Vestibular de Química -  Instituto Tecnológico de Aeronáutica - 2013 - ITA, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)
Corcovado
Corcovado13 de Março de 2013

Vestibular de Química - Instituto Tecnológico de Aeronáutica - 2013 - ITA, Notas de estudo de Química. Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE)

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Vestibular de Química do Instituto Tecnológico de Aeronáutica do ano de 2013.
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CONSTANTES

Constante de Avogadro = 23 16,02 10 mol −× Constante de Faraday ( )F = 4 1 4 1 4 19,65 10 9,65 10 9,65 10C mol A s mol J V mol 1− − −× ⋅ = × ⋅ ⋅ = × ⋅ ⋅ −

Volume molar de gás ideal = ( )22,4 L CNTP Carga elementar = 191,602 10 C−×

Constante dos gases ( ) R = 2 1 1 1 1 1

1 1

8,21 10 8,31 1,98

62,4

atm L K mol J K mol cal K mol

mmHg L K mol

− − − − − −

− −

× ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅

⋅ ⋅ ⋅

1− =

Constante gravitacional ( )g = 29,81 m s −⋅

Constante de Rydberg ( )hcR∞ = 182,18 10 13,6J eV−× =

DEFINIÇÕES Pressão de 21 760 101325 760atm mmHg N m Torr−= = ⋅ =

2 21 1 1J N m kg m s −= ⋅ = ⋅ ⋅ ; ; 121 1 10pm m−= × 191 1,602 10eV J−= ×

Condições normais de temperatura e pressão ( ) 0: 0 760CNTP C e mmHg Condições ambientes: 025 1C e atm

Condições-padrão: ; concentração das soluções025 1C e atm 11 mol L −= ⋅ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão. ( )s = sólido. ( ) líquido. (= )g = gás. ( ) aquoso. aq = ( )CM = circuito metálico. ( )conc = concentrado. ( )ua = unidades arbitrárias. [ ]A = concentração da espécie química A em 1mol L −⋅ .

MASSAS MOLARES

Elemento QuímicoNúmero AtômicoMassa Molar

( )1g mol −⋅ Elemento QuímicoNúmero AtômicoMassa Molar

( )1g mol −⋅

H Li B C N O F

Na Mg Al P S Cl K

1 3 5 6 7 8 9

11 12 13 15 16 17 19

1,01 6,94

10,81 12,01 14,01 16,00 19,00 22,99 24,31 26,98 30,97 32,07 35,45 39,10

Ca Cr Fe Cu Zn Ge Br Ag I

Xe Ba Pt Hg Pb

20 24 26 29 30 32 35 47 53 54 56 78 80 82

40,08 52,00 55,85 63,55 65,38 72,63 79,90

107,90 126,90 131,30 137,30 195,10 200,60 207,20

Questão 1. Uma alíquota de uma solução aquosa constituída de haletos de sódio foi adicionada a uma solução aquosa de nitrato de prata, com formação de um precipitado. À mistura contendo o precipitado, foi adicionada uma alíquota de solução aquosa diluída de hidróxido de amônio, com dissolução parcial do precipitado. Ao precipitado remanescente, foi adicionada uma alíquota de solução aquosa concentrada de hidróxido de amônio, verificando-se uma nova dissolução parcial do precipitado. Sabendo que a mistura de haletos é constituída pelo fluoreto, brometo, cloreto e iodeto de sódio, assinale a alternativa CORRETA para o(s) haleto(s) de prata presente(s) no precipitado não dissolvido. A ( ) AgBr B ( ) AgC C ( ) AgF D ( ) AgI E ( ) AgBr e AgC

