Apostila de exercícios de química com questões resolvidas para o Enem, Exercícios de Química

Baixe Apostila de exercícios de química com questões resolvidas para o Enem e outras Exercícios em PDF para Química, somente na Docsity! Intensivão ENEM 2020 M I L E N A C A R L O T A J O Ã O P A U L O S O U S A Ciências da Natureza ([email protected]) ([email protected]) Apostila de questões Por: SUMÁRIO Tópico 1.0: Leis ponderais e estequiometria pg 1- 27 Questão comentada 1.0. pg 1-5 Questão comentada 2.0. pg 12 Tópico 2.0: Química orgânica pg 28- 58 Questão comentada 1.0. pg 29-32 Questão comentada 2.0. pg 45-48 Leis ponderais e estequiometria Tópico 1.0 O cobre presente nos fios elétricos e instrumentos musicais é obtido a partir da ustulação do minério calcosita (Cu2S). Durante esse processo, ocorre o aquecimento desse sulfeto na presença de oxigênio, de forma que o cobre fique “livre” e o enxofre se combine com o O2 produzindo SO2, conforme a equação química: Questão comentada (1.0) ENEM PPL 2015 As massas molares dos elementos Cu e S são, respectivamente, iguais a 63,5 g/mol e 32 g/mol.CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm?, para onde vão? São Paulo: Moderna, 1996 (adaptado). Considerando que se queira obter 16 mols do metal em uma reação cujo rendimento é de 80%, a massa, em gramas, do minério necessária para obtenção do cobre é igual a: a) 955. b) 1018. c) 1590. d) 2035. e) 3180. 1 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 1.0 (resolução comentada) A primeira coisa a ser pontuada ao se resolver uma questão de estequiometria é observar se a equação química que representa o processo está balanceada ou não. 2 átomos de Cu 1atômo de S 2 átomos de oxigênio 2 átomos de Cu 1atômo de S 2 átomos de oxigênio Após isso você já está apto para realizar as relações estequiométricas. Neste caso a relação entre o reagente sulfeto de cobre e o produto cobre. Essas relações são referentes a razão e proporção. É importante frizar que essas relações podem ser feitas entre quaisquer dois componentes de uma reação. Quando se trata de dois reagentes, o consumo de um resultará no consumo de outro. 2 Quando se trata da relação entre um reagente e um produto o consumo de um resultará na formação de uma quantidade proporcional do outro e assim por diante. Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 1.0 (resolução comentada) Precisamos achar a massa do minério ou seja do sulfeto de cobre quando 16 moles do produto é formado. Como já foi dito, há uma relação de proporcionalidade direta: 1mol de sulfeto de cobre 2 moles de cobre 16 moles de cobrex mol de sulfeto de cobre x mol de sulfeto de cobre = 8 moles de sulfeto cobre Esse valor seria obtido se todo o reagente fosse convertido em produto. Entretanto, o enunciado nos diz que o rendimento da reação foi só de 80%, ou seja isso significa dizer que é necessária uma quantidade de reagente maior do que o esperado 3 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (1.0) ENEM 2014 Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1). CaCO3(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + CO2(g) (1) Por sua vez, o sulfito de cálcio formado por ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 2 CaSO3(s) + O2(g) → 2CaSO4(s) (2) As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12 g/mol, 16 g/mol, 32 g/mol e 40 g/mol, respectivamente. 6 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria BAIRD, C. Química ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado). Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de; a) 64. b) 108. c) 122. d) 136. e) 245. Questões Propostas (2.0) ENEM 2012 No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de 7 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,00 Kg. d) 1,30 Kg. e) 3,00 Kg Questões Propostas (3.0) ENEM 2010 (O flúor é usado de forma ampla na prevenção de cáries. Por reagir com a hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2] presente nos esmaltes dos dentes, o flúor forma a fluorapatita [Ca10(PO4)6F2], um mineral mais resistente ao ataque ácido decorrente da ação de bactérias específicas presentes nos açúcares das placas que aderem aos dentes. A reação de dissolução da hidroxiapatita é: Dados: Massas molares (g/mol) – [Ca10(PO4)6(OH2)] = 1004; HPO42– = 96; Ca = 40. 