Química
Atividades Adicionais
Módulo 4
1.Quando as emissões naturais de uma amostra radioativa, como, por exemplo, do Urânio-234, são submetidas a um campo elétrico ou magnético, notamos sua subdivisão em três tipos bem diferentes de
radiação.
c) A partícula β forma-se a partir da desintegração do
nêutron, que dá como resultado um próton, um
elétron (partícula β) e um neutrino, partícula sem
carga elétrica e de massa desprezível.
d)As emissões gama (γ) são partículas que apresentam menor poder de penetração e maior poder
ionizante sobre os gases.
e)As emissões alfa (α) são as principais responsáveis
pelos efeitos biológicos das radiações. Podem produzir mutações nas células do nosso organismo,
com gravíssimas consequências genéticas.
3.Na equação representada a seguir:
222
Rn
86
→ X 24α + Y–10β + 210
Po
84
os números de partículas alfa e beta, representados
por X e Y, emitidas nesse processso são, respectivamente:
Na imagem, os números 1, 2 e 3 correspondem às
radiações formadas, que são, respectivamente, denominadas de:
a)Alfa, beta e gama
b)Alfa, gama e beta.
c)Beta, alfa e gama.
d)Beta, gama e alfa.
e)Gama, beta e alfa.
2.(UEL) Os elementos radioativos são muito usados em
medicina, tanto para diagnósticos como para procedimentos terapêuticos. São também usados para
determinar os mecanismos das reações químicas e
determinar a idade de objetos antigos. As reações
nucleares são aproveitadas em geradores de eletricidade e em armas de destruição em massa. Com relação à emissão de partículas e/ou radiações por átomos radioativos, é correto afirmar:
a)Radioatividade é a emissão espontânea de partículas e/ou radiações de núcleos estáveis de átomos, originando outros núcleos que serão sempre
instáveis.
b)A partícula α é um núcleo do átomo de hélio, portanto é formada por dois prótons, dois elétrons e
dois nêutrons.
a)1 e 2.
b)3 e 4.
c)4 e 5.
d)2 e 1.
e)4 e 3.
4.Parte dos materiais contaminados pelo radioisótopo
do césio 137
Cs, responsável pelo sério acidente nuclear
55
de Goiânia, GO, está armazenada em tambores hermeticamente fechados. Como o radioisótopo em
questão emite radiações β– (elétrons), pode-se afirmar
que, nesses tambores, há também o isótopo:
136
a) 137
Bad)
Xe
56
54
138
b)137
Xee)
Ba
54
56
c) 136
Ba
56
5.A Revista Veja publicou: “O acidente na usina nuclear
de Fukushima, no Japão, é o pior do país desde a catástrofe de Chernobyl, na Ucrânia, em 1986. A falha no
sistema de refrigeração do reator 1 da usina Daiichi,
em função do terremoto e do tsunami que atingiram
o país, foi classificado pelas autoridades como categoria 4. De acordo com a Escala Internacional de Sucessos Nucleares (INES), isso equivale a um ‘acidente
com consequências de alcance local‘, informa o jornal El Pais.”
133
1
Supondo que uma amostra tenha sido coletada logo
após o acidente e a mesma possuía 40 g de átomos
radioativos e que após 63 h uma análise dessa mesma
amostra revelou que a massa dos átomos radioativos
passou para 5 g, podemos então afirmar que a meia
vida desses átomos é de:
a)32 h.
b)21 h.
c)49 h.
d)19 h.
e)51 h.
6.A seguinte equação representa um possível processo
de fissão nuclear
235
U
92
+ 10n → 139
Ba + 94
Kr + ...
56
36
a)complete-a.
b)justifique o motivo pelo qual a mesma pode originar uma reação em cadeia.
7.(VUNESP) Durante sua visita ao Brasil em 1928, Marie
Curie analisou e constatou o valor terapêutico das
águas radioativas da cidade de Águas de Lindóia, SP.
Uma amostra de água de uma das fontes apresentou
concentração de urânio igual a 0,16 μg/L. Supondo
que o urânio dissolvido nessas águas seja encontrado
na forma de seu isótopo mais abundante, 238U, cuja
meia-vida é aproximadamente 5 ⋅ 109 anos, o tempo
necessário para que a concentração desse isótopo
na amostra seja reduzida para 0,02 μg/L será de
a)5 ⋅ 109 anos.
d)20 ⋅ 109 anos.
b)10 ⋅ 109 anos.
e)25 ⋅ 109 anos.
