e que 1 caloria corresponde a 4,18

1. Em um experimento, verifica-se que 1 kg de água, que se encontra na temperatura de 25 C, recebe calor de uma reação química que libera 5 kcal.

Sabendo-se que o calor específico da água é de 1 cal / g C e que 1 caloria corresponde a 4,18 Joules, responda: Dado: Qm c tΔ

a) Qual a temperatura final da água?

b) Quantos Joules correspondem a 5 kcal?

2. Explosão e incêndio se combinaram no terminal marítimo de São Francisco do Sul, em Santa Catarina, espalhando muita fumaça pela cidade e pela região. O incidente ocorreu com uma carga de fertilizante em que se estima tenham sido decompostas 10 mil toneladas de nitrato de amônio. A fumaça branca que foi eliminada durante 4 dias era de composição complexa, mas apresentava principalmente os produtos da decomposição térmica do nitrato de amônio: monóxido de dinitrogênio e água. Em abril de 2013, um acidente semelhante ocorreu em West, Estados Unidos da América, envolvendo a mesma substância. Infelizmente, naquele caso, houve uma explosão, ocasionando a morte de muitas pessoas.

a) Com base nessas informações, escreva a equação química da decomposição térmica que ocorreu com o nitrato de amônio.

b) Dado que os valores das energias padrão de formação em kJ mol-1 _{das substâncias envolvidas são nitrato de} amônio (-366), monóxido de dinitrogênio (82) e água (-242), o processo de decomposição ocorrido no incidente é endotérmico ou exotérmico? Justifique sua resposta considerando a decomposição em condições padrão.

3. A equação química abaixo representa a reação da produção industrial de gás hidrogênio.     _{   }

2 g s g 2g

H O C CO H

Na determinação da variação de entalpia dessa reação química, são consideradas as seguintes equações termoquímicas, a 25 C e 1atm :         _{   }       0 2 2 g 2 g g 0 s 2 g 2 g 0 2 g g 2 g 1 H O H O H 242,0 kJ 2 C O CO H 393,5 kJ O 2CO 2CO H 477,0 kJ Δ Δ Δ            

Calcule a energia, em quilojoules, necessária para a produção de 1 kg de gás hidrogênio e nomeie o agente redutor desse processo industrial.

4. O metanol sofre combustão total, formando dióxido de carbono e vapor de água. Substância Calor padrão de formação a 25°C (kJ. mol-1₎

H2O(g) -241,8 CO2(g) -393,5 CH3OH(g) -239,0

a) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão do metanol.

b) Calcule o calor de combustão da reação, em kJ.mol–1 _{, com base nos valores da tabela abaixo.} c) Calcule a massa de CO2 (em gramas), produzida na combustão de 128 gramas de metanol.

5. A síntese da amônia foi desenvolvida por Haber-Bosh e teve papel importante durante a 1ª Guerra Mundial. A Alemanha não conseguia importar salitre para fabricação dos explosivos e, a partir da síntese de NH3, os alemães produziam o HNO3 e deste chegavam aos explosivos de que necessitavam. A equação que representa sua formação é mostrada abaixo:

2(g) 2(g) 3(g)

3H N 2NH

a) A partir da equação química para a reação de formação da amônia, descrita acima, e sabendo que a reação apresenta  H 0, o que aconteceria com o equilíbrio, caso a temperatura do sistema aumentasse?

b) Calcule a variação de entalpia da formação da amônia, a partir das energias de ligação mostradas na tabela a seguir, a 298K: Ligação Energia de Ligação (kJ.mol-1₎ H H 436 NN 944 H N 390

c) Suponha que a uma determinada temperatura T foram colocados, em um recipiente de 2,0 litros de capacidade, 2,0 mols de gás nitrogênio e 4,0 mols de gás hidrogênio. Calcule o valor da constante de equilíbrio, Kc, sabendo que havia se formado 2,0 mols de amônia ao se atingir o equilíbrio.

d) Considere que a lei de velocidade para a reação de formação da amônia é vk [H ] [N ].₂ 3 ₂ Calcule quantas vezes a velocidade final aumenta, quando a concentração de nitrogênio é duplicada e a de hidrogênio é triplicada, mantendo-se a temperatura constante.

