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ITA Vestibular de 2011 - Química

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CONSTANTES Constante de Avogadro = 6, 02 x 10 23 mol 4 1 Constante de Faraday ( F) = 9, 65 x 10 C mol Volume molar de g s ideal = 22, 4 L (CNTP) Carga elementar = 1, 602 x 10 Constante dos gases ( R) = 8, 21 x 10 Constante gravitacional (g) = 9,81 m s 2 19 1 4 9, 65 x 10 A s mol 1 4 1 9, 65 x 10 J V mol 1 C 1 atm L K mol 1 1 8, 31 J K mol 1 1 1, 98 cal K mol 1 1 = 62, 4 mm Hg L K mol 1 2 DEFINI ES Press o de 1 atm 760 mmHg 2 101 325 N m 2 760 Torr 2 1J 1 Nm 1 kg m s Condi es normais de temperatura e press o (CNTP): 0 C e 760 mmHg Condi es ambientes: 25 C e 1 atm 1 Condi es-padr o: 25 C e 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 . ( ua) unidades arbitr rias . A 1 concentra o da esp cie qu mica A em mol L . MASSAS MOLARES Elemento Qu mico N mero At mico H Li C N O F Ne Na Mg Al Si S Cl Ca 1 3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17 20 Massa Molar -1 (g mol ) Elemento Qu mico N mero At mico Mn Fe Co Cu Zn As Br Mo Sb I Ba Pt Au Hg 25 26 27 29 30 33 35 42 51 53 56 78 79 80 1,01 6,94 12,01 14,01 16,00 19,00 20,18 22,99 24,30 26,98 28,08 32,07 35,45 40,08 Massa Molar -1 (g mol ) 54,94 55,85 58,93 63,55 65,39 74,92 79,90 95,94 121,76 126,90 137,33 195,08 196,97 200,59 Quest o 1. A solu o aquosa 6% em massa de gua oxigenada (H 2O 2 ) geralmente empregada como agente branqueador para tecidos e cabelos. Pode-se afirmar que a concentra o aproximada dessa solu o aquosa, expressa em volumes, A ( ) 24. B ( ) 20. C ( ) 12. D ( ) 10. E ( ) 6. Quest o 2. Assinale a op o que apresenta o cido mais forte, considerando que todos se encontram nas mesmas condi es de concentra o, temperatura e press o. A( ) CH 3COOH B( ) CH 3CH 2 COOH D( ) C CH 2COOH E( ) C 3CCOOH C( ) CH 3 3 CCOOH Quest o 3. A 25 C, tr s frascos (I, II e III) cont m, respectivamente, solu es aquosas 0,10 mol L 1 em acetato de s dio, em cloreto de s dio e em nitrito de s dio. Assinale a op o que apresenta a ordem crescente CORRETA de valores de pH x (x I, II e III) dessas solu es, sabendo que as constantes de dissocia o (K) , a 25 C, dos cidos clor drico (HC ) , nitroso (HNO 2 ) e ac tico (CH 3COOH) , apresentam a seguinte rela o: K HC A( ) C( ) E( ) pH I pH II pH III pH II pH I pH II K HNO2 pH III pH III pH I K CH COOH 3 pH I pH II B( ) D( ) pH III pH III pH II pH I 1, 0 g cm 3 , respectivamente. Adicionando 72 g de gua pura a 928 g de etanol puro, obteve-se uma solu o com 1208 cm3 de Quest o 4. A 25 C, as massas espec ficas do etanol e da gua, ambos puros, s o 0,8 g cm 3 e volume. Assinale a op o que expressa a concentra o desta solu o em graus Gay-Lussac ( GL). A( ) 98 B( ) 96 C( ) 94 D( ) 93 E( ) 72 Quest o 5. Considere a energia liberada em I. II. combust o completa (estequiom trica) do octano e em c lula de combust vel de hidrog nio e oxig nio. Assinale a op o que apresenta a raz o CORRETA entre a quantidade de energia liberada por tomo de hidrog nio na combust o do octano e na c lula de combust vel. Dados: Energias de liga o, em kJ mol 1 : C C C H C=O A( ) 0,280 B( ) 1,18 347 413 803 H H H O O=O C( ) 2,35 436 464 498 D( ) 10,5 E( ) 21,0 Quest o 6. Em um experimento eletrol tico, uma corrente el trica circula atrav s de duas c lulas durante 5 horas. Cada c lula cont m condutores eletr nicos de platina. A primeira c lula cont m solu o aquosa de ons