9
c)15 ⋅ 10 anos.
8.(UEL) Observe a figura e leia o texto a seguir.
manipula estas propriedades, é também possível alterar as estruturas elementares da matéria e transmutá-la.
Encontrar a matéria-prima e trazê-la para a terra era a
tarefa primordial do alquimista, através das repetidas
transmutações dos elementos. Surgem dessa busca
superior muitas tentativas analíticas de transformar
outras substâncias em ouro.”
Adaptado de Alexander Roob. O museu hermético: alquimia
e misticismo. New York: Taschen, p. 14-30.
Com base no texto e nos conhecimentos sobre estrutura atômica e radioatividade, assinale a alternativa
que preenche, correta e respectivamente, as lacunas
do texto a seguir.
Hoje, com a construção de aceleradores de partículas, é possível produzir artificialmente o ouro por
meio de processos de
nuclear (também
chamada de transmutação artificial). Como exemplo
deste processo, tem-se o
do núcleo de
chumbo (207
Pb)
por
resultando
em ouro
82
7
, lítio (3Li) e liberando
.
a)fissão – aquecimento – partículas alfa (24α) – (199
80Au) –
1
5(0n);
b)fissão – aquecimento – elétrons (10n) – (197
79 Au) –
0
3(–1β);
c)fissão – bombardeamento – nêutrons (01n) – (197
79Au) –
1
4(0n);
d)fusão – bombardeamento – partículas alfa (24α) –
1
(203
80Au) – 1p;
e)fusão – bombardeamento – nêutrons (01n) – (198
79Au) –
1
3(0n).
9.(VUNESP) Para determinar o tempo em que certa
quantidade de água permaneceu em aquíferos subterrâneos, pode-se utilizar a composição isotópica
em relação aos teores de trítio e de hidrogênio. A
água da chuva apresenta a relação 31H / 11H = 1,0 ⋅ 10−17
e medições feitas na água de um aquífero mostraram
uma relação igual a 6,25 ⋅ 10−19. Um átomo de trítio
sofre decaimento radioativo, resultando em um átomo de um isótopo de hélio, com emissão de uma partícula β−. Forneça a equação química para o decaimento radioativo do trítio e, sabendo que sua
meia-vida é de 12 anos, determine por quanto tempo
a água permaneceu confinada no aquífero.
O Lápis (✡), imagem celestial de ouro terreno,
é produzido pela rotação dos elementos, na
unificação do superior e do inferior, do fogo
(Δ) e da água (∇).
“Empédocles propôs ‘quatro raízes para todas as coisas‘: a
terra, a água, o ar e o fogo, formando assim os quatro elementos. Acredita-se que, na medida em que o homem
10.
Esse símbolo identifica
alimentos irradiados.
133
2
Estima-se que, no Brasil, a quantidade de alimentos
desperdiçados seria suficiente para alimentar 35 milhões de pessoas. Uma das maneiras de diminuir
esse desperdício é melhorar a conservação dos alimentos. Um dos métodos disponíveis para tal fim é
submeter os alimentos a radiações ionizantes, reduzindo, assim, a população de micro-organismos
responsáveis por sua degradação.
Uma das tecnologias existentes emprega o isótopo
de número de massa 60 do Cobalto como fonte radioativa. Esse isótopo decai pela emissão de raios
gama e de uma partícula β e é produzido pelo bombardeamento de átomos de cobalto de número de
massa 59 com nêutrons.
a)Escreva a reação de produção do Cobalto-60 a
partir do Cobalto-59 e a reação de decaimento
radioativo do Cobalto-60.
b)Um aparelho utilizado na irradiação de alimentos
emprega uma fonte que contém, inicialmente,
100 gramas de Cobalto-60. Admitindo que o
tempo de meia-vida do Cobalto-60 seja de cinco
anos, calcule a massa desse isótopo presente após
quinze anos de utilização do aparelho.
