador de corrente cont nua. Considere os seguintes par metros: I. II. rea da tubula o a ser protegida: Densidade de corrente de prote o: 480 m2; 10 mA/m2 Considere que a polaridade do sistema de prote o cat dica seja invertida pelo per odo de 1 hora. Assinale a op o CORRETA que expressa a massa, em gramas, de ferro consumida no processo de corros o, calculada em fun o de ons Fe2+(aq). Admita que a corrente total fornecida pelo gerador ser consumida no processo de corros o da tubula o. A ( ) 1 x 10 3 B ( ) 6 x 10 2 C ( ) 3 x 10 1 D( ) 5 E ( ) 20 Quest o 12. Considere um elemento galv nico formado pelos dois eletrodos (I e II), abaixo especificados e mantidos separados por uma ponte salina: chapa retangular de zinco met lico parcialmente mergulhada em uma solu o aquosa 1,0 x 10 3 mol L 1 de cloreto de zinco; - Eletrodo II: chapa retangular de platina met lica parcialmente mergulhada em uma solu o aquosa de cido clor drico de pH = 2, isenta de oxig nio e sob press o parcial de g s hidrog nio de 0,5 atm. - Eletrodo I: Assinale a op o CORRETA que expressa o valor calculado aproximado, na escala do eletrodo padr o de hidrog nio (EPH), da for a eletromotriz, em volt, desse elemento galv nico atuando temperatura de 25 oC, sabendo-se que log 2 = 0,3 e E o 2 = 0,76 V (EPH). Zn A ( ) 0,54 / Zn B ( ) 0,64 C ( ) 0,74 D ( ) 0,84 E ( ) 0,94 Quest o 13. 300 gramas de gelo a 0 oC foram adicionados a 400 gramas de gua a 55 oC. Assinale a op o CORRETA para a temperatura final do sistema em condi o adiab tica. Dados: calor de fus o do gelo = 80 cal g 1; calor espec fico do gelo = 0,50 cal g 1 K 1; calor espec fico da gua l quida = 1 cal g 1 K 1. 4 oC A( ) B( ) 3 oC C ( ) 0 oC D ( ) + 3 oC E ( ) + 4 oC Quest o 14. Assinale o valor da constante de equil brio, nas condi es-padr o, da rea o qu mica descrita pela seguinte equa o: Sn4+ (aq) + 2 Fe2+ (aq) Sn2+(aq) + 2 Fe3+(aq) Dados eventualmente necess rios: Potenciais de eletrodo em rela o ao eletrodo padr o de hidrog nio nas condi es-padr o: Eo 2 Fe / Fe = 0,44 V A ( ) 1021 Eo 3 Fe / Fe B ( ) 1018 = 0,04 V Eo 3 Fe C ( ) 1015 / Fe2 o = 0,76 V E Sn 4 D ( ) 1012 / Sn 2 = 0,15 V E ( ) 109 Quest o 15. Qual das op es abaixo apresenta o elemento qu mico que utilizado como dopante para a confec o do semicondutor tipo-p? A ( ) Boro B ( ) F sforo C ( ) Enxofre D ( ) Ars nio E ( ) Nitrog nio Quest o 16. O explosivo pl stico conhecido como PBX constitu do de uma parte polim rica, normalmente um poliuretano. A forma o do poliuretano atribu da rea o entre um poliol com A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) um isocianato. uma amina. uma anilina. uma estearina. uma ole na. Quest o 17. Assinale a op o que cont m o pol mero que, por ser termopl stico e transparente, pode ser empregado na fabrica o de p ra-brisa de aeronaves. A ( ) polietileno D ( ) policarbonato B ( ) polipropileno E ( ) poli( lcool vin lico) C ( ) poli(tetrafluoroetileno) Quest o 18. Considere que os quatro processos qu micos, descritos a seguir nos itens I a IV, s o realizados isob rica e isotermicamente: KNO3(s) K+(aq) + NO3 (aq) H2O( ` ) H2O(g) C(grafita) C(diamante) 2 Na(s) + O2(g) Na2O(s) I. II. III. IV. Qual das op es abaixo cont m os processos qu micos cuja varia o de energia interna nula? A ( ) Apenas I e II D ( ) Apenas III e IV B ( ) Apenas I, II e III E ( ) Nenhum processo C ( ) Apenas II e III Quest o 19. Assinale a op o ERRADA que apresenta (em kJ/mol) a