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ITA Vestibular de 2009 - 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 = 101325 N m = 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. 1 Condi es-padr o: 25 oC, 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) ou (c) = s lido cristalino; (l) ou ( ` ) = l quido; (g) = g s; (aq) = aquoso; (graf) = grafite; (CM) = circuito met lico; 1 (conc) = concentrado; (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 (g mol 1) Elemento Qu mico N mero At mico Massa Molar (g mol 1) H He Li C N O Ne Na Mg Al Si S Cl Ar K Ca Cr Mn 1 2 3 6 7 8 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20 24 25 1,01 4,00 6,94 12,01 14,01 16,00 20,18 22,99 24,31 26,98 28,09 32,07 35,45 39,95 39,10 40,08 52,00 54,94 Fe Ni Cu Zn Ge As Br Kr Ag Cd Sn I Xe Cs Ba Pt Pb Ra 26 28 29 30 32 33 35 36 47 48 50 53 54 55 56 78 82 86 55,85 58,69 63,55 65,40 72,64 74,92 79,90 83,80 107,87 112,41 118,71 126,90 131,29 132,91 137,33 195,08 207,2 222 Quest o 1. Uma mistura s lida composta de carbonato de s dio e bicarbonato de s dio. A dissolu o completa de 2,0 g dessa mistura requer 60,0 mL de uma solu o aquosa 0,5 mol L 1 de HCl. Assinale a op o que apresenta a massa de cada um dos componentes desta mistura s lida. A ( ) m Na 2 CO3 C ( ) m Na 2 CO3 0, 4 g ; m NaHCO3 1, 6 g 0,9 g ; m NaHCO3 1,1g E ( ) m Na 2 CO3 1,3g ; m NaHCO3 B ( ) m Na 2 CO3 D ( ) m Na 2 CO3 0, 7 g ; m NaHCO3 1,3g 1,1g ; m NaHCO3 0,9 g 0, 7 g Quest o 2. No ciclo de Carnot, que trata do rendimento de uma m quina t rmica ideal, est o presentes as seguintes transforma es: A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) duas adiab ticas e duas isob ricas. duas adiab ticas e duas isoc ricas. duas adiab ticas e duas isot rmicas. duas isob ricas e duas isoc ricas. duas isoc ricas e duas isot rmicas. Quest o 3. Suponha que um metal alcalino terroso se desintegre radioativamente emitindo uma part cula alfa. Ap s tr s desintegra es sucessivas, em qual grupo (fam lia) da tabela peri dica deve-se encontrar o elemento resultante deste processo? A ( ) 13 (III A) B ( ) 14 (IV A) C ( ) 15 (V A) D ( ) 16 (VI A) E ( ) 17 (VII A) Quest o 4. Um estudante mergulhou uma placa de um metal puro em gua pura isenta de ar, a 25 C, contida em um b quer. Ap s certo tempo, ele observou a libera o de bolhas de g s e a forma o de um precipitado. Com base nessas informa es, assinale a op o que apresenta o metal constituinte da placa. A ( ) C dmio B ( ) Chumbo C ( ) Ferro D ( ) Magn sio E ( ) N quel Quest o 5. Qual o gr fico que apresenta a curva que melhor representa o decaimento de uma amostra contendo 10,0 g de um material radioativo ao longo dos anos? Massa (g) Tempo Tempo (anos) 10,0 Tempo (anos) E( ) 10,0 Tempo Tempo (anos) 10,0 Massa (g) Massa (g) D( ) C( ) 10,0 10,0 Massa (g) B( ) 10,0 Massa (g) A( ) Tempo (anos) Tempo Tempo (anos) Quest o 6. Num experimento, um estudante verificou ser a mesma a temperatura de fus o de v rias amostras de um mesmo material no estado s lido e tamb m que esta temperatura se manteve constante at a fus o completa. Considere que o material s lido tenha sido classificado como: I. II. Subst ncia simples pura Subst ncia composta pura III. IV. Mistura homog nea eut tica Mistura heterog nea B ( ) apenas II e III. E ( ) apenas IV. C ( ) apenas III. Ent o, das classifica es acima, est ( o) ERRADA(S) A ( ) apenas I e II. D ( ) apenas III e IV. Quest o 7. Assinale a afirma o CORRETA a respeito do ponto de ebuli o normal (PE) de algumas subst ncias. A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) O 1-propanol tem menor PE do que o etanol. O etanol tem menor PE do que o ter met lico. O n-heptano tem menor PE do que o n-hexano. A trimetilamina tem menor PE do que a