Escola Secundária de Vila Verde 10.º Ano Física e Química A 12 / 02 / Nome: N.º Classificação: ( ) pontos Prof.: TESTE DE AVALIAÇÃO 1 - (V1)

Classificação: ________ (________________________________________) pontos Prof.: _________________

TESTE DE AVALIAÇÃO 1 - (V1)

Grupo I

A figura seguinte representa os diagramas de energia potencial em função da distância intermolecular de três espécies moleculares diatómicas: HI, HCℓ e HBr.

1. (8p) As curvas A, B e C correspondem, respetivamente, às moléculas…

(A) … HI, HCℓ e HBr. (C) … HI, HBr e HCℓ.

(B) … HBr, HCℓ e HI. (D) … HCℓ, HBr e HI.

2. (8p) O comprimento da ligação H – X, onde X representa um elemento da família dos halogéneos, _________ à medida que _________ o raio atómico do elemento X, o que ________ a energia de ligação.

(A) aumenta … diminui … diminui (B) aumenta … aumenta … diminui (C) aumenta … aumenta … aumenta (D) diminui … aumenta … diminui

GRUPO II

Os símbolos apresentados ao lado são encontrados em todos os postos de combustível de Portugal e dão informação sobre o tipo de combustível disponibilizado.

Os símbolos circulares, indicam a percentagem de etanol misturado à gasolina, isto é, a

indicação «E5» refere que há 5% em volume de etanol misturado com gasolina. Os símbolos retangulares indicam a percentagem de biodiesel misturado ao diesel tradicional.

1. Considere uma amostra de 20,0 litros de combustível «E5» cuja densidade é 0,775 g/cm3 _{e que a}

densidade do etanol é 0,789 g/cm3_.

1.1. (8p) A massa de gasolina presente na amostra considerada pode ser determinada por:

(A) (0,775 − 5 100 × 0,789) 20 × 103 g (B) (0,775 − 5 100 × 0,789) × 20 × 10 3 _g (C) (0,775 − 5 100 × 0,789) 20 g (D) (0,775 − 5 100 × 0,789) × 20 g 0 Distância internuclear / pm En e rg ia p o te n ci a l / kJ mo l – 1 A B C

1.2. (14p) Determine a concentração de etanol (expressa em mol/dm3_{) no combustível «E5».}

Apresente todas as etapas de resolução. M(etanol) = 46,08 g/mol.

2. O gás natural, muito utilizado como combustível, é uma mistura cujo principal constituinte é o metano.

2.1. (8p) Considere uma amostra de gás natural. Tendo em conta os valores apresentados na tabela anterior, a composição do gás natural em N2 (g), expressa em partes por milhão em volume, é:

(selecione a opção correta)

2.2. (8p) Nas condições normais de pressão e temperatura (PTN), o volume ocupado por 5,60 g de nitrogénio é: (selecione a opção correta)

2.3. O gráfico seguinte representa o volume, V, de diferentes amostras de nitrogénio (N2), em função da

quantidade de gás, n, existente nessas amostras, à pressão de 752 mmHg e à temperatura de 55 °C.

2.3.1. (8p) Qual é o significado físico do declive da reta representada?

3. Considere um depósito com 200 L de ar (ρ = 1,293 g/L). A composição média do ar, no depósito, é O2 -

20,95% (V/V), N2 - 78,05% (V/V), Ar- 0,85% (V/V), existindo outros componentes, cuja percentagem perfaz

100%. O ar dentro do recipiente encontra-se em condições PTN (Vm = 22,4 dm3 _mol-1_). 3.1. (14p) Calcule a percentagem (m/m), do dioxigénio (O2) e do dinitrogénio (N2) no ar.

3.2. (10p) Selecione, a expressão que permite calcular o número de átomos de árgon presentes no depósito.

4. A gasolina é uma mistura de vários hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos de diferentes massas molares. Ao lado, apresenta-se a fórmula de estrutura de um dos principais constituintes da gasolina.

4.1. (8p) Que tipo de ligações intermoleculares predominam entre moléculas do hidrocarboneto considerado e de etanol?

(A) Forças de van der Waals (B) Forças de London

(C) Forças entre moléculas polares (D) Pontes de hidrogénio

Grupo III

Por eletrólise da água é possível obter di-hidrogénio através da decomposição de uma molécula de água, em alternativa à queima de combustíveis fosseis, mais vantajoso, pois é não poluente.

Considere que a variação de entalpia associada à eletrólise da água é 243,5 kJ mol–1 e que a reação em causa é traduzida por:

( )

( )

( )

2 2 2

2 H O 2 H g O g

1. (8p) Selecione o diagrama que corresponde ao processo de eletrólise da água.