6. Considere os equilíbrios:

1. 2 SO_2(g)O_2(g) 2 SO_3(g) Kc9,9 10 25 a 25 C 2. O_2(g)N_2(g) 2 NO_(g) Kc 4,0 10 30 a 25 C

a) Com base nos valores de Kc, informe a direção preferencial de cada um desses sistemas.

b) A que fenômeno ambiental a equação 1 pode ser corretamente relacionada? Explique como ela participa da formação desse fenômeno.

7. O metanol, CH OH,₃ é utilizado como solvente, anticongelante, material de partida para outros produtos químicos e também na produção de biodiesel. Considere a seguinte reação:

(g) 2(g) 3 (g)

CO 2 H CH OH energia

(http://qnint.sbq.org.br. Adaptado.)

a) Escreva a expressão que representa a constante de equilíbrio (K ) dessa reação e calcule o seu valor para um _c sistema em que, nas condições de equilíbrio as concentrações de metanol, monóxido de carbono e hidrogênio sejam 0,145 mol L , 1 1mol L 1 e 0,1mol L , 1 respectivamente.

b) Considerando o princípio de Le Chatelier, o que acontece no sistema em equilíbrio quando a pressão é aumentada? Justifique sua resposta.

8. Considere a reação exotérmica de formação do trióxido de enxofre, a partir do dióxido:

2(g) 2(g) 3(g)

2 SO O 2 SO

A 900 K, K_P 40,5 atm1 e HΔ  198 kJ.

a) escreva a expressão de equilíbrio para essa reação;

b) será o valor da constante de equilíbrio para essa reação, em temperatura ambiente (300 K), maior, menor ou igual ao valor da constante de equilíbrio a 900 K ? Justifique sua resposta;

c) se, enquanto a temperatura é mantida constante, uma quantidade a mais de O , é adicionada ao recipiente que ₂ contém os três gases em estado de equilíbrio, irá o número de mols de SO aumentar, diminuir ou permanecer o ₂ mesmo?

d) qual o efeito causado ao sistema, quando se adiciona 1,0 mol de He_(g) ao recipiente que contém os três gases em equilíbrio à temperatura constante?

9. A constante de ionização de um ácido monocarboxílico de massa molecular 60 é 4,0×10-5_{. Dissolvem-se 6,0g} desse ácido em água até completar 1 litro de solução.

a) a concentração de H+ _{na solução;} b) o pH da solução;

c) a expressão matemática da constante de ionização; d) a concentração de H+ _{se o ácido for totalmente dissociado;}

e) a solução que neutralizará uma maior quantidade de NaOH, considerando duas soluções, de mesmo volume e de mesmo pH, do ácido monocarboxílico e de HCℓ.

10. A tabela apresenta os valores da concentração de íons H , em mol L, medidos a 25 C, de um grupo de produtos. Produto [H ] Refrigerante ₁₀3 Alvejante caseiro ₁₀12,5 Vinho 103,5 Leite de magnésia ₁₀10 Cerveja 4,5 10

a) Na tabela reproduzida abaixo, complete o valor medido de pH a 25 C.

Produto [H ] pH Refrigerante 103 Alvejante caseiro 12,5 10 Vinho 3,5 10 Leite de magnésia 10 10 Cerveja 4,5 10

b) Determine a concentração de íons hidroxila, [OH ], em mol L, no leite de magnésia, apresentando os cálculos. Apresente um produto da tabela com propriedades para neutralizar o pH do leite de magnésia.