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Questão 2. Assinale a alternativa CORRETA para a substância química que dissolvida em água pura produz uma solução colorida. A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) 2CaC 3CrC NaOH KBr E ( ) ( )3 2Pb NO Questão 3. Assinale a alternativa CORRETA para o líquido puro com a maior pressão de vapor a . 025 C A ( ) n-Butano, B ( ) n-Octano, C ( ) Propanol, 4 10C H 8 18C H 3 7C H OH D ( ) Glicerol, E ( ) Água, ( )3 5 3C H OH 2H O Questão 4. Na temperatura ambiente, hidróxido de potássio sólido reage com o cloreto de amônio sólido, com a liberação de um gás. Assinale a alternativa CORRETA para o gás liberado nesta reação. A ( ) B ( ) C ( ) 2C 2H HC D ( ) E ( ) 3NH 2O Questão 5. Assinale a alternativa CORRETA para o par de substâncias cujas soluções aquosas, ao serem misturadas, produz um precipitado amarelo. A ( ) e 3A C KOH B ( ) ( )3 2Ba NO e C ( ) e 2 4Na SO ( )3 2Cu NO 4NaC O D ( ) ( )2 3 2 2Pb C H O e KI E ( ) e 3AgNO 4NH OH Questão 6. Um álcool primário, como o etanol, pode ser obtido pela redução de um ácido carboxílico. Assinale a alternativa CORRETA para o agente redutor que pode ser utilizado nesta reação. A ( ) B ( ) C ( ) D ( ) concentrado E ( ) concentrado 2 2 7K Cr O 2K CrO4 4LiA H 2 4H SO 3HNO Questão 7. Na figura abaixo é apresentada uma disposição bidimensional de bolinhas brancas e cinzas formando um “cristal”. Assinale a opção que apresenta a reprodução CORRETA para a célula unitária (caixa em destaque) do “cristal” em questão.

     

A ( ) B ( ) C ( )

D ( ) E ( )

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Questão 8. A reação entre os íons brometo e bromato, em meio aquoso e ácido, pode ser representada pela seguinte equação química balanceada:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )3 25 6 3aq aq aq aqBr BrO H Br H O − − ++ + → + 23

1

Sabendo que a velocidade de desaparecimento do íon bromato é igual a 6 15,63 10 mol L s− − −× ⋅ ⋅ , assinale a alternativa

que apresenta o valor CORRETO para a velocidade de aparecimento do bromo, , expressa em 2Br 1 1mol L s− −⋅ ⋅ .

A ( ) B ( ) C ( ) 51,69 10 −× 65,63 10 −× 61,90 10 −× D ( ) 61,13 10 −× E ( ) 161,80 10 −× Questão 9. 100 gramas de água líquida foram aquecidos utilizando o calor liberado na combustão completa de gramas de etanol. Sabendo que a variação da temperatura da água foi de , assinale a alternativa que apresenta o valor CORRETO para a entalpia molar de combustão do etanol. Considere que a capacidade calorífica da água é igual a

e que a energia liberada na combustão do etanol foi utilizada exclusivamente no aquecimento da água.

0, 25 012,5 C

1 0 14,18 kJ kg C−⋅ ⋅ −

A ( ) B ( ) C ( ) 961 kJ− 5, 2 kJ− 4, 2 kJ+ D ( ) 5, 2 kJ+ E ( ) 961 kJ+ Questão 10. Considere Y a quantidade (em mol) de iodo dissolvido em 100 de água, mL X um solvente praticamente

imiscível em água e ( )120K = a constante de partição do iodo entre o solvente X e a água a . Assinale a alternativa CORRETA para o volume do solvente

025 C X necessário para extrair do iodo contido inicialmente em

de água. 90%

100 mL A ( ) B ( ) C ( ) 12 D ( ) 100 E ( ) 120 7,5 mL 9,0 mL mL mL mL Questão 11. Considere as substâncias , e representadas pelas seguintes fórmulas estruturais: I II III

CH2

CH CNH O

OCH3 C

O

CH

NH2

CH2CHO

O

N S

O Na

O O

H

N

N

H

CH2 CH NH C CH2 CH2 NH2 COOH O

I . β-alanil L-histidina II . L-alfa-aspartil-L-fenilalanil metil-éster

III . ciclohexilsulfamato de sódio

Sob certas condições de umidade, temperatura, e/ou presença de determinadas enzimas, estas substâncias são hidrolisadas. Assinale a opção CORRETA para o(s) produto(s) formado(s) na reação de hidrólise das respectivas substâncias.