11. (UERJ) O tipo mais comum de detector de fumaça
funciona a partir de uma câmara de ionização de
gases atmosféricos. As moléculas desses gases são
ionizadas pelo emissor de partículas alfa 241
Am.
95
Quando partículas de fumaça penetram na câmara,
ocorre a neutralização das moléculas, interrompendo
a passagem de corrente elétrica e disparando um
alarme sonoro.
a)A produção do 241
Am em reatores nucleares re95
quer seis transformações radioativas − três capturas de nêutron e três emissões beta − de um
determinado nuclídeo. Represente esse nuclídeo
com símbolo (consulte a Classificação Periódica dos
Elementos), número de massa e número atômico.
b)Calcule a massa, em gramas, de uma amostra de
241
Am que possua 1,2 ⋅ 1024 átomos.
95
12. (FUVEST) Em 1999, a região de Kosovo, nos Bálcãs,
foi bombardeada com projéteis de urânio empobrecido, o que gerou receio de contaminação radioativa do solo, do ar e da água, pois urânio emite
partículas alfa.
a)O que deve ter sido extraído do urânio natural
para se obter o urânio empobrecido? Para que se
usa o componente retirado?
b)Qual a equação da primeira desintegração nuclear
do urânio-238? Escreva-a, identificando o nuclídeo
formado.
c) Quantas partículas alfa emite, por segundo, aproximadamente, um projétil de urânio empobrecido
de massa 1 kg?
Dados: composição do urânio natural U-238 = 99,3%;
U-235 = 0,7%; meia-vida do U-238 = 5 ⋅ 109 anos;
constante de Avogadro = 6 ⋅ 1023 mol−1; 1 ano = 3 ⋅ 107 s.
Alguns elementos e respectivos números atômicos:
88
89
90
91
92
93
94
95
96
Ra
Ac
Th
Pa
U
Np
Pu
Am Cm
13. Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico
pesado e instável que ocorre, por exemplo, por
bombardeamento desse núcleo com nêutrons, liberando energia. A alternativa que corretamente
representa uma equação de fissão nuclear é:
a) 235
U + 10n → 144
Cs + 90
Rb + 3 10n
92
55
37
b)235
U + 10n → 235
Ba + 235
Kr
92
56
36
c) 235
U + 10n → 238
U + 3 10n
92
92
d)235
U + 10n → 140
Ba + 93
Kr + 3 10n
92
56
36
14. (UFPR) Em 2011 foi celebrado o Ano Internacional da
Química. Além disso, 2011 foi também o ano do centenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química
por Marie Curie, que foi a primeira cientista a receber dois Prêmios Nobel; o primeiro em 1903, em Física, devido às suas contribuições para as pesquisas
em radioatividade, e o segundo em 1911, pela descoberta dos elementos rádio e polônio. O polônio
não possui isótopos estáveis, todos são radioativos,
dos quais apenas o 210Po ocorre naturalmente, sendo
gerado por meio da série de decaimento do rádio. A
seguir são ilustrados dois trechos da série de decaimento do rádio:
226
Ra
88
α
β–
210
Pb
82
222
Rn
86
β–
210
Bi
83
α
218
Po
84
α
214
Pb
82
α
210
Po t = 138,38 dias
84
1/2
206
Pb
82
Com base nas informações fornecidas, considere as
seguintes afirmativas:
1.A partícula α possui número de massa igual a 4.
2.Para converter 214Pb em 210Pb, conectando os
dois trechos da série, basta a emissão de uma
partícula α.
3.Uma amostra de 210Po será totalmente convertida em 206Pb após 276,76 dias.
4. No decaimento β−, o número de massa é conservado, pois um nêutron é convertido em um próton.
133
3
Assinale a alternativa correta:
a)Somente a afirmativa 3 é verdadeira.
b)Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c)Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
d)Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
e)Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.
15. I. 210
Po → 42α + X
84
17. (UERJ) A anilina (amino-benzeno), um composto químico utilizado na produção de corantes e medicamentos, é sintetizada em duas etapas. Na primeira,
reage-se benzeno com ácido nítrico, empregando
como catalisador o ácido sulfúrico. A segunda etapa
consiste na redução do composto orgânico obtido
na primeira etapa.