Au 3 enquanto que, na segunda c lula, est presente uma solu o aquosa de ons Cu 2 . Sabendo que 9,85 g de ouro puro foram depositados na primeira c lula, assinale a op o que corresponde massa de cobre, em gramas, depositada na segunda c lula eletrol tica. A ( ) 2,4 B ( ) 3,6 C ( ) 4,8 D ( ) 6,0 E ( ) 7,2 Quest o 7. A combust o de um composto X na presen a de ar atmosf rico ocorre com a forma o de fuligem. Dos compostos abaixo, assinale a op o que cont m o composto X que apresenta a maior tend ncia de combust o fuliginosa. A( ) D( ) C6 H 6 CH3 (CH 2 )6 CH3 B( ) E( ) C2H5OH CH3OH C( ) CH 4 Quest o 8. Nas condi es ambientes, assinale a op o que cont m apenas xidos neutros. A( ) C( ) E( ) NO 2 , CO e Al2O3 N 2O , NO e NO 2 SiO 2 , CO 2 e CO B( ) D( ) N 2O , NO e CO SiO 2 , CO 2 e Al2O3 Quest o 9. Assinale a op o que apresenta a f rmula molecular do pol mero que pode conduzir corrente el trica. A( ) CH2 B( ) CH2 CH C( ) CH CHCH3 CF2 n n D( ) CF2 E( ) CH2 CHOH n CH2 n n Quest o 10. S o descritos abaixo dois experimentos, I e II, nos quais h sublima o completa de uma mesma quantidade de di xido de carbono no estado s lido a 25 C: I - O processo realizado em um recipiente hermeticamente fechado, de paredes r gidas e indeform veis. II - O processo realizado em cilindro provido de um pist o, cuja massa desprez vel e se desloca sem atrito. A respeito da varia o da energia interna do sistema ( U) , calor (q) e trabalho (w), nos experimentos I e II, assinale a op o que cont m a afirma o ERRADA. A( ) qI D( ) 0 w II B( ) 0 E( ) w II U II wI C( ) UI U II q II Quest o 11. Assinale a op o CORRETA que apresenta o potencial de equil brio do eletrodo A 3 / A , em volt, na escala do eletrodo de refer ncia de cobre-sulfato de cobre, temperatura de 25 C, calculado para uma concentra o do on alum nio de 10 3 mol L 1 . Dados: Potenciais de eletrodo padr o do cobre-sulfato de cobre (E o CuSO4 /Cu ) e do alum nio (E o A 3 /A ) , na escala do eletrodo de hidrog nio, nas condi es-padr o: E o CuSO4 /Cu EoA 3 A( ) 1, 23 B( ) 1,36 0,310 V 1,67 V /A C( ) 1, 42 D( ) 1,98 E( ) 2, 04 Quest o 12. Em um experimento de laborat rio, cloreto de alum nio, cloreto de zinco e carbonato de s dio s o dissolvidos, individualmente, em tr s recipientes separados contendo gua neutra aerada com pH = 7. Uma placa de ferro met lico imersa em cada um dos recipientes, que s o mantidos temperatura de 25 C. Admitindo-se as condi es experimentais apresentadas acima, s o feitas as seguintes afirma es em rela o influ ncia da hidr lise dos sais na velocidade de corros o das placas met licas: I. II. III. O c tion alum nio hidratado forma solu es aquosas que aceleram a corros o do ferro. As solu es aquosas produzidas pela hidr lise do nion carbonato inibem a corros o do ferro. A corros o do ferro inibida pela solu o aquosa formada no processo de hidr lise do c tion zinco hidratado. Das afirma es acima, est ( o) CORRETA(S) apenas A ( ) I e II. B ( ) I e III. C ( ) II. D ( ) II e III. E ( ) III. Quest o 13. A rea o catalisada do triacilglicerol com um lcool (metanol ou etanol) produz glicerol (1, 2,3 propanotriol) e uma mistura de steres alqu licos de cidos graxos de cadeia longa, mais conhecido como biodiesel. Essa rea o de transesterifica o envolve o equil brio representado pela seguinte equa o qu mica balanceada: H 2C OCOR ' HC OCOR '' H 2C H 2C OCOR ''' triacilglicerol OH HC NaOH OH R OCOR '' OH R OCOR ''' lcool glicerol R ', R ", R ''' = cadeias carb nicas dos cidos graxos em que: R OCOR ' H 2C 3R OH e mistura de steres alqu licos (biodiesel) R = grupo alquil do lcool reagente. A respeito da produ o do biodiesel pelo processo de transesterifica o, s o feitas as seguintes afirma es: I. II. III. O hidr xido de s dio dissolvido completamente e reage com o agente transesterificante para produzir gua e o on alc xido. Na transesterifica o catalisada por lcali, os reagentes empregados nesse processo devem ser substancialmente anidros para prevenir a forma o de sab es. Na rea o de produ o do biodiesel pela rota et lica, com catalisador alcalino, o alc xido formado inibe a rea o de saponifica o. Das afirma es acima, est ( o) CORRETA(S) apenas A ( ) I e II. B ( ) I e III. C ( ) II. D ( ) II e III. E ( ) III. Quest o 14. Um sistema em equil brio composto por n 0 mol de um g s ideal a press o P0 , volume V0 , temperatura T0 e energia interna U 0 . Partindo sempre deste sistema em equil brio, s o realizados isoladamente os seguintes processos: I. Processo isob rico de T0 at T0 2 . II. Processo isob rico de V0 at 2V0 . III. Processo isoc rico de P0 at P0 2 . IV. Processo isoc rico de T0 at 2T0 . V. Processo isot rmico de P0 at P0 2 . VI. Processo isot rmico de V0 at V0 2 . Admitindo que uma nova condi o de equil brio para esse sistema seja atingida em cada processo x (x I, II, III, IV, V e VI) , assinale a op o que cont m a informa o ERRADA. A ( ) UV U VI 2 B ( ) U VI U0 C ( ) PIV PVI D ( ) TII 4TIII E ( ) VI VV 4 Quest o 15. Quando aquecido ao ar, 1,65 g de um determinado elemento X forma 2,29 g de um xido de f rmula X 3O 4 . Das alternativas abaixo, assinale a op o que identifica o elemento X . A( ) D( ) Antim nio Mangan s B( ) E( ) Ars nio Molibd nio C( ) Ouro Quest o 16. Assinale a op o que apresenta a ordem crescente ERRADA de solubilidade em gua das subst ncias abaixo, nas condi es ambientes. A( ) C5 H12 C( ) CH 4 E( ) N2 C5 H11C C2 H 6 O2 C5 H11OH B( ) C 2 H 4O D( ) C5 H11OH C4 H 9 OH C3H 7 OH CC 2 F2 CC F3 CF4 NO Quest o 17. Considere as seguintes afirma es: I. II. III. Um coloide formado por uma fase dispersa e outra dispersante, ambas no estado gasoso. As liga es qu micas em cer micas podem ser do tipo covalente ou i nica. Cristal l quido apresenta uma ou mais fases organizadas acima do ponto de fus o do s lido correspondente. Ent o, das afirma es acima, est ( o) CORRETA(S) A ( ) apenas I. D ( ) apenas II e III. B ( ) apenas I e II. E ( ) apenas III. C ( ) apenas II. Quest o 18. Assinale a op o que apresenta a rela o ERRADA a respeito do comprimento de liga o (R ) entre pares de mol culas (neutras, c tions ou nions), todas no estado gasoso. A( ) R CO em CO C( ) R NO em NO 2 E( ) R SO em SO3 R CO em CO 2 B( ) R SO em SO3 R NO em NO D( ) R NO em NO2 R NO em NO R NN em N 2 F2 R NN em N 2 F4 2 Quest o 19. A figura mostra o perfil reacional da decomposi o de um composto X por dois caminhos reacionais diferentes, I e II . Baseado nas informa es apresentadas nessa figura, assinale a op o ERRADA. A( ) B( ) C( ) D( ) E( ) O caminho reacional II envolve duas etapas. A quantidade de energia liberada pelo caminho reacional I igual do caminho reacional II . O composto K um intermedi rio no processo reacional pelo caminho II . O caminho reacional I mostra que a decomposi o de X de primeira ordem. O caminho reacional II refere-se rea o catalisada. Quest o 20. Considere dois cilindros id nticos (C1 e