propilamina. A dimetilamina tem menor PE do que a trimetilamina. Quest o 8. O diagrama temperatura (T) versus volume (V) representa hipoteticamente as transforma es pelas quais um g s ideal no estado 1 pode atingir o estado 3. Sendo U a varia o de energia interna e q a quantidade de calor trocado com a vizinhan a, assinale a op o com a afirma o ERRADA em rela o s transforma es termodin micas representadas no diagrama. A( ) U12 q 12 B( ) U13 U 23 C( ) U 23 q 23 D( ) U 23 3 T 1 2 U12 E ( ) q 23 V 0 Quest o 9. Considere os tomos hipot ticos neutros V, X, Y e Z no estado gasoso. Quando tais tomos recebem um el tron cada um, as configura es eletr nicas no estado fundamental de seus respectivos nions s o dadas por: V (g) : [g s nobre] ns 2 np6 nd10 (n 1)s 2 (n 1) p6 X (g) : [g s nobre] ns 2 np6 Y (g) : [g s nobre] ns 2 np6 nd10 (n 1)s 2 (n 1) p3 Z (g) : [g s nobre] ns 2 np3 Nas configura es acima, [g s nobre] representa a configura o eletr nica no diagrama de Linus Pauling para o mesmo g s nobre, e n o mesmo n mero qu ntico principal para todos os nions. Baseado nessas informa es, CORRETO afirmar que A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) o tomo neutro V deve ter a maior energia de ioniza o entre eles. o tomo neutro Y deve ter a maior energia de ioniza o entre eles. o tomo neutro V deve ter maior afinidade eletr nica do que o tomo neutro X. o tomo neutro Z deve ter maior afinidade eletr nica do que o tomo neutro X. o tomo neutro Z deve ter maior afinidade eletr nica do que o tomo neutro Y. Quest o 10. Considere a rea o de dissocia o do N 2O4 (g) representada pela seguinte equa o: N 2O4 (g) t 2 NO2 (g) Assinale a op o com a equa o CORRETA que relaciona a fra o percentual ( ) de N 2O4 (g) dissociado com a press o total do sistema (P) e com a constante de equil brio em termos de press o (Kp). A( ) D( ) Kp 4P K p 2P K p Kp B( ) E( ) 4P K p Kp C( ) Kp 2P K p Kp 2P Quest o 11. Considere a rea o qu mica representada pela seguinte equa o: 4 NO 2 g O 2 (g) 2N 2O5 (g) Num determinado instante de tempo t da rea o, verifica-se que o oxig nio est sendo consumido a uma velocidade de 2, 4 x10 2 mol L 1 s 1. Nesse tempo t, a velocidade de consumo de NO2 ser de A ( ) 6, 0 x10 3 mol L 1 s 1. B ( ) 1, 2 x10 2 mol L 1 s 1. C ( ) 2, 4 x10 2 mol L 1 s 1. D ( ) 4,8 x10 2 mol L 1 s 1. E ( ) 9, 6 x10 2 mol L 1 s 1. Quest o 12. O acidente nuclear ocorrido em Chernobyl (Ucr nia), em abril de 1986, provocou a emiss o radioativa predominantemente de Iodo-131 e C sio-137. Assinale a op o CORRETA que melhor apresenta os respectivos per odos de tempo para que a radioatividade provocada por esses dois elementos radioativos decaia para 1% dos seus respectivos valores iniciais. Considere o tempo de meia-vida do Iodo-131 igual a 8,1 dias e do C sio-137 igual a 30 anos. Dados: ln 100 = 4,6 ; ln 2 = 0,69. A ( ) 45 dias e 189 anos. C ( ) 61 dias e 235 anos. E ( ) 74 dias e 296 anos. B ( ) 54 dias e 201 anos. D ( ) 68 dias e 274 anos. Quest o 13. Assumindo um comportamento ideal dos gases, assinale a op o com a afirma o CORRETA. A ( ) De acordo com a Lei de Charles, o volume de um g s torna-se maior quanto menor for a sua temperatura. B ( ) Numa mistura de gases contendo somente mol culas de oxig nio e nitrog nio, a velocidade m dia das mol culas de oxig nio menor do que as de nitrog nio. C ( ) Mantendo-se a press o constante, ao aquecer um mol de g s nitrog nio sua densidade ir aumentar. D ( ) Volumes iguais dos gases metano e di xido de carbono, nas mesmas condi es de temperatura e press o, apresentam as mesmas densidades. E ( ) Comprimindo-se um g s a temperatura constante, sua densidade deve diminuir. Quest o 14. Um estudante imergiu a extremidade de um fio de n quel-cr mio limpo em uma solu o aquosa