pH

A ( ) Somente aminoácido é formado em . B ( ) Somente aminoácido é formado em . I II C ( ) Amina aromática é formada em e . D ( ) Amina é formada em e . I II I III E ( ) Aminoácido é formado em e . II III

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Questão 12. A tabela ao lado apresenta os números de cargas elétricas ( )Z e o raio iônico ( )r apresentados por alguns cátions metálicos. Para as mesmas condições de temperatura e pressão é CORRETO afirmar que o de soluções aquosas, com

concentração dos nitratos de cada um dos cátions apresentados na tabela, aumenta na sequência:

pH 11 mol L −⋅

Cátion metálico Z ( )r pm

Na +

1+

95 2Fe + 2+ 76 2Mg + 2+ 65

3Fe + 3+ 64 3A + 3+ 50

A ( ) B ( ) 2 2 3Na Fe Mg Fe A+ + + +< < ≅ < 3 + 32 2 3Na Fe Mg Fe A+ + + +< < < < +

C ( ) 3 3 2 2A Fe Mg Fe Na+ + + +≅ < ≅ < + D ( ) 3 3 2 2A Fe Mg Fe Na+ + + +< ≅ < < +

E ( ) 3 3 2 2A Fe Mg Fe Na+ + + +< < < < + Questão 13. Assinale a opção que apresenta a afirmação CORRETA. A ( ) Um paciente com calor de apresenta-se febril. 042 C B ( ) A adição de energia térmica à água líquida em ebulição sob pressão ambiente causa um aumento na sua capacidade

calorífica. C ( ) Na temperatura de e pressão ambiente, 504 Cg de água no estado líquido contêm uma quantidade de energia

maior do que a de 5 g de água no estado sólido.

D ( ) A quantidade de energia necessária para aquecer 5 g de água de até é igual àquela necessária para aquecer

020 C 025 C 25 g de água no mesmo intervalo de temperatura e pressão ambiente.

E ( ) Sob pressão ambiente, a quantidade de energia necessária para aquecer massas iguais de alumínio (calor específico ) e de ferro (calor específico 10,89 J g K−⋅ ⋅ 1− 110, 45 J g K− −⋅ ⋅ ), respectivamente, de um mesmo incremento de

temperatura, , é aproximadamente igual. TΔ Questão 14. Considere o produto de solubilidade ( )psK , a , das substâncias : 025 C ,I II e III

( ) 62. ; 5,0psI Ca OH K −= ×10 10 ( ) 122. ; 5,6psII Mg OH K

−= ×

( ) 172. ; 3,0 1psIII Zn OH K −= × 0

Assinale a opção que contém a ordem CORRETA da condutividade elétrica, à temperatura de , de soluções aquosas não saturadas, de mesma concentração, dessas substâncias.

025 C

A ( ) B ( ) C ( ) I II III< < I II III= = II I III< < D ( ) III I II< < E ( ) III II I< < Questão 15. É ERRADO afirmar que, à temperatura de , o potencial de um eletrodo de cobre construído pela

imersão de uma placa de cobre em solução aquosa

025 C 11 mol L −⋅ de cloreto de cobre

A ( ) diminui se amônia é acrescentada à solução eletrolítica. B ( ) diminui se a concentração do cloreto de cobre na solução eletrolítica for diminuída. C ( ) duplica se a área da placa de cobre imersa na solução eletrolítica for duplicada. D ( ) permanece inalterado se nitrato de potássio for adicionado à solução eletrolítica tal que sua concentração nesta

solução seja . 11 mmol L −⋅ E ( ) aumenta se a concentração de íons de cobre for aumentada na solução eletrolítica.