11. O ácido etanoico, substância responsável pela acidez do vinagre, é um ácido fraco, com grau de ionização igual a 1%.

Apresente a fórmula estrutural do ácido etanoico e determine o pH de uma amostra de vinagre que possui em sua composição 60 g.L-1 _{desse ácido.}

12. Alguns óxidos gasosos de nitrogênio e carbono são poluentes atmosféricos. A reação de NO com monóxido ₂ de carbono gera NO e dióxido de carbono. Em um estudo cinético dessa reação, foram obtidos os seguintes dados para a velocidade da reação química em função das concentrações iniciais dos reagentes:

1 2

[NO ] (mol L ) [CO] (mol L )1 Velocidade de reação 1 1

(mol L s )  Temperatura (K)

0,002 0,002 _{1,0 10} 5 ₃₅₀

0,004 0,002 4,0 10 5 350

0,004 0,004 4,0 10 5 350

0,004 0,004 _{6,0 10} 5 _?

a) Escreva a equação química balanceada que representa essa reação. b) Qual é a lei de velocidade para essa reação química?

c) Qual é o valor da constante de velocidade dessa reação a 350 K ? Apresente os cálculos.

reação? Justifique sua resposta.

13. A Fórmula Indy de automobilismo, realizada em Indianópolis - Estados Unidos, usa o metanol como combustível que, em combustão, possui chama invisível. Por isso são comuns acidentes nos quais os pilotos se queimam sem que o fogo seja visto. Uma forma de obtenção desse composto pode ser reagir dióxido de carbono gasoso mais gás hidrogênio e utilizar como catalisador o CrO₃ZnO (sólido branco e granular) numa temperatura na faixa de

320380 C e pressão de 340 atm.

Considerando o exposto, responda aos itens a e b.

a) Que tipo de catálise é usado no processo de obtenção do metanol? Justifique sua resposta.

b) Identifique no gráfico a seguir a curva que representa a reação que utiliza um catalisador. Explique sua opção.

14. Velocidades iniciais

 

v_i de decomposição de peróxido de hidrogênio foram determinadas em três experimentos (A, B e C), conduzidos na presença de I

 

aq sob as mesmas condições, mas com diferentes concentrações iniciais de peróxido





H O_{2 2 i}





, de acordo com os dados abaixo:

Experimento





H O2 _{2 i}



mol L 1



v 10i



3mol L 1s1



A 0,750 2,745

B 0,500 1,830

C 0,250 0,915

Com base nestes dados, para a reação de decomposição do peróxido de hidrogênio: a) escreva a equação estequiométrica que representa a reação.

b) indique a ordem desta reação.

c) escreva a lei de velocidade da reação.

d) determine o valor numérico da constante de velocidade, k. e) indique a função do I

 

aq na reação.

15. Em uma aula de laboratório de química, foram realizados três experimentos para o estudo da reação entre zinco e ácido clorídrico.

Em três tubos de ensaio rotulados como I, II e III, foram colocados em cada um 5,0 x 10–3 mol (0,327 g) de zinco e 4,0 mL de solução de ácido clorídrico, nas concentrações indicadas na figura. Foi anotado o tempo de reação até ocorrer o desaparecimento completo do metal. A figura mostra o esquema dos experimentos, antes da adição do ácido no metal.

a) Qual experimento deve ter ocorrido com menor tempo de reação? Justifique.

b) Determine o volume da solução inicial de HCℓ que está em excesso no experimento III. Apresente os cálculos efetuados.

Gabarito:

Resposta da questão 1: a) Teremos: Q m c t 5000 1000g 1cal / g C (Tf 25) Tf 30 C Δ           b) Teremos: 1 cal 4,18J 5000 cal x x20.900 J ou 20,9kJ Resposta da questão 2:

a) Equação química da decomposição térmica que ocorreu com o nitrato de amônio (NH NO ) :_{4 3}

4 3 2 2 NH NO (s)Δ N O(g)2H O(g). b) Teremos: 4 3 2 2 produtos reagentes NH NO (s) N O(g) 2H O(g) 366 kJ 82 kJ 2( 242) kJ H H H H [ 82 kJ 2( 242) kJ] [ 366 kJ] H 36 kJ

H 0 o processo de decomposição é exotérmico.