de cido clor drico e, a seguir, colocou esta extremidade em contato com uma amostra de um sal i nico puro. Em seguida, exp s esta extremidade chama azulada de um bico de Bunsen, observando uma colora o amarela na chama. Assinale a op o que cont m o elemento qu mico respons vel pela colora o amarelada observada. A ( ) B rio. B ( ) Cobre. C ( ) L tio. D ( ) Pot ssio. E ( ) S dio. Quest o 15. Considere os seguintes sais: I. Al(NO3 )3 II. NaCl III. ZnCl2 IV. CaCl2 Assinale a op o que apresenta o(s) sal(is) que causa(m) a desestabiliza o de uma suspens o coloidal est vel de sulfeto de ars nio (As2S3) em gua. A ( ) Nenhum dos sais relacionados. C ( ) Apenas os sais I e II. E ( ) Todos os sais. B ( ) Apenas o sal I. D ( ) Apenas os sais II, III e IV. Quest o 16. Uma solu o aquosa de um cido fraco monopr tico mantida temperatura de 25 C. Na condi o de equil brio, este cido est 2,0 % dissociado. Assinale a op o CORRETA que apresenta, respectivamente, os valores num ricos do pH e da concentra o molar (expressa em mol L 1) do on hidroxila nesta solu o aquosa. Dados: pKa (25 C) = 4,0 ; log 5 = 0,7. A ( ) 0, 7 e 5, 0 x10 14 B ( ) 1, 0 e 1, 0 x10 13 C ( ) 1, 7 e 5, 0 x10 13 D ( ) 2,3 e 2, 0 x10 12 E ( ) 4, 0 e 1, 0 x10 10 Quest o 17. Foi observada a rea o entre um composto X e uma solu o aquosa de permanganato de pot ssio, a quente, ocorrendo o aumento do pH da solu o e a forma o de um composto Y s lido. Ap s a separa o do composto Y e a neutraliza o da solu o resultante, verificou-se a forma o de um composto Z pouco sol vel em gua. Assinale a op o que melhor representa o grupo funcional do composto org nico X. A ( ) lcool B ( ) amida C ( ) amina D ( ) ster E ( ) ter Quest o 18. Nos gr ficos abaixo, cada eixo representa uma propriedade termodin mica de um g s que se comporta idealmente. I II III Com rela o a estes gr ficos, CORRETO afirmar que A( B( C( D( E( ) ) ) ) ) I pode representar a curva de press o versus volume. II pode representar a curva de press o versus inverso do volume. II pode representar a curva de capacidade calor fica versus temperatura. III pode representar a curva de energia interna versus temperatura. III pode representar a curva de entalpia versus o produto da press o pelo volume. Quest o 19. A 20 C, a press o de vapor da gua em equil brio com uma solu o aquosa de a car igual a 16,34 mmHg. Sabendo que a 20 C a press o de vapor da gua pura igual a 17,54 mmHg, assinale a op o com a concentra o CORRETA da solu o aquosa de a car. A ( ) 7% (m/m) 1 C ( ) 0,93 mol L E ( ) A fra o molar do a car igual a 0,93 B ( ) 93% (m/m) D ( ) A fra o molar do a car igual a 0,07 Quest o 20. Um elemento galv nico constitu do pelos eletrodos abaixo especificados, ligados por uma ponte salina e conectados a um volt metro de alta imped ncia. Eletrodo I: fio de platina em contato com 500 mL de solu o aquosa 0,010 mol L 1 de hidr xido de pot ssio; Eletrodo II: fio de platina em contato com 180 mL de solu o aquosa 0,225 mol L 1 de cido percl rico adicionado a 320 mL de solu o aquosa 0,125 mol L 1 de hidr xido de s dio. Admite-se que a temperatura desse sistema eletroqu mico mantida constante e igual a 25 C e que a press o parcial do oxig nio gasoso (PO2 ) dissolvido igual a 1 atm. Assinale a op o CORRETA com o valor calculado na escala do eletrodo padr o de hidrog nio (EPH) da for a eletromotriz, em volt, desse elemento o galv nico. Dados: E O / H O 1, 23V (EPH) ; E o 0, 40 V (EPH) 2 A ( ) 1,17 2 B ( ) 0,89 O 2 / OH C ( ) 0,75 D ( ) 0,53 E ( ) 0,46 AS QUEST ES DISSERTATIVAS, NUMERADAS DE 21 A 30, DEVEM SER RESPONDIDAS NO CADERNO DE SOLU ES. Quest o 21. Escreva a equa o qu mica balanceada da combust o completa do iso-octano com o ar atmosf rico. Considere que o ar seco e composto por 21% de oxig