entalpia padr o de forma o ( Hf) da subst ncia a 25 oC. A( ) D( ) Hf (H2(g)) = 0 Hf (Br2(g)) = 0 B( ) E( ) Hf (F2(g)) = 0 Hf (Cl2(g)) = 0 C( ) Hf (N2(g)) = 0 Quest o 20. Qual das subst ncias abaixo n o empregada na fabrica o da p lvora negra? A ( ) trinitrotolueno D ( ) nitrato de s dio B ( ) enxofre E ( ) nitrato de pot ssio C ( ) carv o AS QUEST ES DISSERTATIVAS, NUMERADAS DE 21 A 30, DEVEM SER RESPONDIDAS NO CADERNO DE SOLU ES. Quest o 21. Considere as seguintes mol culas no estado gasoso: OF2, BeF2, AlCl2 e AlS2. a) D as estruturas de Lewis e as geometrias moleculares de cada uma das mol culas. b) Indique as mol culas que devem apresentar car ter polar. Quest o 22. Um cilindro provido de pist o m vel, que se desloca sem atrito e cuja massa desprez vel, foi parcialmente preenchido com gua l quida. Considere que o sistema atinge o equil brio qu mico temperatura T e press o Pi. Num dado momento, o sistema perturbado por uma eleva o brusca do pist o, atingindo novo equil brio a uma press o Pf e mesma temperatura T. Considere que gua l quida permanece no sistema durante todo o processo. 3 RT C bC 2 uma M express o semi-emp rica utilizada para a determina o de massas molares de solutos, M, presentes em solu es reais. Nesta f rmula, a press o osm tica, em atm; C, a concentra o de soluto, em g/dm3; R, a constante universal do gases; T, a temperatura da solu o e b, uma constante. O gr fico ao lado mostra valores experimentais de /C versus C para uma solu o aquosa a 20 C de um soluto desconhecido. Determine o coeficiente linear do gr fico e, com esse valor, determine a massa molar do soluto. Quest o 23. A equa o Press o osm tica/Concentra o de soluto (atm.dm /g) a) Esboce um gr fico da press o interna no interior do cilindro versus tempo considerando o intervalo de tempo compreendido entre os dois equil brios qu micos. Indique no gr fico as press es Pi e Pf. b) A press o final, Pf, ser maior, menor ou igual press o inicial, Pi? Justifique. 0,0750 0,0745 0,0740 0,0735 0,0730 0,0725 0,0720 0,0715 0,0710 0,0705 20 30 40 50 3 Concentra o de soluto (g/dm ) Quest o 24. Em um laborat rio, a 20 C e utilizando um sistema adequado, H2(g) foi obtido atrav s da rea o entre uma amostra de uma liga de 0,3 g de magn sio e um litro de uma solu o aquosa 0,1 mol L 1 em HCl. Um man metro indicou que a press o no interior do recipiente que cont m o H2(g) era de 756,7 Torr. Sabendo-se que a press o de vapor d gua a 20 C 17,54 Torr e o volume de H2(g) obtido foi 0,200 L, determine a pureza da amostra da liga de magn sio (massa de magn sio x 100/massa total da amostra), considerando que somente o magn sio reaja com o HCl. Quest o 25. Apresente as respectivas f rmulas qu micas estruturais das esp cies qu micas (A, B, C, D, E) presentes nas seguintes equa es qu micas: CH3CH 2 CH 2 C` KOH (etanol) CH3CHC`CH3 KOH (e tan ol) CH3CH 2 CHC`CH3 (H3C)2CCH 2 A KOH (etanol) H 2SO 4 D A B C H 2O, calor E Quest o 26. Dois cilindros (I e II) s o providos de pist es, cujas massas s o desprez veis e se deslocam sem atrito. Um mol de um g s ideal confinado em cada um dos cilindros I e II. S o realizados, posteriormente, dois tipos de expans o, descritos a seguir: a) No cilindro I, realizada uma expans o isot rmica temperatura T, de um volume V at um volume 2V, contra uma press o externa constante P. b) No cilindro II, realizada uma expans o adiab tica, de um volume V at um volume 2V, contra uma press