Δ Δ Δ Δ Δ                  Resposta da questão 3:     _{   } 2 g s g 2g H O C CO H Equação global.

Para obtermos a equação global, devemos aplicar a Lei de Hess com as equações fornecidas. Assim:





_{     }





  _{   }





0 2 g 2 g 2 g 0 s 2 g 2 g 0 2(g) (g) 2(g) 1 Equação I inverter H O H O H 242,0 kJ 2 Equação II manter C O CO H 393,5 kJ 1

Equação III inverter e dividir por 2 CO CO O H 238,5,0 kJ 2 Δ Δ Δ                 _{   } 2 g s g 2g

H O C CO H com valor de H Δ  87 kJ por mol de hidrogênio produzido.

Assim: 2 2 g de H produzido 87 kJ 1 000 g  E E43.500 kJ/kg de hidrogênio produzido.

O agente redutor da reação é o carbono, pois este sofre oxidação, conforme mostra o esquema abaixo:

2 (g) (s) (g) 2(g) Nox 0 Nox 2 H O C CO H        Resposta da questão 4:

a) Equação química balanceada da reação de combustão do metanol:

3 2 2 2

ou 3 2 2 2 3 1CH OH( ) O (g) 1CO (g) 2H O( ) 2    b) Teremos: 3 2 2 2 3 1CH OH( ) O (g) 1CO (g) 2H O( ) 2 239,0 0 393,5 ( 241,8 2) H [ 393,5 ( 241,8 2)] [ 239,0 0] 638,1 kJ / (mol de me tanol)                   c) Teremos: 3 2 2 2 3 1CH OH( ) O (g) 1CO (g) 2H O( ) 2 32 g    44 g 128 g 2 2 CO CO m m 176 g Resposta da questão 5:

a) Como a reação de formação de amônia é exotérmica, com a elevação da temperatura o equilíbrio deslocaria no sentido endotérmico, ou seja, para a esquerda.

  _{}  2(g) 2(g) 3(g) esquerda 3H N 2NH calor b) Teremos:                           3 2(g) 2(g) 3(g) formação (NH ) 3 1 H N 1NH 2 2 3 3 (H H) ( 436) kJ (quebra) 2 2 1 1 (N N) ( 944) kJ (quebra) 2 2 3 (N H) (3 390) kJ (formação) ( 654 472 1170) kJ 44 kJ H 44 kJ Δ c) Teremos:                          2(g) 2(g) 3(g) 2 3 C _{3 1} 2 2 2 C _{3 1} 3H N 2NH 4 mol 2 mol 0 (início) 2 L 2 L

3 mol 1 mol 2 mol

(início)

2 L 2 L 2 L

1 mol 1 mol 2 mol

(início) 2 L 2 L 2 L [NH ] K [H ] [N ] 2 2 K 16 1 1 2 2

3 1 incial 2 2 3 1 final 2 2 3 1 3 1 final 2 2 final 2 2 3 1 final 2 2 final incial v k[H ] [N ] v k(3[H ] )(2[N ] ) v 27k[H ] 2[N ] v (27 2)k[H ] [N ] v 54 k[H ] [N ] v 54 v            Resposta da questão 6:

a) Kc alto indica deslocamento para o lado dos produtos, pois o Kc é diretamente proporcional a



SO₃



. Kc baixo alto indica deslocamento para o lado dos reagentes, pois o Kc é inversamente proporcional a

 

O₂ e

 

N . ₂ b) A formação da chuva ácida. A reação que dá origem ao fenômeno será:

(s) 2(g) 2(g) 2(g) 2(g) 3(g) 3(g) 2 ( ) 2 4(aq) (s) 2(g) 2 ( ) 2 4(aq) 2S 2O 2SO 2SO O 2 SO 2SO 2H O 2H SO 2S 3O 2H O 2H SO      Resposta da questão 7: a) Teremos: 3 c ₂ 2 [CH OH] K [CO] [H ]   c ₂ (0,145) K 14,5 (1) (0,1)   

b) O sistema será deslocado no sentido de menor volume molar, nesse caso, no sentido de formação de produto.