C2) , de paredes r gidas e indeform veis, inicialmente evacuados. Os cilindros C1 e C2 s o preenchidos, respectivamente, com O 2 (g) e Ne (g) at atingirem a press o de 0,5 atm e temperatura de 50 C. Supondo comportamento ideal dos gases, s o feitas as seguintes afirma es: I. II. III. IV. O cilindro C1 cont m maior quantidade de mat ria que o cilindro C2 . A velocidade m dia das mol culas no cilindro C1 maior que no cilindro C2 . A densidade do g s no cilindro C1 maior que a densidade do g s no cilindro C2 . A distribui o de velocidades das mol culas contidas no cilindro C1 maior que a das contidas no cilindro C2 . Assinale a op o que apresenta a(s) afirma o( es) CORRETA(S). A( ) D( ) Apenas I e III. Apenas II e IV. B( ) E( ) Apenas I e IV. Apenas III. C( ) Apenas II. 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, COM APRESENTA O DO VALOR ABSOLUTO DO RESULTADO. Quest o 21. A velocidade de uma rea o qu mica dada pela seguinte equa o: v C 1 ; em que C e s o constantes e C , a concentra o do reagente. C quando a velocidade da rea o atinge 90% do seu valor limite, o que ocorre quando Calcule o valor do produto C 1. Quest o 22. Determine a constante de equil brio, a 25 C e 1,0 atm, da rea o representada pela seguinte equa o qu mica: 2 MnO 4 (aq) 3Mn 2 (aq) 2 H 2O ( ) 5MnO 2 (s) 4H (aq) S o dadas as semiequa es qu micas e seus respectivos potenciais el tricos na escala do eletrodo de hidrog nio, nas condi es-padr o: 2 MnO 4 (aq) 3MnO 2 (s) 8H (aq) 12 H (aq) 6e 6e 2 MnO 2 (s) 4H 2O ( ) ; E o MnO 3Mn 2 (aq) 6 H 2O ( ) ; E o MnO 4 2 MnO2 1,70 V 1, 23 V Mn 2 Quest o 23. Para cada conjunto de subst ncias, escolha aquela que apresenta a propriedade indicada em cada caso. Justifique sua resposta. a) b) c) d) e) Entre acetona, cido ac tico e cido benz ico, qual deve apresentar a maior entalpia de vaporiza o? Entre hidrog nio, metano e mon xido de carbono, qual deve apresentar o menor ponto de congelamento? Entre fl or, cloro e bromo, qual deve apresentar maior ponto de ebuli o? Entre acetona, gua e etanol, qual deve apresentar menor press o de vapor nas condi es ambientes? Entre ter, etanol e etilenoglicol, qual deve apresentar maior viscosidade nas condi es ambientes? Quest o 24. A rea o qu mica hipot tica representada pela seguinte equa o: foi acompanhada experimentalmente, medindo-se as concentra es das esp cies 2 AB2C k AB2C , AB2 2 AB2 e C2 C2 em fun o do tempo. A partir destas informa es experimentais, foram determinadas a constante de velocidade (k) e a lei de velocidade da rea o. Com base nessa lei de velocidade, o mecanismo abaixo foi proposto e aceito: Mecanismo: AB2C AB2C k1 C AB2 k2 C AB2 lenta C2 r pida Explique como foi poss vel determinar a constante de velocidade (k) . Quest o 25. Em um frasco de vidro, uma certa quantidade de Ba(OH) 2 .8H 2O (s) adicionada a uma quantidade, em excesso, de NH 4 NO3 (s) , ambos pulverizados. Quando os dois reagentes s o misturados, observa-se a ocorr ncia de uma rea o qu mica. Imediatamente ap s a rea o, o frasco colocado sobre um bloco de madeira umedecido, permanecendo aderido a ele por um certo per odo de tempo. Escreva a equa o qu mica balanceada que representa a rea o observada. Explique por que o frasco ficou aderido ao bloco de madeira, sabendo que o processo de dissolu o em gua do NH 4 NO3 (s) endot rmico. Quest o 26. Escreva as f rmulas estruturais das subst ncias A, B, C, D, E e F apresentadas nas seguintes equa