(C) (D)

2. (8p) Selecione a afirmação correta, relativa ao processo de eletrólise da água.

(A) Para a decomposição de 1 mol de moléculas de água, é necessário fornecer 2 243,5 kJ .

(B) Para a obtenção de 2 mol de di-hidrogénio, é necessário fornecer 487 kJ. (C) Por cada mole de moléculas de di-hidrogénio obtido libertam-se 2 243,5 kJ .

(D) Associado à decomposição de 2 mol de moléculas de água libertam-se 243,5 kJ.

3. Considere a tabela que apresenta as energias das ligações entre os átomos das substâncias envolvidas na

reação de eletrólise da água.

3.1. (10p) Selecione a opção que apresenta variação de entalpia associada à formação de ligações nos

produtos da reação.

(A) H_produtos =

(

)

(

)

(C) H_produtos = − 

(

)

(

)

3.2. (14p) Tendo por base o valor da variação de entalpia da reação de eletrólise da água, calcule o valor de

X apresentado na tabela.

GRUPO IV

Muitas cidades europeias começam a debater a ideia de limitar ou proibir a circulação de carros movidos a diesel, no sentido de melhorar a qualidade do ar. Entre os vários gases poluentes emitidos por estes veículos encontram-se os óxidos de nitrogénio, que são muito prejudiciais para a saúde humana.

O dióxido de nitrogénio, NO2 (g), libertado para a atmosfera, é um poluente que potencia a destruição da camada

de ozono. A decomposição do ozono por ação do dióxido de nitrogénio ocorre em duas etapas, como está exemplificado nas seguintes equações químicas:

(I) NO2 (g)

UV

→ NO• (g) + O• (g)

(II) NO• (g) + O3 (g) ⟶ NO2 (g) + O2 (g) H = −200 kJ/mol

1. (8p) Em termos energéticos, …

(A) as reações (I) e (II) são ambas endotérmicas. (B) as reações (I) e (II) são ambas exotérmicas.

(C) a reação (I) é endotérmica e a reação (II) é exotérmica. (D) a reação (I) é exotérmica e a reação (II) é endotérmica.

Ligação química H H − O=O H O −

2. (14p) Explique o que é um radical livre e justifique se a espécie NO2 pode ser considerada um radical livre. 3. (8p) A reação (I) pode ser classificada como uma reação…

(A) termoquímica, em particular, uma dissociação. (B) termoquímica, em particular, uma ionização. (C) fotoquímica, em particular, uma fotodissociação. (D) fotoquímica, em particular, uma fotoionização.

Grupo V

1. (14p) Um grupo de alunos pretendia investigar o efeito da luz sobre um precipitado de cloreto de prata, realizando uma atividade laboratorial que consistia em expor várias amostras a diferentes tipos de radiação visível. Dado que o cloreto de prata é fotossensível, as amostras foram preparadas a partir da mistura de duas soluções que continham os iões que davam origem ao precipitado desejado (cloreto de prata,AgC ). Principais etapas realizadas:

‒ colocar, em 4 microcubos de ensaio, igual volume de soluções de cloreto de sódio e de nitrato de prata com a mesma concentração;

‒ expor as 4amostras a diferentes tipos de luz, utilizando a caixa de reação fotoquímica, durante o mesmo intervalo de tempo.

Registo das observações:

Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4

Luz branca Ausência de luz Luz azul Luz vermelha

O tubo 1 fica escurecido e no tubo 2 não é

observada qualquer alteração. O tubo 3 fica mais escurecido do que o tubo 4. Elabore um pequeno texto no qual explore os seguintes tópicos:

• Representação da reação química responsável peloescurecimento do precipitado de cloreto de prata. • Identificação do tipo de reação ocorrida, com base nos resultados observados nos tubos 1 e 2.

• Relação entre o escurecimento da amostra dos tubos 3 e 4 e a energia, por fotão, da radiação envolvida.

2. (8p) As reações fotoquímicas também são responsáveis pela formação de radicais livres na atmosfera, como, por exemplo, o radical cloro, proveniente dos CFC.

Os seguintes esquemas químicos traduzem dois processos envolvidos na destruição do ozono, com regeneração do radical cloro.

(I) C •+O₃ →C O•+O₂

(II) C O•+O₃→C •+2 O₂

Selecione a opção que contém os termos que completam corretamente a frase seguinte. O radical cloro apresenta elevada reatividade, pois…

(A) … é uma espécie muito estável. (B) … possui eletrões desemparelhados. (C) … pode sofrer fotoionização.

(D) … forma substâncias elementares diatómicas.