Em relação à anilina, apresente:
II. 226
Ra → z + 222
Rn
88
86
O ano de 2011 foi escolhido pela Unesco e pela União
Internacional de Química Pura e Aplicada, IUPAC,
como o Ano Internacional da Química, em homenagem ao centenário do prêmio Nobel de 1911, recebido
por Marie Curie, uma das responsáveis pela descoberta dos radionuclídeos polônio e rádio, cujas
reações de desintegração nucleares estão representadas, respectivamente, pelas equações I e II.
a)sua fórmula estrutural;
b)a equação química que representa a primeira
etapa de seu processo de síntese.
18. (UFPR) Os nitrotoluenos são compostos intermediários importantes na produção de explosivos. Os
mononitrotoluenos podem ser obtidos simultaneamente, a partir do benzeno, através da seguinte sequência de reações:
CH3
Considerando-se as informações do texto e as
equações que representam a desintegração dos
radionuclídeos polônio e rádio, é correto afirmar:
I)
a)O elemento representado por X, na equação Ι, é o
isótopo 214 do polônio.
b)O número de partículas do núcleo do 226
Rn é
86
maior do que o do núcleo do átomo representado por X.
c)O poder de penetração da radiação z, representada na equação nuclear ΙΙ, é maior que o da partícula –10β.
d)O tempo de desintegração total de massa de
50,0 g de uma amostra de qualquer elemento
radioativo corresponde a sua meia-vida.
e)O rádio e o polônio são radionuclídeos utilizados
no diagnóstico e no tratamento de doenças, sendo,
portanto, inócuos à saúde.
II)
16. Analise a reação abaixo e as afirmativas a seguir:
CHO
+ CH3 — C
AC3
A + HC
1)O grupo —CHO é um orientador do tipo meta-dirigente.
2)O produto A é o aldeído 3-etil-benzóico.
3)A reação é catalisada pelo clorometano.
4)Trata-se de uma reação de adição.
5)O produto A é predominantemente o aldeído
p-etil-benzóico.
Está(ão) correta(s):
a)1 apenas.
b)4 apenas.
c)1 e 3 apenas.
d)2, 3 e 5 apenas.
e)1, 2, 3, 4 e 5.
+ A
AC3
CH3
+ HNO3
H2SO4
30 °C
+ HC
H2SO4
30 °C
Orto-nitro- meta-nitro- para-nitrotolueno + tolueno + tolueno
(62%)
(5%)
(33%)
a)Escreva o nome do composto A.
b)Escreva a fórmula estrutural do produto minoritário da reação II.
c) Identifique o tipo de isomeria plana presente nos
três produtos orgânicos da reação II.
d)Qual é a função do AC3, na reação I?
19. São grupos meta-dirigentes nas reações de substituição aromática:
a)—NO2, —OH e —R (alquila).
b)—CN, —COOR e —COOH.
c)—COOR, —COR e —NH2.
d)—NO2, —NH2 e —OR.
e)—OR, —R (alquila) e —OH.
20. O produto principal da hidratação de 1-buteno é:
a)álcool primário
b)álcool secundário
c)aldeído
d)ácido carboxílico
21. (VUNESP) Dadas as reações orgânicas:
I)
+ H2
Pt
25 °C
— CH(CH ) CH + H
II) CH2 —
23
3
2
Pt
25 °C
CH3(CH2)4CH3
133
4
H2SO4, a 140 °C
Os nomes dos compostos formados nas reações I e II
são, respectivamente,
c)2 [H3C — CH2 — OH]
a)benzeno e 2,2-dimetilpropano.
b)benzeno e n-hexano.
c)n-hexano e 2,2-dimetilpropano.
d)cicloexano e n-hexano.
e)cicloexano e 2,2-dimetilpropano.
