formado nas etapas anteriores, na presença de radiação (E = h f), sofre a reação oposta provocando a dissociação do NO 2 , segundo as equações: NO 2

1

GRUPO I

Os óxidos de azoto, NOx, desempenham um papel fundamental na formação de novos compostos na atmosfera, como o ozono e outros. Um modelo simplificado da ação do NOx na atmosfera pode ser descrito por algumas reacções:

a)A oxidação do NO na atmosfera dá-se principalmente pela reacção:

NO + O₃ " NO₂ + O₂ Equação 1

b)Uma segunda via para a produção de NO2 na atmosfera é a reacção do NO com radicais livres peróxidos (RO.):₂

NO + RO. " NO + RO.₂ Equação 2

O NO₂formado nas etapas anteriores, na presença de radiação (E = h f), sofre a reação oposta pro-vocando a dissociação do NO₂e regenerando NO e O₃, segundo as equações:

NO₂+ h f (l ≤ 430 nm) " NO + O. Equação 3 O. + O₂ " O₃ Equação 4

Com taxas iguais de formação e de destruição de NO₂, as quatro equações anteriores descrevem um estado fotoestacionário. Nessa situação, as concentrações de O₃tendem a permanecer relati-vamente baixas, pois são consumidas com a mesma velocidade com que são geradas. Sob condi-ções naturais, isto é, em regiões remotas sem poluição, o ozono é encontrado com uma concentração de cerca de 40 ppbv (partes por bilião em volume). Alguns estudos indicam que no passado, antes da Revolução Industrial, em regiões remotas a concentração de ozono era bem di-ferente da encontrada atualmente. Como se sabe, muitos fatores contribuíram para essas dife-renças.

Por exemplo, em 1988, a cidade de São Paulo foi responsável pela emissão de 245 mil toneladas/ano de gases NO_xpara a atmosfera, sendo que 82% foi proveniente da circulação de veí-culos.

Adaptado de Introdução à Química Ambiental, p. 78, Bookman (2004)

1. Indique o nome dos reagentes intervenientes na reacção descrita pela equação 1.

2. “Uma segunda via para … é a reacção do NO com radicais livres peróxidos (RO.). (linha 5).₂ Refira uma propriedade dos radicais livres.

3. A radiação visível tem comprimento de onda compreendido entre 400 nm e 700 nm. Poderá a radiação visível provocar a dissociação de moléculas de NO₂e regenerar NO e O₃? Fundamente a sua resposta.

4. Sob condições naturais, isto é, em regiões remotas sem poluição, o ozono é encontrado com uma concentração de cerca de 40 ppb_v(partes por bilião em volume).

Partes por bilião em volume (ppb_v) define-se como: ppb_v= * 109 Exprima em percentagem em volume (%(V/V)) a concentração de 40 ppb_v.

5. Selecione a opção que completa corretamente a afirmação seguinte.

Em média, por dia, em 1988, na cidade de São Paulo foram emitidos cerca de ________ de gases NO_x, provenientes da circulação de veículos.

(A)550 toneladas (B)9500 kg (C) 670 toneladas (D)2,0 * 108_kg

volume de soluto volume de solução

PROVA MODELO 2

6. As moléculas NO, NO₂, CO e CO₂, fazem parte da atmosfera terrestre e têm na sua consti-tuição apenas átomos dos elementos químicos carbono, oxigénio e azoto.

6.1. Coloque os elementos químicos referidos por ordem decrescente de energia de ionização.

6.2. A molécula NO₂tem geometria angular e na molécula de CO₂a geometria é linear.

Selecione a única afirmação correta relativa a essas moléculas.

(A)Nas moléculas NO₂e CO₂, o átomo central deverá ter dupletos não ligantes.

(B)Na molécula CO₂há quatro ligações covalentes simples entre o átomo de carbono e os átomos de oxigénio.

(C)As moléculas NO₂e CO₂têm igual número de eletrões de valência. (D)O ângulo de ligação na molécula CO₂é maior do que na molécula NO₂.

6.3. Represente a molécula CO em notação de Lewis, atendendo à regra do octeto.

GRUPO II

As reacções químicas podem ser descritas por equações químicas. Estas podem utilizar linguagem química ou ser apenas equações de palavras.