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Questão 16. Uma solução líquida constituída por dois componentes A e e apresentando comportamento ideal, conforme Lei de Rauolt, está em equilíbrio com seu vapor. Utilizando a notação:

B

Ax e Bx para as respectivas frações em mo das substâncias l A e na solução líquida, B

Ap e Bp para as respectivas pressões de vapor de A e no vapor em equilíbrio com a solução líquida, e B 0 Ap e

0 Bp para as respectivas pressões de vapor de A puro e puro numa mesma temperatura, B

assinale a opção que apresenta a relação CORRETA para a pressão de vapor de A ( )Ap em equilíbrio com a solução líquida. A ( ) (0 1 )A Ap p x= ⋅ − A ) B ( ) (0 1A Bp p x= ⋅ − B AC ( ) 0A Bp p x= ⋅ D ( ) 0A A Ap p x= ⋅ E ( ) 0A B Bp p x= ⋅ Questão 17. Assinale a opção CORRETA para a propriedade físico-química cujo valor diminui com o aumento de forças intermoleculares. A ( ) Tensão superficial B ( ) Viscosidade C ( ) Temperatura de ebulição D ( ) Temperatura de solidificação E ( ) Pressão de vapor Questão 18. Um átomo A com elétrons, após n ( )1n − sucessivas ionizações, foi novamente ionizado de acordo com a equação ( )1 1n nA A− + +→ + e − . Sabendo o valor experimental da energia de ionização deste processo, pode-se conhecer o átomo A utilizando o modelo proposto por A ( ) E. Rutherford. B ( ) J. Dalton. C ( ) J. Thomson. D ( ) N. Bohr. E ( ) R. Mulliken. Questão 19. Os átomos A e do segundo período da tabela periódica têm configurações eletrônicas da camada de valência representadas por e , respectivamente. Com base nessas informações, são feitas as seguintes afirmações para as espécies gasosas no estado fundamental:

B 2 3ns np 2 5ns np

I. O átomo A deve ter maior energia de ionização que o átomo . B II. A distância da ligação entre os átomos na molécula deve ser menor do que aquela na molécula . 2A 2B III. A energia de ionização do elétron no orbital 1s do átomo A deve ser maior do que aquela do elétron no orbital 1s do

átomo de hidrogênio. IV. A energia de ligação dos átomos na molécula deve ser menor do que aquela dos átomos na molécula de

hidrogênio 2B

( )2H . Das afirmações acima está(ão) CORRETA(S) apenas A ( ) . B ( ) . C ( ) . D ( ) . E ( ) ,I II e IV I e III II e III III e IV IV . Questão 20. Considere as seguintes substâncias:

.I

.II

.III

.IV

CH

O

C OH

O

O

O

H3C C

O

CH2 CH CH3

CH3

Dessas substâncias, é (são) classificada(s) como cetona(s) apenas A ( ) . B ( ) . C ( ) . D ( ) . E ( ) . I e II II II e III ,II III e IV III

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AS QUESTÕES DISSERTATIVAS, NUMERADAS DE 21 A 30, DEVEM SER RESPONDIDAS NO CADERNO DE SOLUÇÕES. AS QUESTÕES NUMÉRICAS DEVEM SER DESENVOLVIDAS ATÉ O FINAL, COM APRESENTAÇÃO DO VALOR ABSOLUTO DO RESULTADO. Questão 21. A reação química de um ácido fraco (com um hidrogênio dissociável) com uma base forte produziu um sal. Uma solução aquosa desse sal puro é mantida à temperatura constante de . Admitindo-se que a

constante de hidrólise do sal é , determine o valor numérico da concentração, em

10,050 mol L −⋅ 025 C 10

, 25 5,0 10oh CK

−= × 1mol L −⋅ , do íon

hidróxido nessa solução aquosa. Questão 22. Nas condições ambientes, uma placa de ferro metálico puro é mergulhada numa solução aquosa, com e isenta de oxigênio, preparada pelo borbulhamento de sulfeto de hidrogênio gasoso em solução alcalina. Nesta solução, o ferro é oxidado (corroído) pelo íon hidrogenossulfeto com formação de uma camada sólida aderente e protetora sobre a superfície desse material metálico. A adição de cianeto de potássio à solução aquosa em contato com o substrato metálico protegido desestabiliza sua proteção promovendo a dissolução da camada protetora formada.