d)2 [H3C — CH2 — OH] + H2O 2 4
H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 + 2 H2 + O2
—
—
H3C — CH2 — C — CH2 — CH3 + H2O
—
—
b)2 [H3C — CH2 — CH2 — OH]
O
H2SO4, a 140 °C
H3C — CH2 — C — CH2 — CH3 + CH4 + H2O
—
H2SO4, a 140 °C
—
e H3C — C —
b)H3C — CH2 — CH — CH3
OH
—
c)H3C — CH2 — CH2 — C —
—
a)2 [H3C — CH2 — OH]
O
Na equação acima, os compostos A e B podem ser,
respectivamente:
O
—
—
a)H3C — CH2 — CH2 — C
e H3C — CH2 — OH
C
—
d)H3C — CH2 — C —
—
e)H3C — C —
—
24. O éter dietílico (etoxietano ou éter comum) usado
em hospitais e laboratórios é obtido, industrialmente, por meio da desidratação intermolecular do etanol, cuja equação química correta é:
O
—
—
+ HC
→ H3C — CH2 — CH2 — C
O — CH2 — CH3
—
Escreva a equação química correspondente à obtenção do 1,2-dicloroetano e indique o tipo de mecanismo da reação em função da partícula reagente.
26. A + B →
—
O cloro é uma substância simples e de grande importância industrial. É utilizado como desifetante, alvejante e na produção de inúmeros compostos químicos. Um deles, por exemplo, é o 1,2-dicloroetano,
obtido pela reação do cloro com o eteno.
A reação do dióxido de manganês com ácido clorídrico é um dos processos mais antigos para obtenção
de cloro que, nas condições ambientes, é um gás.
Assim, os anúncios de cloro líquido, que vemos frequentemente, vendem, na realidade, uma solução de
hipoclorito de sódio.
a)da reação de formação do hidrocarboneto, indicando o nome deste.
b)da reação do hidrocarboneto com o bromo.
O
C
O
OH
O
C
O
C
e H2
e H3C — CH — CH3
—
23. (UERJ)
25. (UNICAMP) Quando vapores de etanol passam sobre argila aquecida, que atua como catalisador, há
produção de um hidrocarboneto insaturado gasoso
e vapor d‘água. Esse hidrocarboneto reage com
bromo (Br2) dando um único produto. Escreva as
equações:
—
a)Qual o produto formado na reação do 3-metil-1-buteno e cloro?
b)Quais os tipos de reação que ocorrem entre o cloro e o 2-metilbutano em presença de luz e entre
o cloro e 3-metil-1-buteno?
c)Quais os possíveis produtos formado na reação
entre 2-metilbutano e cloro, na presença de luz e
na razão molar de 1:1?
H SO , a 140 °C
—
22. A reação entre o cloro (C2) e 3-metil-1-buteno ocorre
mesmo na ausência de luz, ao passo que a reação
de 2-metilbutano com C2 ocorre apenas na presença de luz com a liberação de HC. Baseando-se
nessas afirmações, responda:
H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 + H2O
OH
e H3C — CH2 — CH2 — CH2 — OH
27. Ésteres são substâncias de odor agradável e utilizados em substituição aos aromas naturais de frutas,
em perfumes e doces. Os produtos obtidos na hidrólise ácida do acetato de butila são:
a)ácido butanóico e etanol.
b)ácido acético e 2-butanol.
c)butanona e etanol.
d)etanol e butanal.
e)ácido acético e 1-butanol.
133
5
28. (VUNESP) O que ocorreu com a seringueira, no final
do século XIX e início do XX, quando o látex era retirado das árvores nativas sem preocupação com o
seu cultivo, ocorre hoje com o pau-rosa, árvore típica da Amazônia, de cuja casca se extrai um óleo rico
em linalol, fixador de perfumes cobiçado pela indústria de cosméticos. Diferente da seringueira,
que explorada racionalmente pode produzir látex
por décadas, a árvore do pau-rosa precisa ser abatida para a extração do óleo da casca. Para se obter
180 litros de essência de pau-rosa, são necessárias
de quinze a vinte toneladas dessa madeira, o que
equivale à derrubada de cerca de mil árvores. Além
do linalol, outras substâncias constituem o óleo
essencial de pau-rosa, entre elas:
I
II
III
30. (VUNESP) Álcoois podem ser obtidos pela hidratação
de alcenos, catalisada por ácido sulfúrico. A reação
de adição segue a regra de Markonikov, que prevê a
adição do átomo de hidrogênio da água ao átomo
de carbono mais hidrogenado do alceno.
Escreva:
a)a equação química balanceada de hidratação catalisada do 1-buteno.
b)o nome do produto formado na reação indicada
no item a.