8 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Considerando-se o valor de 6x1023 mol-1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual é a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades? a) 7,5 x 10^21. b) 1,5 x 10^22. c) 7,5 x 10^23. d) 1,5 x 10^25. e) 4,8 x 10^25. Questão comentada 2.0 (resolução comentada) Em química e física, a constante de Avogadro (símbolos: L, NA) é definida como sendo o número de átomos por mol de uma determinada substância. Dessa forma o valor de 6x1023 átomos corresponde a 1 mol de cálcio. E sabe-se que um mol de cálcio condiz a 40 g mol−1. 11 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 2.0 (resolução comentada) Como o enunciado mostra o valor recomendado de cálcio para consumo diário e de 1g. Basta que realizemos algumas relações de proporcionalidade para encontrar a solução do problema. 1 mol de Ca 40 g de Ca x 1 g de Ca x= 0,025 mol de Ca Partindo da definição da constante de Avogadro: 1 mol de Ca 0,025 mol de Ca 6x10^23 átomos de Ca x x= 1,5x10^22 átomos de Ca Importante conhecer o conceito de massa molar e constante de Avogadro para poder relacionar massa a quantidade de matéria e número de átomos com quantidade de matéria. 12 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (5.0) ENEM 2010 As mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras gerações são cada vez frequentes. A maior parte dos meios de transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200g de dióxido de carbono por km percorrido. Revista Aquecimento Global. Ano 2, no 8. Publicação do Instituto Brasileiro de Cultura Ltda. Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por meio da combustão do octano é possível a liberação da energia, permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa a reação química desse processo demonstra que 13 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Na queima de 1 litro desse combustível são liberados cerca de 2 kg de CO2 na atmosfera. O plantio de árvores pode atenuar os efeitos dessa emissão de CO2. A quantidade de carbono fixada por uma árvore corresponde a aproximadamente 50% de sua biomassa seca, e para cada 12g de carbono fixados, 44g de CO2 são retirados da atmosfera. No Brasil, o plantio de eucalipto (Eucalyptus grandis) é bem difundido, sendo que após 11 anos essa árvore pode ter a massa de 106 KG, dos quais 29 kg são água. Uma única árvore de Eucalyptus grandis, com as características descritas, é capaz de fixar a quantidade de Co2 liberada na queima de um volume dessa gasolina mais próximo de a) 19 L. b) 39 L. c) 71 L. d) 97 L. e)141 L. No Brasil, os postos de combustíveis comercializavam uma gasolina com cerca de 22% de álcool anidro. 16 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (8.0) UFSM O airbag é inflado quando o nitrogenio (N2) é produzido através do azoteto de sódio, em condições especiais. Uma das reações envolvidas nesse processo é 2NaN3 -> 2Na + 3N2. Considerando CNTP e volume molar 22,7 L, a massa de azoteto de sódio necessária para inflar um airbag de 10 L com nitrogenio, conforme a equação dada, é aproximadamente: a) 0,19g. b) 1,9g. c) 19g. d) 130g. e) 68 g Questões Propostas (9.0) UFSM Os CFCs, gases clorofluorcarbonetos, propelentes de sprays, aoatingirem 40 km de al- titude, são de compostos pela radiação ultravioleta. 17 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Em conseqüência, átomos de cloro são liberados, destruindo a camada de ozônio, conforme a rea- ção: Cl+O3 (g) → ClO(g) + O2 (g). Atendendo a essa equação balanceada e conside- rando volume molar 22,7 L e CNPT, pode-se afirmar que 0,71 g de Cl, nesse processo, fornecerá: a) 0,454 L de O2 b) 4,54 L de O2 c) 45,4 L de O2 d) 22,7 L de O2 e) 11,4 L de O2 Questões Propostas (10.0) ENEM 2011 O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e no clareamento de dentes. Na presença de soluções ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio, este óxido decompõe-se, conforme a equação a seguir: 18 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria 3 MnO2(s) + 4 Al(s) → 2 Al2O3(s) + 3 Mn(s) Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de manganês (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é a) 1,09t. b) 1,3t. c) 1,74t. d) 2,1t. e) 2,61t. Questões Propostas (13.0) UFMG Um ser humano adulto sedentário libera, ao respirar, em média, 0,880mol de CO2 por hora. A massa de CO2 pode ser calculada, medindo-se a quantidade de BaCBaCO3(s), produzida pela reação Ba(OH)2(aq) + CO2(g) → BaCBaCO3(s) + H2O(g). Suponha que a liberação de CO2(g) seja uniforme nos períodos de sono e de vigília. A alternativa que indica a massa de carbonato de bário que seria formada 21 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria pela reação do hidróxido de bário com o CO2(g), produzindo durante 30 minutos, é aproximadamente Massas atômicas: Ba = 137; C = 12; O = 16 a) 19g. b) 173g. c) 112g. d) 86,7g. e) 0,440g. Questões Propostas (14.0) FATEC O enxofre é uma impureza presente na gasolina e um dos responsáveis pela chuva ácida nos grandes centros urbanos. O teor de enxofre na gasolina pode ser determinado queimando-se uma amostra do combustível, oxidando-se os produtos gasosos com solução de peróxido de hidrogênio e titulando-se o ácido sulfúrico (H2SO4) assim formado.A partir de uma amostra de 10,0 g de gasolina obtiveram-se 2,00 . 