es qu micas: CH 3CH 2CH 2 Br A H 2O H A LiA H 4 CH3MgBr A B E A CN C D F Quest o 27. O di xido de carbono representa, em m dia, 0,037% da composi o volum trica do ar seco atmosf rico, nas condi es ambientes. Esse g s, dissolvido em gua, sofre um processo de hidrata o para formar um cido dipr tico, que se ioniza parcialmente no l quido. Admitindo-se que gua pura seja exposta a CO 2 (g) atmosf rico, nas condi es ambientes, e sabendo que o equil brio entre as fases gasosa e l quida desse g s descrito pela lei de Henry, calcule: a) a solubilidade do CO 2 (aq) , expressa em mg L 1 , nas condi es especificadas acima, sabendo que a constante da lei de Henry para CO 2 gasoso dissolvido em gua a 25 C 3, 4 x 10 2 mol L 1 atm 1 . 1 b) a concentra o molar do nion bicarbonato, expressa em mol L , sabendo que a constante de dissocia o cida para o primeiro equil brio de ioniza o do cido dipr tico a 25 C 4, 4 x 10 7 . Quest o 28. Em um processo hidrometal rgico, conduzido nas condi es ambientes, o mineral calcopirita (CuFeS2 ) lixiviado em solu o aquosa de sulfato f rrico. Durante o processo, o sulfato f rrico regenerado a partir da adi o de cido sulf rico e oxig nio gasoso a essa solu o aquosa. Sabendo que a calcopirita um semicondutor que sofre corros o eletroqu mica em meios aquosos oxidantes e, admitindo-se que esse mineral, empregado no processo de lixivia o, quimicamente puro, escreva as equa es qu micas balanceadas das rea es que representam: a) a etapa de lixivia o de CuFeS2 (s) com sulfato f rrico aquoso. b) a etapa de regenera o da quantidade exata de mat ria total do sulfato f rrico consumido no processo de lixivia o da etapa a , com adi o de solu o aquosa dilu da de cido sulf rico e inje o de g s oxig nio. c) a rea o global do processo de lixivia o da calcopirita, considerando-se as etapas a e b acima. Quest o 29. O produto de solubilidade em gua, a 25 C, do sal hipot tico M(IO3 ) 2 7, 2 x 10 9 . Calcule a solubilidade molar desse sal em uma solu o aquosa 2,0 x 10 2 mol L 1 de M(NO3 ) 2 . Quest o 30. Estima-se que a exposi o a 16 mg m 3 de vapor de merc rio por um per odo de 10 min seja letal para um ser humano. Um term metro de merc rio foi quebrado e todo o seu conte do foi espalhado em uma sala fechada de 10 m de largura, 10 m de profundidade e 3 m de altura, mantida a 25 C. Calcule a concentra o de vapor de merc rio na sala ap s o estabelecimento do equil brio Hg ( ) Hg (g) , sabendo que a press o de vapor do merc rio a 25 C 3 x 10 6 atm , e verifique se a concentra o de vapor do merc rio na sala ser letal para um ser humano que permane a em seu interior por 10 min. INSTITUTO TECNOL GICO DE AERON UTICA VESTIBULAR 2011 GABARITO F sica 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Ingl s C E C B E B C B E C C B B D D E E B C C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 * B B C B E A B D A D D D C C D A D E E Portugu s 21 E 22 E 23 D 24 B 25 A 26 D 27 C 28 E 29 C 30 E 31 D 32 B 33 A 34 E 35 C 36 E 37 D 38 E 39 A 40 C Matem tica 1 B 2 C 3 E 4 * 5 A 6 B 7 E 8 C 9 A 10 A 11 D 12 E 13 D 14 C 15 D 16 C 17 B 18 A 19 E 20 C Qu mica 1 B 2 E 3 D 4 B 5 C 6 C 7 A 8 B 9 B 10 E 11 E 12 A 13 A 14 A 15 D 16 D 17 D 18 C 19 D 20 E Obs: as quest es 1 da prova de Ingl s e 4 da prova de matem tica suscitaram d vidas de interpreta o e foram consideradas corretas para todos os candidatos. 2011 Gabarito Oficial.xls

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