nio gasoso e 79% de nitrog nio gasoso. Quest o 22. S o fornecidas as seguintes informa es relativas aos cinco compostos am nicos: A, B, C, D e E. Os compostos A e B s o muito sol veis em gua, enquanto que os compostos C, D, e E s o pouco sol veis. Os valores das constantes de basicidade dos compostos A, B, C, D e E s o, respectivamente, 1,0 x 10 3; 4,5 x 10 4; 2,6 x 10 10; 3,0 x 10 12 e 6,0 x 10 15. Atribua corretamente os dados experimentais apresentados aos seguintes compostos: 2-nitroanilina, 2-metilanilina, 2-bromoanilina, metilamina e dietilamina. Justifique a sua resposta. Quest o 23. A 25 C, realizam-se estes dois experimentos (Exp I e Exp II) de titula o cido-base medindo-se o pH da solu o aquosa em fun o do volume da base adicionada: Exp I: Titula o de 50 mL de cido clor drico 0,10 mol L 1 com hidr xido de s dio 0,10 mol L 1. Exp II: Titula o de 50 mL de cido ac tico 0,10 mol L 1 com hidr xido de s dio 0,10 mol L 1. a) Esboce em um mesmo gr fico (pH versus volume de hidr xido de s dio) a curva que representa a titula o do Exp I e a curva que representa a titula o do Exp II. Deixe claro no gr fico os valores aproximados do pH nos pontos de equival ncia. b) O volume da base correspondente ao ponto de equival ncia de uma titula o cido-base pode ser determinado experimentalmente observando-se o ponto de viragem de um indicador. Em laborat rio, disp em-se das solu es aquosas do cido e da base devidamente preparados nas concentra es propostas, de indicador, de gua destilada e dos seguintes instrumentos: bal o volum trico, bico de Bunsen, bureta, cron metro, dessecador, erlenmeyer, funil, kitassato, pipeta volum trica, term metro e tubo de ensaio. Desses instrumentos, cite os tr s mais adequados para a realiza o desse experimento. Quest o 24. Um elemento galv nico constitu do por uma placa de ferro e por uma placa de estanho, de mesmas dimens es, imersas em uma solu o aquosa 0,10 mol L 1 de cido c trico. Considere que esta solu o: cont m ons ferrosos e estanosos; ajustada para pH = 2; isenta de oxig nio; e mantida nas condi es ambientes. Sabendo-se que o nion citrato reage quimicamente com o c tion Sn2+(aq), diminuindo o valor do potencial de eletrodo do estanho, determine o valor num rico da rela o entre as concentra es dos c tions Sn2+(aq) e Fe2+(aq), [Sn 2 ] [Fe 2 ] , a partir do qual o estanho passa a se comportar como o anodo do par galv nico. Dados: Potenciais de eletrodo em rela o ao eletrodo padr o de hidrog nio nas condi es-padr o: E o Fe2 / Fe 0, 44 V ; E oSn 2 /Sn 0,14 V Quest o 25. a) Considerando que a press o osm tica da sacarose (C12H 22O11) a 25 C igual a 15 atm, calcule a massa de sacarose necess ria para preparar 1,0 L de sua solu o aquosa a temperatura ambiente. b) Calcule a temperatura do ponto de congelamento de uma solu o contendo 5,0 g de glicose (C6H12O6 ) em 25 g de gua. Sabe-se que a constante do ponto de congelamento da gua igual a 1,86 oC kg mol 1. c) Determine a fra o molar de hidr xido de s dio em uma solu o aquosa contendo 50% em massa desta esp cie. Quest o 26. S o dadas as seguintes informa es: I. II. O polietileno est vel at aproximadamente 340 C. Acima de 350 C ele entra em combust o. Para reduzir ou retardar a propaga o de chama em casos de inc ndio, s o adicionados retardantes de chama formula o dos pol meros. III. O Al(OH)3 pode ser usado como retardante de chama. A aproximadamente 220 C, ele se decomp e, Al2O3 (s) 3H 2O(g) , cuja varia o de entalpia ( H) envolvida segundo a rea o 2 Al(OH)3 (s) 1 igual a 1170 J g . IV. Os tr s requisitos de combust o de um pol mero s o: calor de combust o, combust vel e oxig nio. Os retardantes de chama interferem no fornecimento de um ou mais desses requisitos. Se Al(OH)3 for adicionado a polietileno, cite