I – Cromato de potássio (aq) + nitrato de chumbo (aq) " nitrato de potássio (aq) + cromato de chumbo (s)

II – CH₄(g) + 2 O₂(g) " CO₂(g) + 2 H₂O (g) DH = - 688 kJ mol-1

1. Das afirmações seguintes, selecione a verdadeira.

(A)A descrição I traduz uma reação de síntese ou adição. (B)A equação II traduz uma reação de análise.

(C)A equação I traduz uma reação de precipitação. (D)A equação II traduz uma reação de ácido-base.

2. A combustão do metano é traduzida pela equação II:

CH₄(g) + 2 O₂(g) " CO₂(g) + 2 H₂O (g) DH = - 688 kJ mol-1

2.1. De acordo com a estequiometria da reação … (selecione a opção correta). (A)… quando reagem 2 mol de oxigénio formam-se 88,0 g de dióxido de carbono. (B)… quando reagem 64,0 g de oxigénio formam-se 44,0 g de dióxido de carbono.

(C)… quando se formam 2 mol de dióxido de carbono, formam-se 2 mol de vapor de água. (D)… quando reage 1 mol de metano, forma-se 0,5 mol de dióxido de carbono.

2.2. Na tabela seguinte são indicadas algumas energias de dissociação.

2.2.1. Das opções seguintes, selecione a única correta.

(A)A energia absorvida na ruptura das quatro ligações existentes na molécula de metano é 413 kJ.

(B)A energia libertada na formação de uma mol de CO₂é 1490 kJ. Ligação Energia / kJ mol-1

C - H 413

O = O 495

3 (C)Para formar 1 mol de metano a partir de dióxido de carbono e vapor de água é necessário

fornecer 688 kJ mol-1_{de energia.}

(D)Na combustão de 1 mol de metano libertam-se 413 kJ mol-1_.

2.2.2. Dos gráficos que se seguem, selecione o que traduz o balanço energético da reacção.

2.3. Determine a variação do número de oxidação do carbono quando o metano dá origem ao

dió-xido de carbono.

3. Num recipiente fechado de capacidade 2,0 L, misturaram-se, a 500 °C, 1 mol de iodo gasoso

e 1 mol de hidrogénio gasoso. A equação química que traduz o equilíbrio estabelecido do é: I₂(g) + H₂(g) "@ 2 HI (g)

À temperatura referida, a constante de equilíbrio (K_c) tem valor 49.

Determine a percentagem de iodo que não se converteu em iodeto de hidrogénio (HI) ga-soso.

4. A uma dada temperatura, T, o produto de solubilidade do Bi₂S₃ é 1 * 10-97_{e o do HgS é} 4 * 10-53_.

4.1. Justifique a afirmação:

À temperatura T, o sal Bi₂S₃é mais solúvel em água que o sal HgS.

4.2. Os sais referidos são pouco solúveis.

Refira um processo experimental de diminuir a solubilidade do sal HgS.

GRUPO III

A radiação solar pode ser utilizada pelo Homem de um modo direto (por exemplo, para aqueci-mento), ou, indiretamente, através da utilização de painéis fotovoltaicos.”

1. O painel fotovoltaico da figura tem as dimensões repre-sentadas e rendimento 12%.

Determine a intensidade da radiação solar que deverá in-cidir no painel de modo a permitir acender uma lâmpada de 60 W.

2. Explique por que razão, por exemplo, alguns os painéis fo-tovoltaicos de apoio a dispositivos elétricos nas autoes-tradas vão rodando ao longo do dia.

© Edições ASA Energia C (g) + 4 H (g) + 4 O (g) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) Energia Energia ! Energia C (g) + 4 H (g) + 4 O (g) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) C (g) + 4 H (g) + 4 O (g) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) C (g) + 4 H (g) + 4 O (g) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O (g) cm

PROVA MODELO 2

3. Os coletores solares também utilizam a radiação solar. Observe a tabela de condutividades térmicas que se segue.

3.1. Selecione a única alternativa que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os

espaços seguintes, de modo a obter uma afirmação correta.

Dos materiais referidos na tabela, o _____________ é o mais adequado para os tubos que contêm o líquido que vai permitir aquecer a água e o ____________ é o menos adequado para constituir a caixa com o tampo de vidro.

(A) zinco … borracha (B)ferro … alumínio (C)alumínio … alumínio (D)alumínio … poliéster

3.2. Dois paralelepípedos, A de zinco e B de ferro, têm a mesma área de secção recta e a diferença de temperatura entre os seus extremos é igual. O comprimento de B é o dobro do de A.

Das afirmações seguintes, selecione a única correta.