10 elevado a terceira mol de H2SO4 pelo método descrito. A porcentagem de enxofre, em massa, na gasolina analisada, é de (Dado: massa molar do S = 32 g/mol.): 22 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria a) 0,196%. b) 0,640%. c) 1,96%. d) 6,40%. e) 20,0%. Questões Propostas (15.0) ITA Uma mistura de azoteto de sódio, NaN3, e de óxido de ferro (III), Fe2O3, submetida a uma centelha elétrica reage muito rapidamente produzindo, entre outras substâncias, nitrogênio gasoso e ferro metálico. Na reação entre o azoteto de sódio e o óxido de ferro (III) misturados em proporções estequiométricas, a relação (em mol/mol) N2 (g)/Fe2O3 é igual a: a) 1/2. b) 1. c) 3/2. d) 3. e) 9. 23 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria C7H6O3(s) + C4H6O3(l) → C9H8O4(s) + C2H4O2(l) a) 154g. b) 148g. c) 370g. d) 468g. e) 501g. Além de atuar como analgésico, é anti-inflamatório, antipirético e antiplaquetário. Seu princípio ativo é o ácido acetilsalicílico, C9H8O4 sintetizado pela reação do ácido salicílico, C7H6O3, com anidrido acético, C4H6O3 como mostrado pela equação química: Calcule a massa de anidrido acético necessária para consumir completamente 2,00 . 102 g ácido salicílico. (Dados: Massas molares em g . mol-1: H = 1; C = 12; O = 16). 26 Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (1.0) Gabarito C Questões Propostas (2.0) Gabarito B Questões Propostas (3.0) Gabarito D Questões Propostas (4.0) Gabarito B Questões Propostas (5.0) Gabarito D Questões Propostas (6.0) Gabarito E Questões Propostas (7.0) Gabarito C Questões Propostas (8.0) Gabarito C Questões Propostas (9.0) Gabarito A Questões Propostas (10.0) Gabarito B Questões Propostas (11.0) Gabarito A Questões Propostas (12.0) Gabarito D Questões Propostas (13.0) Gabarito D Questões Propostas (14.0) Gabarito B Questões Propostas (15.0) Gabarito E Questões Propostas (16.0) Gabarito E Questões Propostas (17.0) Gabarito B Questões Propostas (18.0) Gabarito B Gabarito 27 Tópico 2.0 Química Orgânica Os polímeros são materiais amplamente utilizados na sociedade moderna, alguns deles na fabricação de embalagens e filmes plásticos, por exemplo. Na figura estão relacionadas as estruturas de alguns monômeros usados na produção de polímeros de adição comuns. Questão comentada (1.0) ENEM 2017 Dentre os homopolímeros formados a partir dos monômeros da figura, aquele que apresenta solubilidade em água é. a) polietileno. b) poliestireno. c) polipropileno. d) poliacrilamida. e) policloreto de vinil. 28 Tópico 2.0 Química Orgânica Questão comentada (1.0) (resolução comentada 1.0) Amida O policloreto de vinila apresenta como função halogeneto de alquila caracterizado pela presença de uma halogênio ligado a cadeia carbônica apesar de apresentar certa polaridade a poliacrilamida é ainda mais polar. Halogeneto de alquila 31 Tópico 2.0 Química Orgânica Questão comentada (1.0) (resolução comentada 1.0) As estruturas das outras opções correspondem a hidrocarbonetos que são caracterizados pela presença apenas de carbono e hidrogênio sendo estrururas apolares. Sendo a água uma molécula polar e pela descrição geral que compostos polares são solúveis entre si a resposta será a molécula com maior polaridade correspondendo a estrutura da poliacrilamida. Resposta item D Questão proposta (1.0) ENEM 2017 A ozonólise, reação utilizada na indústria madeireira para a produção de papel, é também utilizada em escala de laboratório na síntese de aldeídos e cetonas. 32 As duplas ligações dos alcenos são clivadas pela oxidação com o ozônio (03), em presença de água e zinco metálico, e a reação produz aldeídos e/ou cetonas, dependendo do grau de substituição da ligação dupla. Ligações duplas dissubstituídas geram cetonas, enquanto as ligações duplas terminais ou monossubstituídas dão origem a aldeídos, como mostra o esquema. Tópico 2.0 Química Orgânica Considere a ozonólise do composto 1-fenil-2-metilprop-1-eno: Quais são os produtos formados nessa reação? 