um dos requisitos de combust o que ser influenciado por cada um dos par metros abaixo quando a temperatura pr xima ao polietileno atingir 350 C. Justifique resumidamente sua resposta. a) Forma o de Al2O3(s) b) Forma o de H2O(g) c) H de decomposi o do Al(OH)3 Quest o 27. Sabendo que a constante de dissocia o do hidr xido de am nio e a do cido cian drico em gua s o, respectivamente, K b 1, 76 x10 5 (pK b 4, 75) e Ka 6, 20 x10 10 (pK a 9, 21) , determine a constante de hidr lise e o valor do pH de uma solu o aquosa 0,1 mol L 1 de cianeto de am nio. Quest o 28. Considere duas rea es qu micas (I e II) envolvendo um reagente X. A primeira (I) de primeira ordem em rela o a X e tem tempo de meia-vida igual a 50 s. A segunda (II) de segunda ordem em rela o a X e tem tempo de meia-vida igual metade da primeira rea o. Considere que a concentra o inicial de X nas duas rea es igual a 1,00 mol L 1. Em um gr fico de concentra o de X (mol L 1) versus tempo (de 0 at 200 s), em escala, trace as curvas de consumo de X para as duas rea es. Indique com I a curva que representa a rea o de primeira ordem e, com II, a que representa a rea o de segunda ordem. Quest o 29. Um tanque de estocagem de produtos qu micos foi revestido internamente com n quel puro para resistir ao efeito corrosivo de uma solu o aquosa cida contida em seu interior. Para manter o l quido aquecido, foi acoplado junto ao tanque um conjunto de resistores el tricos alimentados por um gerador de corrente cont nua. Entretanto, uma falha no isolamento el trico do circuito dos resistores promoveu a eletrifica o do tanque, ocasionando um fluxo de corrente residual de intensidade suficiente para desencadear o processo de corros o eletrol tica do revestimento met lico. Admitindo-se que a superf cie do tanque constitu da por uma monocamada de n quel com densidade at mica igual a 1,61 x 1019 tomos m 2 e que a rea superficial do tanque exposta solu o cida de 5,0 m2, calcule: a) a massa, expressa em gramas, de tomos de n quel que constituem a monocamada at mica do revestimento met lico. b) o tempo necess rio, expresso em segundos, para que a massa de n quel da monocamada at mica seja consumida no processo de dissolu o an dica pela passagem da densidade de corrente de corros o de 7, 0 A cm 2 . Quest o 30. descrita uma seq ncia de v rias etapas experimentais com suas respectivas observa es: I. II. III. IV. V. VI. Dissolu o completa de um fio de cobre em gua de bromo em excesso com forma o de uma solu o azulada A. Evapora o completa da solu o A e forma o de um s lido marrom B. Aquecimento do s lido B a 500 C, com forma o de um s lido branco de CuBr e um g s marrom C. Dissolu o de CuBr em uma solu o aquosa concentrada de cido n trico, formando uma nova solu o azulada D e libera o de dois gases: C e E. Evapora o da solu o azulada D com forma o de um s lido preto F e libera o de dois gases: E e G. Rea o a quente do s lido F com hidrog nio gasoso e na aus ncia de ar, formando um s lido avermelhado H e liberando gua. Baseando-se nesta descri o, apresente as f rmulas moleculares das subst ncias B, C, E, F, G e H. INSTITUTO TECNOL GICO DE AERON UTICA VESTIBULAR 2009 GABARITO F sica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D E B A C C B D C E A A B E D D C B A C Ingl s 1 D 2 E 3 B 4 B 5 C 6 D 7 A 8 D 9 E 10 D 11 A 12 C 13 B 14 A 15 B 16 E 17 A 18 C 19 B 20 A Portugu s 21 B 22 B 23 E 24 A 25 B 26 C 27 A 28 A 29 D 30 D 31 E 32 C 33 E 34 D 35 D 36 A 37 E 38 A 39 C 40 B Matem tica 1 C 2 B 3 E 4 B 5 E 6 C 7 A 8 B 9 E 10 D 11 A 12 B 13 E 14 D 15 D 16 E 17 A 18 B 19 A 20 C Qu mica 1 C 2 C 3 B 4 D 5 B 6 E 7 D 8 A 9 E 10 A 11 E 12 B 13 B 14 E 15 E 16 D 17 A 18 C 19 D 20 D Gabarito Oficial.xls

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