o externa constante P. Determine os m dulos das seguintes grandezas: varia o da energia interna, calor trocado e trabalho realizado para os dois tipos de expans o. Quest o 27. Uma chapa de ferro colocada dentro de um reservat rio contendo solu o aquosa de cido clor drico. Ap s um certo tempo observa-se a dissolu o do ferro e forma o de bolhas gasosas sobre a superf cie met lica. Uma bolha gasosa, de massa constante e perfeitamente esf rica, formada sobre a superf cie do metal a 2,0 metros de profundidade. Calcule: a) o volume m ximo dessa bolha de g s que se expandiu at atingir a superf cie do l quido, admitindo-se que a temperatura mantida constante e igual a 25 0C e que a base do reservat rio est posicionada ao n vel do mar. b) a massa de g s contida no volume em expans o da bolha. Sabe-se que no processo corrosivo que originou a forma o da bolha de g s foram consumidos 3,0 x 1015 tomos de ferro. Dado: massa espec fica da solu o aquosa de HCl igual a 1020 kg m 3 na temperatura de 25 0C. Quest o 28. Suponha que um pesquisador tenha descoberto um novo elemento qu mico, M, de n mero at mico 119, est vel, a partir da sua separa o de um sal de carbonato. Ap s diversos experimentos foi observado que o elemento qu mico M apresentava um comportamento qu mico semelhante aos elementos que constituem a sua fam lia (grupo). a) Escreva a equa o balanceada da rea o entre o elemento M em estado s lido com a gua (se ocorrer). b) O carbonato do elemento M seria sol vel em gua? Justifique a sua resposta. Quest o 29. Durante a realiza o de um estudo de corros o, foi montado um sistema constitu do por um elemento galv nico com as seguintes caracter sticas: I. II. III. IV. V. Anodo de ferro e catodo de platina; rea de exposi o ao meio corrosivo de ambos os eletrodos igual a 100,0 cm2; Circuito eletrol tico mantido por ponte salina; Eletrodos interconectados por fio de cobre; Eletr lito formado por solu o aquosa cida, livre de oxig nio atmosf rico. Considerando que ocorre perda de massa do eletrodo de ferro, calcule a corrente de corros o (em amp re) equivalente ao fluxo de el trons no sistema, decorrente do processo de dissolu o met lica, se esse metal apresentar uma taxa de corros o uniforme de 350 mdd. mg Dado: mdd (miligrama por dec metro quadrado por dia, de ferro met lico corro do) dm2 dia 2SO3(g) lenta e pode ser representada pela figura Energia (Kcal/mol) Quest o 30. A rea o de combust o 2SO2 (g) + O2(g) abaixo: Caminho da rea o Esta mesma rea o pode ser catalisada pelo NO2(g) em duas etapas, sendo que a primeira bem mais lenta que a segunda. Numa mesma figura, esboce o perfil da curva da rea o n o-catalisada e da rea o catalisada pelo NO2(g). INSTITUTO TECNOL GICO DE AERON UTICA VESTIBULAR 2008 GABARITO F sica E 1 D 2 B 3 C 4 A 5 D 6 E 7 A 8 C 9 B 10 E 11 B 12 D 13 C 14 A 15 A 16 D 17 B 18 A 19 C 20 Ingl s A 1 B 2 C 3 D 4 C 5 D 6 D 7 D 8 * 9 A 10 B 11 E 12 D 13 A 14 E 15 E 16 E 17 B 18 D 19 A 20 Portugu s C 21 C 22 D 23 B 24 * 25 B 26 C 27 D 28 C 29 D 30 A 31 E 32 E 33 D 34 E 35 A 36 A 37 C 38 E 39 C 40 Matem tica A 1 B 2 A 3 D 4 B 5 E 6 D 7 A 8 C 9 E 10 B 11 E 12 C 13 D 14 C 15 E 16 A 17 D 18 C 19 B 20 Qu mica E 1 B 2 B 3 E 4 C 5 B 6 C 7 B 8 E 9 D 10 D 11 C 12 C 13 A 14 A 15 A 16 D 17 E 18 D 19 A 20 Obs: a quest es 9 da prova de Ingl s e 25 da prova de Portugu s foram consideradas corretas para todos os candidatos.

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