33 Em relação ao coeficiente de participação da testosterona, as lipofilias dos compostos 1 e 2 são, respectivamentes, Questão proposta (4.0) ENEM 2011 A bile é produzida pelo fígado, armazenada na vesícula biliar e tem papel fundamental na digestão de lipídeos. Os sais biliares são esteroides sintetizados no fígado a partir do colesterol, e sua rota de síntese envolve várias etapas. Partindo do ácido cólico representado na figura, ocorre a formação dos ácidos glicocólico e taurocólico; o prefixo glico- significa a presença de um resíduo do aminoácido glicina e o prefixo tauro-, do aminoácido taurina. a)menor e menor que a lipofilia da testosterona. b)menor e maior que a lipofilia da testosterona. c)maior e menor que lipofilia da testosterona. d)maior e maior que a lipofilia da testosterona. e)menor e igual à lipofilia da testosterona. Tópico 2.0 Química Orgânica 36 Tópico 2.0 Química Orgânica A combinação entre o ácido cólico e a glicina ou taurina origina a função amida, formada pela reação entre o grupo amina desses aminoácidos e o grupo a) carboxila do ácido cólico b) aldeído do ácido cólico. c) hidroxila do ácido cólico. d) cetona do ácido cólico. e) ester do ácido cólico. 37 Questão proposta (5.0) ENEM 2012 A produção mundial de alimentos poderia se reduzir a 40% da atual sem a aplicação de controle sobre as pragas agrícolas. Por outro lado, o uso frequente dos agrotóxicos pode causar contaminação em solos, águas superficiais e subterrâneas, atmosfera e alimentos. Os biopesticidas, tais como a piretrina ea coronopilina, têm sido uma alternativa na diminuição dos prejuízos econômicos, sociais e ambientais gerados pelos agrotóxicos. Tópico 2.0 Química Orgânica 38 Tópico 2.0 Química Orgânica a) suas densidades são maiores. b) o número de ramificações é maior. c) sua solubilidade no petróleo é maior. d) as forças intermoleculares são mais intensas. e) a cadeia carbônica é mais difícil de ser quebrada. Questão proposta (8.0) ENEM 2019 A utilização de corantes na indústria de alimentos é bastante difundida e a escolha por corantes naturais vem sendo mais explorada por diversas razões. A seguir são mostradas três estruturas de corantes naturais. 41 Tópico 2.0 Química Orgânica A propriedade comum às estruturas que confere cor a esses compostos é a presença de a) cadeia conjugada. b) cadeia ramificada. c) átomos de carbonos terciários. d) ligações duplas de configuração cis. e) átomos de carbonos de hibridação sp3 Questão proposta (9.0) ENEM 2012 O armazenamento de certas vitaminas no organismo apresenta grande dependência de sua solubilidade. Por exemplo, vitaminas hidrossolúveis devem ser incluídas na dieta diária, enquanto vitaminas lipossolúveis são armazenadas em quantidades suficientes para evitar doenças causadas pela sua carência. A seguir são apresentadas as estruturas químicas de cinco vitaminas necessárias ao organismo. 42 Tópico 2.0 Química Orgânica Dentre as vitaminas apresentadas na figura, aquela que necessita de maior suplementação diária é a)I. b)II. c)III. d) IV. e)V. Questão proposta (10.0) ENEM 2018 43 Questão comentada (2.0) (resolução comentada) Tópico 2.0 Química Orgânica O tipo de reação mostrada nessa questão é uma reação entre um diácido e uma diamina. Essa reação é classificada como uma reação de condensação. Reações de condensação são aquelas onde se tem por produto geral a água. Além disso, esse processo fornece um produto cuja estrutura Orgânica advinda de um ácido e uma amina. Basta que observemos o padrão: Diácido Diamina OH- H+ 46 Questão comentada (2.0) (resolução comentada) Tópico 2.0 Química Orgânica O nitrogênio liga-se ao carbono do carboxilato formando uma estrutura onde ocorre a junção dessas duas partes (e também dos dois grupos de saída, formando água): Para responder, de fato, a questão, é preciso que nos atentemos ao enunciado da questão, pois ele nos fornece as informações necessárias para tal. Essa informação diz respeito a numeração dada ao Nylon, que segue a regra de que o primeiro número refere-se a quantidade de carbonos do diácido e o segundo, a quantidade de átomos de carbono da diamina. Ou seja, você precisa lembrar de como os químicos contam: 47 Questão comentada (2.0) (resolução comentada) Tópico 2.0 Química Orgânica https://noic.com.br/olimpiadas/quimica/curso-noic-de-quimica-organica/aula-2-nomenclatura-organica/ Dito isso, basta consultar a tabela e perceber que no diácido, a quantidade de carbonos corresponde a 4 e na diamina, corresponde a 2. Resposta item D 48 a) I é mais solúvel que II e II mais solúvel que III. b) I é menos solúvel que II e II menos solúvel que III. c) II é menos solúvel que I e I menos solúvel que III. d) II é mais solúvel que I e I mais solúvel que III. e) I, II e III têm, individualmente, a mesma solubilidade. Tópico 2.0 Química Orgânica Questão proposta (13.0) ENEM 2015 Sais de amônio são sólidos iônicos com alto ponto de fusão, muito mais solúveis em água que as aminas originais Com relação às solubilidades dos compostos fenólicos I, II e III, em água, identifique a opção correta. 