31. Dentro de uma garrafa de refrigerante, ocorrem várias reações, mas um destaque pode ser dado para
o ácido carbônico (H2CO3), que se decompõe em
H2O e CO2.
H2CO3(aq)
H2O() + CO2(g)
ΔH . 0
Esta é a reação de decomposição do ácido carbônico.
Considera-se que a mesma esteja em equilíbrio químico, pois à medida que ocorre a decomposição, também ocorre a formação de ácido carbônico.
1,8-cineol
linalol
alfa-terpineol
Sobre a reação de decomposição do ácido carbônico,
é correto afirmar que se trata de uma reação:
Considerando as fórmulas estruturais das substâncias I, II e III, classifique cada uma quanto à classe
funcional a que pertencem. Represente a estrutura
do produto da adição de 1 mol de água, em meio
ácido, também conhecida como reação de hidratação, à substância alfa-terpineol.
a)exotérmica, pois a entalpia dos produtos é maior
que a dos reagentes.
b)exotérmica, pois a entalpia dos reagentes é maior
que a dos produtos.
c)endotérmica, pois a entalpia dos reagentes é
maior que a dos produtos.
d)endotérmica, pois a entalpia dos produtos é
maior que a dos reagentes.
29. Inseticidas carbamatos são compostos derivados do
ácido carbâmico. Dentre eles, há o zectran, cuja estrutura química está representada na figura.
32.
Os carbamatos são pouco solúveis na água e também pouco absorvidos pelo organismo humano.
Mas a presença de produtos biotransformados na
urina indica absorção do composto por operários
expostos durante a sua fabricação.
a)Na estrutura do zectran, a amina aromática é
classificada como amina terciária? Justifique.
b)Na biotransformação dos carbamatos, uma das
reações de maior importância é a hidrólise. Escreva a equação da reação de hidrólise do zectran,
na qual ocorre a formação do grupo fenólico.
2 NH4NO3(s)
2 N2(g) + O2(g) + 4 H2O(v)
ΔH° = –410,0 kJ
O nitrato de amônio (NH4NO3)(s) é utilizado na agricultura como fertilizante para promover o crescimento
e a frutificação de plantas, entretanto é um explosivo potente que, ao se decompor, libera, rapidamente, um volume muito grande de gases de acordo com a equação termoquímica anterior.
A partir dessas informações, dessa equação termoquímica e admitindo-se que os gases desprendidos
na explosão são ideais, é correto afirmar:
a)O nitrato de amônio é classificado como hidrogenossal.
b)O volume ocupado por 4,0 mol de água líquida, a
27 °C e a 1,0 atm, é 89,6 L.
c)A explosão do nitrato de amônio é um processo
termoquímico endotérmico de decomposição.
133
6
Explosivo 3:
d)A quantidade de calor liberada, durante a explosão de 40,0 g de nitrato de amônio, é igual a
100,0 kJ.
e)A pressão exercida na explosão de 80,0 g de nitrato de amônio, em um recipiente fechado de
300,0 mL, a 27 °C, é maior que 280,0 atm.
C2H4N2O6() → 2 CO2(g) + 2 H2O(g) + N2(g)
Explosivo 4:
4 C3H5N3O9() → 12 CO2(g) + 10 H2O(g) + 6 N2(g) + O2(g)
Com base nas equações químicas e na tabela, para
1 mol de cada explosivo, considere as afirmativas a
seguir:
33. Com relação às equações abaixo, assinale a alternativa correta.
ΔH = –94,1 kcal
C(diamante) + O2(g) → CO2(g)
1
H2(g) +
O
→ H2O()
2 2(g)
1
H2O() → H2(g) +
O 2 2(g)
ΔH = –94,5 kcal
ΔH = –68,4 kcal
ΔH = +68,4 kcal
a)Considerando os valores de entalpia, pode-se
afirmar que a variedade alotrópica C (diamante)
é mais estável que C (grafite).
b)O valor ΔH na equação de formação da água
significa que houve absorção de 68,4 kcal/mol.
c)O carbono, na forma grafite ou diamante, ao
reagir com O2(g), forma o mesmo produto com
diferentes valores de ΔH.
d)A decomposição da molécula de água consiste
em processo exotérmico.