Resposta da questão 8:

a) A expressão da constante de equilíbrio para essa reação, em função das pressões parciais, será dada por:

3 2 2 2 SO P ₂ SO O (P ) K (P ) P  

b) Como o valor da variação de entalpia ( HΔ  198 kJ) é negativo, a reação no sentido direto é exotérmica. Consequentemente, com a diminuição da temperatura para 300 K o equilíbrio deslocará para a direita, no sentido da liberação de energia, com isso o valor da constante aumentará, já que o numerador da expressão matemática fornecida no item a também aumentará.

c) Com a adição de O (reagente da reação direta) ocorrerá um aumento na velocidade neste sentido, logo o ₂ equilíbrio será deslocado para a direita e o número de mols de SO irá diminuir. ₂

d) Como o gás hélio (He(g)) não é reagente, nem produto de nenhuma reação (direta ou inversa), o equilíbrio não

será deslocado. Resposta da questão 9: a) [H+_{] = 2,0 x 10}3 _mol/ℓ b) pH = 2,7 c) Ki = [H+_{] [R - COO] / [R - COOH]} d) [H+_{] = 0,1 mol/ℓ}

e) As quantidades de NaOH neutralizadas serão iguais.

Resposta da questão 10:

Produto [H ] pH Refrigerante ₁₀3 3 pH log[H ]  log10  3 Alvejante caseiro ₁₀12,5 12,5 pH log[H ]  log10 12,5 Vinho ₁₀3,5 3,5 pH log[H ]  log10 3,5 Leite de magnésia ₁₀10 _{pH log[H ]} _{ log10}10 _10

Cerveja ₁₀4,5 _{pH log[H ]} _{ log10}4,5 _4,5

b) No leite de magnésia [H ] 1010. Então:

14 10 14 4 [H ] [OH ] 10 10 [OH ] 10 [OH ] 10 mol / L             

Os produtos da tabela com propriedades ácidas (pH7) para neutralizar o pH do leite de magnésia são o vinho (pH3,5) e a cerveja (pH4,5).

Resposta da questão 11:

Fórmula estrutural do ácido etanoico:

3 3 3 2 2 CH COOH 60 g / mol Concentração 60 g / L [CH COOH] 1 mol / L [H ] [CH COOH] 1 [H ] 1 10 mol / L 100 pH log[H ] log10 2 pH 2 α                    Resposta da questão 12:

a) Equação química balanceada que representa a reação: NO₂CONOCO . ₂ b) Analisando os dados fornecidos na tabela, vem:

Quando a concentração de NO permanece constante e a concentração de CO dobra observa-se que a ₂ velocidade da reação permanece constante.

Quando a concentração de CO permanece constante e a concentração de NO₂ dobra observa-se que a velocidade quadruplica.

Conclusão: o expoente da concentração de NO₂ é dois. Então, vk[NO ]₂2.

c) Utilizando-se os dados da primeira linha da tabela fornecida, vem:

2 2 5 2 5 6 v k[NO ] 1,0 10 k (0,002) 10 k 0,25 10 2,5 4 10            

d) Analisando-se as duas últimas linhas da tabela, percebe-se que a concentração de NO₂ e de CO permanece constante, porém, a velocidade da reação aumenta.

Conclusão: a temperatura da reação na última linha da tabela é maior do que 350K.

Resposta da questão 13:

a) O tipo de catálise é a heterogênea (reagentes e catalisadores apresentam diferentes estados de agregação).