51 Tópico 2.0 Química Orgânica De acordo com o texto, que propriedade química das aminas possibilita a formação de sais de amônio estáveis, facilitando a manipulação de princípios ativos? a) Acidez. b) Basicidade. lc) Solubilidade. d) Volatilidade. e) Aromaticidade. e ligeiramente solúveis em solventes orgânicos apolares, sendo compostos convenientes para serem usados em xaropes e medicamentos injetáveis. Um exemplo é a efedrina, que funde a 79 °C, tem um odor desagradável e oxida na presença do ar atmosférico formando produtos indesejáveis. O cloridrato de efedrina funde a 217 °C, não se oxida e é inodoro, sendo o ideal para compor os medicamentos. 52 Tópico 2.0 Química Orgânica Questão proposta (15.0) ENEM 2012 A substância capaz de formar as estruturas mencionadas é a) C18H36. b) C17H33COONa. c) CH3 CH2 COONa. d) CH3CH2CH2 COOH. e) CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3 A capacidade de limpeza e a eficiência de um sabão dependem de sua propriedade de formar micelas estáveis, que arrastam com facilidade as moléculas impregnadas no material a ser limpo. Tais micelas têm em sua estrutura partes capazes de interagir com substâncias polares, como a água, e partes que podem interagir com substâncias apolares, como as gorduras e os óleos. Questão proposta (14.0) ENEM 2014 53 Tópico 2.0 Química Orgânica a) fórmula estrutural. b) fórmula molecular. c) identificação dos tipos de ligação. d) contagem do número de carbonos. e) identificaçáo dos grupos funcionais. As abelhas utilizam a sinalização química para distinguir a abelha-rainha de uma operária, sendo capazes de reconhecer diferenças entre moléculas. A rainha produz o sinalizador químico conhecido como ácido 9-hidroxidec-2- enoico, enquanto as abelhas-operárias produzem ácido 10- hidroxidec-2-enoico.Nós podemos distinguir as abelhas- operárias e rainhaspor sua aparência, mas, entre si, elas usam essasinalização química para perceber a diferença. Pode-sedizer que veem por meio da química. As moléculas dos sinalizadores químicos produzidas pelas abelhas rainha e operária possuem diferença na Questão proposta (18.0) UEMA 56 Tópico 2.0 Química Orgânica O Centro Antiveneno de um hospital da cidade de Santo Amaro da Purificação encontrou metanol na urina de um paciente de 62 anos, um dos envenenados pela cachaça assassina da cidade de Tabuleiro.E a polícia encontrou 6 tambores de pinga na casa de um cidadão apontado como distribuidor da pinga maluca.Notícias Populares, 23 de julho de 1990 (Adaptado). O veneno em questão pertence à mesma função orgânica do principal constituinte da cachaça. Esses dois compostos são classificados como: a) álcoois. b) aldeídos. c) cetonas. d) éteres. e) ácidos carboxílicos. 57 Tópico 2.0 Química Orgânica Questões Propostas (1.0) Gabarito A Questões Propostas (2.0) Gabarito C Questões Propostas (3.0) Gabarito D Questões Propostas (4.0) Gabarito A Questões Propostas (5.0) Gabarito B Questões Propostas (6.0) Gabarito B Questões Propostas (7.0) Gabarito D Questões Propostas (8.0) Gabarito A Questões Propostas (9.0) Gabarito C Questões Propostas (10.0) Gabarito A Questões Propostas (11.0) Gabarito B Questões Propostas (12.0) Gabarito A Questões Propostas (13.0) Gabarito B Questões Propostas (14.0) Gabarito B Questões Propostas (15.0) Gabarito E Questões Propostas (16.0) Gabarito C Questões Propostas (17.0) Gabarito A Questões Propostas (18.0) Gabarito A Gabarito 58 Tópico 3.0 Termoquímica O ferro é encontrado na natureza na forma de seus minérios, tais como a hematita (a-Fe20 3), a magnetita (Fe30 4) e a wustita (FeO). Na siderurgia, o ferro-gusa é obtido pela fusão de minérios de ferro em altos fornos em condições adequadas. Uma das etapas nesse processo é a formação de monóxido de carbono. O CO (gasoso) é utilizado para reduzir o FeO (sólido), conforme a equação química: FeO (s) + CO (g) —> Fe (s) + C02 (g) Considere as seguintes equações termoquímicas: Fe2 O3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 C02 (g) ΔHΘ = -25 kJ/mol de Fe2 O3 3 FeO (s) + C02 (g) → Fe3 O4 (s) + CO (g) ΔHΘ= -36 kJ/mol de CO2 2 Fe3 O4 (s) + C02 (g) → 3 Fe2 O3 (s) + CO (g) ΔHΘ= +47 kJ/mol de CO2 a) -14. b) -17. c) -50. d) -64. e) -100 O valor mais próximo de ΔHΘ, em kJ/mol de FeO, para a reação indicada do FeO (sólido) com o CO (gasoso) é Questão comentada (1.0) ENEM 2017 61 Tópico 3.0 Termoquímica Essa questão é exigido o entendimento da lei de Hess. Essa lei nos diz que a variação de entalpia em uma reação química depende apenas dos estados inicial e final. Como consequência as equações químicas podem ser somadas, multiplicadas ou dividas como se fossem equações matemáticas, bem como as variações de entalpia (H) que as acompanham. Reação 1: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 Reação 2: 3 FeO + CO2 → Fe3O4 + CO Reação 3: 2 Fe3O4 + CO2 → 3 Fe2O3 + CO ————————————————————- Equação global: FeO + CO → Fe + CO2 Observar qual espécie aparece em apenas uma semi reação e seu respectivo coeficiente na equação global. Independente de que operações realizemos com as reações 1,2 e 3, a quantidade de calor será a mesma no fim do processo. Questão comentada (1.0) (resolução comentada 1.0) Isso irá nos auxiliar quanto ao valor que devemos allterar para que cheguemos em nosso objetivo. 62 Tópico 3.0 Termoquímica Questão comentada (1.0) (resolução comentada 1.0) Observar em que lado da equação global os componentes se apresentam, ou seja se são reagentes ou produtos. Reação 1: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 Multiplicar por 3 Reação 2: 3 FeO + CO2 → Fe3O4 + CO Multiplicar por 2 Reação 3: 2 Fe3O4 + CO2 → 3 Fe2O3 + CO Mantém —————————————————————————————— As espécies que não aparecem na equação global devem ser eliminadas do processo. Se na equação global uma determinada espécie se apresenta por exemplo nos reagentes e nas semi reações ela se apresenta nos produtos o que devemos fazer é inverter a semi reação. Devemos manipular (por meio de operações matemáticas) as semi reações de tal maneira a eliminar espécies que não aparecem na equação global. 63 Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão (Hcº) definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu Hcº Questão proposta (4.0) ENEM 2011 Tópico 3.0 Termoquímica Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida? a)Benzeno. b)Metano. c)Glicose. d)Octano. e)Etanol. 66 No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, alcoóis como metanol e etenol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos ou mesmo como substitutos para a gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte. Questão proposta (5.0) ENEM 2010 Tópico 3.0 Termoquímica 67 Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar Tópico 3.0 Termoquímica a) metanol, pois sua combustão completa fornece, aproximadamente, 22,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. b) etanol, pois sua combustão completa fornece, aproximadamente, 29,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. c) metanol, pois sua combustão completa fornece, aproximadamente, 17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado. d) etanol, pois sua combustão completa fornece, aproximadamente, 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado. e) etanol, pois sua combustão completa fornece, aproximadamente, 33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado. Questão proposta (6.0) VUNESP 68 Tópico 3.0 Termoquímica Questões propostas (9.0) UFPel Ao preparar argamassa, o pedreiro mistura água na cal viva ou cal virgem (CaO). Essa reação provoca grande liberação de calor e produz a cal extinta - Ca(OH)2 (aq). A cal viva usada é obtida a partir do carbonato de cálcio (CaCO3), através de sua decomposição térmica.As equações termoquímicas que envolvem os processos citados acima são: a) a entalpia da solução é maior que a entalpia do sal e da água separados. b) o resfriamento do sistema é causado pela transferência de calor da água para o cloreto de sódio. c) o resfriamento do sistema é causado pela transferência de calor do cloreto de sódio para a água. d) o sistema libera calor para o ambiente durante a dissolução Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que: 71 Tópico 3.0 Termoquímica Questões propostas (10.0) UFRGS A seguir, é apresentado um quadro com algumas energias de ligação no estado gasoso: a) O processo II apresenta entalpia dos produtos menor que a dos reagentes, sendo, por isso, exotérmico. b) Os