34. Muitos explosivos são produzidos por meio de misturas de substâncias. Já o perclorato de amônio, o
nitrato de amônio, o dinitrato glicol etileno e o trinitrato glicerol são explosivos puros. A tabela a seguir
mostra as entalpias de formação dos explosivos e as
equações químicas das reações que ocorrem com
esses explosivos.
Entalpia de formação de algumas substâncias
Substância
ΔHf (kJ/mol)
Explosivo 1 (s)
–295
Explosivo 2 (s)
–366
Explosivo 3 ()
–259
Explosivo 4 ()
–371
CO2 (g)
–394
H2O (g)
–242
(s) – Sólido; () – Líquido; (g) – Gasoso
Explosivo 1:
2 NH4CO4(s) → C2(g) + 4 H2O(g) + N2(g) + 2 O2(g)
Explosivo 2:
2 NH4NO3(s) → 4 H2O(g) + 2 N2(g) + O2(g)
I.O explosivo 2 libera maior quantidade de energia
que o explosivo 1.
II.O explosivo 3 é o que libera menor quantidade
de energia.
III.O explosivo 4 libera mais energia que a soma das
energias liberadas pelos explosivos 1, 2 e 3.
IV.Os explosivos que estão no estado sólido liberam
menor quantidade de energia que os explosivos
no estado líquido.
Assinale a alternativa correta.
a)Somente as afirmativas I e II são corretas.
b)Somente as afirmativas I e IV são corretas.
c)Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d)Somente as afirmativas I, II e III são corretas.
e)Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
35.
Entalpia, H(kJ)
C(grafite) + O2(g) → CO2(g)
Pbran. +
5
2
Pverm. +
5
C2(g)
2
–374,9 kJ
C2(g)
–357,3 kJ
PC5(g)
Caminho da reação
O diagrama representa a entalpia de formação do
pentacloreto de fósforo a partir de duas variedades
alotrópicas do fósforo, o fósforo branco e o fósforo
vermelho.
A partir da análise desse diagrama, é correto afirmar:
a)A variedade alotrópica do fósforo vermelho é
menos estável que a do fósforo branco.
b)A entalpia de formação do fósforo vermelho é
–17,6 kJ.
c) A variação de entalpia de uma reação química independe do estado alotrópico de seu reagentes.
d)A energia liberada durante a formação de pentacloreto de fósforo, a partir de fósforo branco, é
maior que a liberada na mesma reação com o
fósforo vermelho.
133
7
36. A combustão, desde que foi descoberta pelos povos primitivos, tem servido a muitos interesses das
sociedades humanas. Sua utilização na transformação de substâncias e no processo de aquecimento
favoreceu o grande avanço das sociedades. Considere a combustão do eteno representado pela
equação não balanceada abaixo:
CH2CH2 + O2 → CO2 + H2O
Dados os valores de entalpia de ligação, marque a
alternativa que apresenta o valor da energia liberada na combustão de 8,4 g de eteno:
38. (VUNESP) O ácido nítrico é muito utilizado na indústria
química como insumo na produção de diversos produtos, dentre os quais os fertilizantes. É obtido a partir
da oxidação catalítica da amônia, através das reações:
I.4 NH3(g) + 5 O2(g)
Pt
1 000 °C
4 NO(g) + 6 H2O(g)
II.2 NO(g) + O2(g) ←
→ 2 NO2(g)
III.3 NO2(g) + H2O() ←
→ 2 HNO3(aq) + NO(g)
Calcule as entalpias de reação das etapas II e III. Considere as reações dos óxidos de nitrogênio em condições padrões (p = 1 atm e T = 25 °C), e as entalpias de
formação (ΔHf) em kJ ⋅ mol−1, apresentadas na tabela:
Ligação
ΔH° (kJ/mol)
C—H
413
Substância NO(g)
NO2(g)
H2O()
HNO3(aq)
C—C
347
+33,9
−285,8
−173,2
C—
—C
614
ΔHf
+90,4
(kJ ⋅ mol−1)
O—
—O
469
C—
—O
804
H—O
464
a)1 399 kJ
b)419,7 kJ
c)199 kJ
d)59,7 kJ
e)11 751,6 kJ
37. (VUNESP) O gás butano (C4H10) é o principal componente do gás de cozinha, o GLP (gás liquefeito de
petróleo). A água fervente (H2O, com temperatura
igual a 100 °C, no nível do mar) é utilizada para diversas finalidades: fazer café ou chá, cozinhar, entre
outras. Considere que, para o aumento de 1 °C na
temperatura de 1 g de água, são necessários 4 J, que
esse valor pode ser tomado como constante para a
água líquida sob 1 atmosfera de pressão e que a
densidade da água a 25 °C é aproximadamente igual
a 1,0 g ⋅ mL–1.