2 3 Cr O /ZnO(s) 2 2 3 2 1 CO (g) 2H (g) CH OH( ) O (g) 2   

b) Na presença do catalisador a energia de ativação diminui.

Resposta da questão 14:

a) Decomposição de peróxido de hidrogênio: H O ( )_{2 2} H O( )₂ 1O (g).₂ 2

 

b) Teremos a seguinte equação de velocidade: vk[H O ] ._{2 2}a A partir da tabela fornecida, vem:

Conclusão: a = 1, a reação é de primeira ordem ou ordem 1. b) Lei de velocidade da reação: vk[H O ]_{2 2}1.

c) Cálculo do valor numérico da constante de velocidade, k:

3 1 1 1 1 2,745 k 0,759 2,745 10 mol L s k 3,66 s 0,750 mol L             

c) I

 

aq acelera a reação de decomposição da água oxigenada, ou seja, funciona como catalisador.

Resposta da questão 15:

a) Podemos observar que:

b) A reação entre o zinco metálico e o ácido clorídrico é dada por: Zn(s) + HCℓ(aq)  H2(g) + ZnCℓ2(aq)

A partir desta reação podemos calcular o número de mols de ácido que reage com o metal: Zn(s) + 2HCℓ (aq)  H2(g) + ZnCℓ2(aq)

65,4 g  2 mol 0,327 g  nHCℓ nHCℓ = 1,0 x 10-2 mol

No experimento III foram adicionados 4 mL (4 x 10-3 _{L) de ácido clorídrico de concentração 4 mol/L, com estes} dados podemos calcular o número de mols total de ácido:

1 L  4 mol (HCℓ) 4 x 10-3 L  n_HCℓ nHCℓ = 1,6 x 10-2 mol

Subtraindo do valor total o número de mols de ácido clorídrico que reage, teremos o excesso: n(excesso) = 1,6 x 10-2 _{- 1,0 x 10}-2

n(excesso) = 0,6 x 10-2 _{mol = 6 x 10} -3 _mol

Agora podemos calcular o volume do excesso de ácido: 1 L  4 mol (HCℓ)

Vexcesso  6 x 10 -3 mol (HCℓ) Vexcesso = 1,5 x 10-3 L ou 1,5 mL

Resumo das questões selecionadas nesta atividade

Data de elaboração: 04/12/2018 às 07:04

Nome do arquivo: Atividade Recuperação 2º Ano

Legenda:

Q/Prova = número da questão na prova

Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®

Q/prova Q/DB Grau/Dif. Matéria Fonte Tipo

1 ... 136983 ... Média ... Química ... Uel/2015 ... Analítica 2 ... 129718 ... Média ... Química ... Unicamp/2014... Analítica 3 ... 122544 ... Média ... Química ... Uerj/2013 ... Analítica 4 ... 112931 ... Média ... Química ... Ufes/2012 ... Analítica 5 ... 112360 ... Média ... Química ... Ufjf/2012 ... Analítica 6 ... 165067 ... Média ... Química ... Unicid - Medicina/2017 ... Analítica 7 ... 160267 ... Média ... Química ... Unicid - Medicina/2016 ... Analítica 8 ... 91788 ... Média ... Química ... Uff/2010 ... Analítica 9 ... 8201 ... Média ... Química ... Ime/1996 ... Analítica

10 ... 161140 ... Média ... Química ... Fac. Santa Marcelina - Medicin/2016 Analítica 11 ... 121388 ... Média ... Química ... Uerj/2012 ... Analítica

12 ... 158016 ... Elevada ... Química ... Ufjf-pism 3/2015 ... Analítica 13 ... 133816 ... Elevada ... Química ... Uema/2014 ... Analítica 14 ... 129847 ... Elevada ... Química ... Ita/2014 ... Analítica 15 ... 94029 ... Elevada ... Química ... Unifesp/2010... Analítica