processos I e II são exotérmicos. c) O processo I apresenta entalpia dos produtos maior que a dos d reagentes, sendo, por isso, exotérmico. d) O processo I poderia ser representado da seguinte maneira: CaCO3 (s) --> CaO (s) + CO2 (g) + 1207,0 kJ/mol e) Os processos I e II absorvem calor, sendo endotérmicos. I. decomposição do CaCO3 CaCO3 (s) --> CaO (s) + CO2 (g) ΔH = + 1.207,0 kJ/mol II. formação da cal extinta CaO (s) + H2O (l) --> Ca(OH)2 (aq) ΔH = -986 kJ/mol 72 Tópico 3.0 Termoquímica a) Apenas I e II. b) Apenas I, III e IV. c) Apenas I e III. d) Apenas II, III e IV. e) Apenas II e III. São feitas as seguintes afirmações: I. É preciso mais energia para decompor a molécula de oxigênio do que para decompor a molécula de nitrogênio. II. A molécula de HCl deve ser mais estável do que as moléculas de HBr e HI. III. Entre as moléculas gasosas H2, O2 e Cl2, a molécula de Cl2 é a menos estável. IV. A reação H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g) deve ser endotérmica. 73 Tópico 3.0 Termoquímica Questão comentada (2.0) (resolução comentada 2.0) 180 g 1 mol 1 g x x = 0,005 mol 1 mol -2800 KJ 0,005 mol x x = -17,3 KJ Como queremos apenas 40% desse valor basta realizar mais uma regra de três. 100 % 40% x = -6,2 KJ -17,3 KJ x Resposta item A 76 Tópico 3.0 Termoquímica Questões propostas (11.0) Cesgranrio O gás hilariante (N2O) tem características anestésicas e age sobre o sistema nervoso central, fazendo com que as pessoas riam de forma histérica. Sua obtenção é feita a partir de decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3), que se inicia a 185oC, de acordo com a seguinte equação: NH4NO3(s) → N2O(g) + 2H2O(g) No entanto, o processo é exotérmico e a temperatura fornecida age como energia de ativação. Sabe-se que as formações das substâncias N2O , H2O e NH4NO3 ocorrem através das seguintes equações térmicas: N2(g) + 1/2 O2(g)→ N2O(g) – 19,5 Kcal H2(g) + 1/2 O2(g) →H2O(g) + 57,8 Kcal N2(g) + 2H2(g) + 3/2O2(g) →NH4NO3(S) + 87,3 Kcal A quantidade de calor liberada, em Kcal, no processo de obtenção do gás hilariante é 77 Tópico 3.0 Termoquímica a) 8,8. b) 17,6. c) 28,3. d) 125,6. e) 183,4. Questões propostas (12.0) PUC Quando gorduras e óleos se inflamam produzindo grandes chamas, geralmente causam às donas de casa sériosproblemas. Por isso, muitas cozinheiras cuidadosas têm sempre à mão bicarbonato de sódio, pois os produtos obtidos de sua decomposição ajudam a apagar as chamas. Sabe-se que as entalpias padrão de formação do bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, gás carbônico e vapor d`água são respectivamente: - 947 kJ/mol, - 1.131 kJ/mol, - 394 kJ/mol e – 242 kJ/mol. A variação de entalpia da reação de decomposição do bicarbonato de sódio, em kJ/mol, é igual a: 2NaHCO3(s) => Na2CO3(s) + H2O(v) + CO2(g) a) +127. b) +63,5. c) +254,0. d) - 63,5. e) -127 78 Ainda hoje, é muito comum as pessoas utilizarem vasilhames de barro (moringas ou potes de cerâmica não esmaltada) para conservar água a uma temperatura menor do que a do ambiente. Isso ocorre porque: Tópico 3.0 Termoquímica a) as transformações 3 e 4 são exotérmicas. b) as transformações 1 e 3 são endotérmicas. c) a quantidade de energia absorvida em 3 é igual à quantidade liberada em 4. d) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade liberada em 3. e) a quantidade de energia liberada em 1 é igual à quantidade absorvida em 2. Questões propostas (15.0) ENEM 2000 a) o barro isola a água do ambiente, mantendo-a sempre a uma temperatura menor que a dele, como se fosse isopor. b) o barro tem poder de “gelar” a água pela sua composição química. Na reação, a água perde calor. 81 Ao se sair molhado em local aberto, mesmo em dias quentes, sente-se uma sensação de frio. Esse fenômeno está relacionado com a evaporação da água que, no caso, está em contato com o corpo humano. O que explica essa sensação de frio? Tópico 3.0 Termoquímica c) o barro é poroso, permitindo que a água passe através dele. Parte dessa água evapora, tomando calor da moringa e do restante da água, que são assim resfriadas. d) o barro é poroso, permitindo que a água se deposite na parte de fora da moringa. A água de fora sempre está a uma temperatura maior que a de dentro. e) a moringa é uma espécie de geladeira natural, liberando substâncias higroscópicas que diminuem naturalmente a temperatura da água. Questões propostas (16.0) UFMG a) A evaporação da água é um processo endotérmico e cede calor ao corpo. 