9pH

Com base nessas informações, escreva as equações químicas balanceadas das reações que representam: a) a corrosão eletroquímica do ferro pelo íon hidrogenossulfeto, produzindo hidrogênio atômico. b) a dissolução da camada passiva sobre o ferro pelo íon cianeto. Questão 23. Em um gráfico de pressão versus volume, represente o diagrama do ciclo idealizado por Carnot (máquina térmica) para uma transformação cíclica, ininterrupta, e sem perdas de calor e de trabalho, e vice-versa. Identifique e denomine as quatro etapas dessa transformação cíclica. Questão 24. Por exposição à atmosfera ambiente, o hidróxido de cálcio hidratado (cal hidratada) produz um filme que é utilizado na proteção de superfícies de alvenaria em um processo denominado “caiação”. Escreva a(s) equação(ões) química(s) balanceada(s) da(s) reação(ões) que representa(m), respectivamente,: a) a formação do filme acima citado, e b) o processo de produção industrial da cal hidratada. Questão 25. A hidrazina e o tetróxido de dinitrogênio ( 2 4N H ) ( )2 4N O são utilizados na propulsão líquida de foguete. A equação química não-balanceada que representa a reação global entre esses dois reagentes químicos é

( ) ( ) ( ) ( )2 2 24 4 2 g gN H N O N H O+ → +

Analisando esta reação do ponto de vista eletroquímico: a) esquematize um dispositivo eletroquímico (célula de combustível) no qual é possível realizar a reação química

representada pela equação do enunciado. b) escreva as equações químicas balanceadas das semirreações anódica e catódica que ocorrem no dispositivo

eletroquímico. Questão 26. Nas condições ambientes, qual dos cloretos é mais solúvel em etanol puro: cloreto de sódio ou cloreto de lítio? Justifique. Questão 27. Nas condições ambientes, 0,500 g de um resíduo sólido foi dissolvido completamente em aproximadamente

de uma mistura dos ácidos nítrico e fluorídrico 13 mL ( )3 : 10 :HNO HF = 3 . A solução aquosa ácida obtida foi quantitativamente transferida para um balão volumétrico com capacidade de e o volume do balão completado com água desmineralizada. A análise quantitativa dos íons de ferro na solução do balão revelou que a quantidade de ferro nesta solução era igual a . Respeitando o número de algarismos significativos, determine a quantidade de ferro (em

em massa) presente no resíduo sólido. Mostre o raciocínio e os cálculos realizados para chegar à sua resposta.

250 mL

140,0 mg L −⋅ %

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Questão 28. Os diagramas seguintes, traçados numa mesma escala, referem-se, respectivamente, aos equilíbrios, em fase gasosa e numa mesma temperatura, representados pelas seguintes equações químicas:

1. ;I AB CD AD CB K+ +

2. ;II AX CY AY CX K+ +

E1

E2

COORDENADA DA REAÇÃO

AB + CD

AC + BD

ENERGIA

E3

E´1

E´2

E´3

COORDENADA DA REAÇÃO

ENERGIA

AX + CY AY+ CX

Comparando as informações apresentadas nos dois diagramas, pedem-se: a) Qual das constantes de equilíbrio, ou terá valor maior? Justifique sua resposta. 1K 2K

Dado eventualmente necessário: A relação entre a variação da Energia Livre de Gibbs padrão e a constante de

equilíbrio (

( 0GΔ ) )K de uma reação é dada por . 0G RT nΔ = − ⋅ K

b) Para as seguintes misturas numa mesma temperatura:

1Mistura 2Mistura

[ ] 10,10inicialAB mol L −= ⋅

[ ] 10, 20inicialCD mol L −= ⋅

[ ] inicialAD ZE= RO

[ ] inicialCB ZERO=

[ ] 10,10inicialAX mol L −= ⋅

[ ] inicialAY ZE=

[ ] 10, 20inicialCY mol L −= ⋅

[ ] inicialCX ZERO=

RO

Qual das reações químicas, expressa pela equação ou , atinge o equilíbrio mais rapidamente? Justifique sua resposta. I II Questão 29. Sabendo que a energia de ionização do processo descrito na Questão 18 é igual a 122 , determine qual é o átomo

,4 eV A utilizando equações e cálculos pertinentes.

Questão 30. Considere o diagrama de fase hipotético representado esquematicamente na figura ao lado: O que representam os pontos , , ,A B C D e ? E

E

D C

BAP R

ES SÃ

O (a

tm )

TEMPERATURA (K)

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