(A) A energia transferida como calor, por unidade de tempo, em A, é 12,1 vezes maior do que em B.

(B)A energia transferida como calor, por unidade de tempo, em A, é 4,23 maior do que em B.

(C)A energia transferida como calor, por unidade de tempo, em A, é metade da transferida em B.

(D)As duas barras transferem a mesma energia como calor, por unidade de tempo.

3.3. Um sistema recebeu 500 J de energia como calor, realizou o trabalho de 200 J sobre as

vi-zinhanças e emitiu 50 J sob a forma de radiação. Das afirmações seguintes, selecione a única correta. (A)A energia interna do sistema aumentou.

(B) A energia interna do sistema permaneceu constante. (C)A energia interna do sistema diminuiu.

(D) Não podemos prever como variou a energia interna do sistema.

4. Dois blocos, A e B, de massas 2,5 kg e 5,0 kg, respetivamente, estão ligados por um fio

inex-tensível de massa desprezável. Pretende-se puxar o conjunto sobre uma superfície horizontal e de atrito desprezável por meio de uma força horizontal, »F, de intensidade 10,0 N. Na figura seguinte mostra-se dois processos de arrastar os blocos.

A B

A B

Processo I

Condutividade térmica (W m-1_K-1₎

Zinco Alumínio Ferro Borracha Poliéster (GPV)

5

PROVA MODELO 2

4.1. Admita que o fio é fraco e se pode romper, isto é, partir ao puxar o sistema.

Qual dos processos, I ou II, utilizaria para puxar o conjunto de corpos ligados com menos probabilidade de o fio romper?

Fundamente a resposta.

4.2. Identifique o sistema (fio, Terra, solo ou bloco B) em que está aplicada a força que constitui

par ação-reação com o peso do bloco B.

5. Uma onda eletromagnética de radiação visível possui no ar velocidade de 3,00 * 108_{m/s e} no vidro 1,75 * 108_{m s}-1_{. Essa radiação propagando-se no ar incide sobre numa superfície} plana de vidro com ângulo de incidência de 53°.

5.1. Compare o comprimento de onda da radiação no ar e no vidro.

5.2. Determine o ângulo de refração.

GRUPO V

Com uma montagem semelhante à da figura seguinte, um grupo de alunos estudou a relação entre a energia cinética adquirida por um carrinho (E_c) e a distância percorrida (d) por este ao descer um plano inclinado.

Com os dados obtidos experimentalmente, construíram em EXCEL, o gráfico E_c= f (d), que se segue.

© Edições ASA

B A

Processo II

E/J

PROVA MODELO 2

Contudo, antes de iniciarem a atividade, o grupo efetuou quatro ensaios para medir a determinar a massa do carrinho. Os valores encontrados, expressos em gramas, foram os seguintes:

1. Determine a incerteza absoluta associada à medição da massa do carrinho. Apresente todas as etapas de resolução.

2. Indique o valor da energia cinética do carrinho no instante em que este percorreu 190 cm. Apresente o valor com 3 algarismos significativos.

3. Na equação y = 0,5982 x - 0,0019, o que representa, neste contexto experimental, o valor 0,5982?

4. Se o plano fosse menos inclinado, o declive da recta obtida seria menor, igual ou maior? Fundamente a tua resposta.

FIM

1.° ensaio 2.° ensaio 3.° ensaio 4.° ensaio

7 COTAÇÕES GRUPO I 1. ... 5 pontos 2. ... 5 pontos 3. ... 10 pontos 4. ... 5 pontos 5. ... 5 pontos 6.1. ... 5 pontos 6.2. ... 5 pontos 6.3. ... 5 pontos 45 pontos GRUPO II 1. ... 5 pontos 2.1. ... 5 pontos 2.2.1. ... 5 pontos 2.2.2. ... 5 pontos 2.3. ... 10 pontos 3. ... 15 pontos 4.1. ... 10 pontos 4.2. ... 5 pontos 60 pontos GRUPO III 1. ... 10 pontos 2. ... 5 pontos 3.1. ... 5 pontos 3.2. ... 5 pontos 3.3. ... 5 pontos 4.1. ... 15 pontos 4.2. ... 5 pontos 5.1. ... 5 pontos 5.2. ... 10 pontos 65 pontos GRUPO IV 1. ... 10 pontos 2. ... 5 pontos 3. ... 5 pontos 4. ... 10 pontos 30 pontos TOTAL ... 200 pontos © Edições ASA