82 Em 1962, um jingle (vinheta musical) criado por Heitor Carillo fez tanto sucesso que extrapolou as fronteiras do rádio e chegou à televisão ilustrado por um desenho animado. Nele, uma pessoa respondia ao fantasma que batia em sua porta, personificando o “frio”, que não o deixaria entrar, pois não abriria a porta e compraria lãs e cobertores para aquecer sua casa. Apesar de memorável, tal comercial televisivo continha incorreções a respeito de conceitos físicos relativos à calorimetria. Tópico 3.0 Termoquímica c) A evaporação da água é um processo exotérmico e cede calor ao corpo. d) A evaporação da água é um processo exotérmico e retira calor do corpo. Questões propostas (17.0) ENEM 2019 b)A evaporação da água é um processo endotérmico e retira calor ao corpo. 83 Em sua formulação, o spray de pimenta contém porcentagens variadas de oleorresina de Capsicum, cujo princípio ativo é a capsaicina, e um solvente (um álcool como etanol ou isopropanol). Em contato com os olhos, pele ou vias respiratórias, a capsaicina causa um efeito inflamatório que gera uma sensação dor e ardor, levando à cegueira temporária. O processo é desencadeado pela liberação de neuropeptídios das terminações nervosas. Tópico 4.0 Ligações químicas e polaridade Questões propostas (1.0) ENEM 2016 a) reação entre o etanol e água libera calor, intensificado o ardor. b) solubilidade do princípio ativo em água é muito baixa, dificultando a sua remoção. c) permeabilidade da água na pele é muito alta, não permitindo a remoção do princípio ativo. Quando uma pessoa é atingida com o spray de pimenta nos olhos ou na pele, a lavagem da região atingida com água é ineficaz porque a 86 Tópico 4.0 Ligações químicas e polaridade d) solubilização do óleo em água causa um maior espalhamento além das áreas atingidas. e) ardência faz evaporar rapidamente a água, não permitindo que haja contato entre o óleo e o solvente. Questões propostas (2.0) ENEM 2016 O carvão ativado é um material que possui elevado teor de carbono, sendo muito utilizado para a remoção de compostos orgânicos voláteis do meio, como o benzeno. Para a remoção desses compostos, utiliza-se a adsorção. Esse fenômeno ocorre por meio de interações do tipo intermoleculares entre a superfície do carvão (adsorvente) e o benzeno (adsorvato, substância adsorvida). No caso apresentado, entre o adsorvente e a substância adsorvida ocorre a formação de: 87 Tópico 4.0 Ligações químicas e polaridade a) Ligações dissulfeto. b) Ligações covalentes. c) Ligações de hidrogênio. d) Interações dipolo induzido – dipolo induzido. e) Interações dipolo permanente – dipolo permanente. Questões propostas (3.0) ENEM 2011 A pele humana, quando está bem hidratada, adquire boa elasticidade e aspecto macio e suave. Em contrapartida, quando está ressecada, perde sua elasticidade e se apresenta opaca e áspera. Para evitar o ressecamento da pele é necessário, sempre que possível, utilizar hidratantes umectantes, feitos geralmente à base de glicerina e polietilenoglicol: 88 Tópico 4.0 Ligações químicas e polaridade d) interações íon-dipolo. e) ligações covalentes. Questão comentada (1.0) ENEM 2017 A absorção e o transporte de substâncias tóxicas em sistemas vivos dependem da facilidade com que estas se difundem através das membranas das células. Por apresentar propriedades química similares, testes laboratoriais empregam o octan-1-ol como modelo da atividade das membranas. A substância a ser testada é adicionada a uma mistura bifásica do octan-1-ol com água, que é agitada e, ao final, é medido o coeficiente de partição octan-1-ol:água (Koa): 91 Tópico 4.0 Ligações químicas e polaridade em que Coct é a concentração da substância na fase octan-1- ol, e Ca a concentração da substância na fase aquosa.Foram avaliados cinco poluentes de sistemas aquáticos: benzeno, butano, éter dietílico, fluorobenzeno e metanol.O poluente que apresentou Koa tendendo a zero é o a) éter dietílico. b) fluorobutano. c) benzeno. d) metanol. e) butano. Questão comentada 1.0 (resolução comentada) A questão exige que se tenha o conhecimento básico de razão e proporção. Saber os conceitos de prporções diretas e inversas. Com o auxílio dessa ferramenta matemática e, em, com um pouco de conhecimento acerca de solubilidade e forças intermoleculares é possível resolve-la. 92 Tópico 4.0 Ligações químicas e polaridade Ao aumentar o valor do numerador sem alterar o denominador isso modifica a razão logo a constante aumentará. Como Koa é uma constante seu valor não pode ser alterado. Portanto a razão deve seguir a mesma proporção de valores. 93