39. (FUVEST) O ácido nítrico é um importante produto industrial. Um dos processos de obtenção é fazer passar
amônia (NH3) e ar, sob pressão, por um catalisador a
cerca de 850 °C, ocorrendo a formação de monóxido
de nitrogênio e água. O monóxido de nitrogênio em
presença do oxigênio do ar se transforma no dióxido
de nitrogênio, que em água forma ácido nítrico
(HNO3) e monóxido de nitrogênio (que é reciclado
no processo).
a)Escreva as equações balanceadas que representam as diferentes etapas da produção de ácido
nítrico através desse processo.
b)O calor envolvido na primeira etapa, ou seja, a
oxidação da amônia até o monóxido de nitrogênio, ajuda a manter o catalisador aquecido. Sendo assim, qual deve ser maior: a soma das energias de ligação dos reagentes ou a soma das
energias de ligação dos produtos? Justifique.
40. (UNICAMP) As variações de entalpia (ΔH) do oxigênio, do estanho e dos seus óxidos, a 298 K e 1 bar,
estão representadas no diagrama a seguir:
a)Calcule a quantidade de calor necessária para
elevar a temperatura de 1 L de água, no nível do
mar, de 25 °C até o ponto de ebulição. Apresente
seus cálculos.
b)Dadas as entalpias-padrão de formação (ΔHof)
para o butano gasoso (–126 kJ ⋅ mol–1), para o
dióxido de carbono gasoso (–394 kJ ⋅ mol–1), para
a água líquida (–242 kJ ⋅ mol–1) e para o oxigênio
gasoso (0 kJ ⋅ mol–1), escreva a equação química
para a combustão do butano e calcule a entalpia-padrão de combustão (ΔHoc) para esse composto.
133
8
Assim, a formação do SnO(s), a partir dos elementos, corresponde a uma variação de entalpia de
–286 kJ/mol.
a)Calcule a variação de entalpia (ΔH1) correspondente à decomposição do SnO2(s) nos respectivos elementos, a 298 K e 1 bar.
b)Escreva a equação química e calcule a respectiva
variação de entalpia (ΔH2) da reação entre o óxido
de estanho (II) e o oxigênio, produzindo o óxido
de estanho (IV), a 298 K e 1 bar.
41. (FUVEST) Calcula-se que 1,0 ⋅ 1016 kJ da energia solar são utilizados na fotossíntese, no período de
um dia. A reação da fotossíntese pode ser representada por
6 CO2 + 6 H2O
energia solar
clorofila
C6H12O6 + 6 O2
e requer, aproximadamente, 3,0 ⋅ 103 kJ por mol de
glicose formada.
Dado: massa molar do CO2 = 44 g/mol.
a)Quantas toneladas de CO2 podem ser retiradas,
por dia, da atmosfera, através da fotossíntese?
b)Se, na fotossíntese, se formasse frutose em vez
de glicose, a energia requerida (por mol) nesse
processo teria o mesmo valor? Justifique, com
base nas energias de ligação. São conhecidos os
valores das energias médias das ligações C — H,
C — C, C — O, C —
— O, H — O.
42. (FUVEST) Passando acetileno por um tubo de ferro,
fortemente aquecido, forma-se benzeno (um trímero
do acetileno). Pode-se calcular a variação de entalpia
dessa transformação, conhecendo-se as entalpias
de combustão completa de acetileno e benzeno
gasosos, dando produtos gasosos. Essas entalpias são, respectivamente, –1 256 kJ/mol de C2H2
e –3 168 kJ/mol de C6H6.
a)Calcule a variação de entalpia, por mol de benzeno,
para a transformação de acetileno em benzeno
(ΔH1).
O diagrama anterior mostra as entalpias do benzeno e de seus produtos de combustão, bem como
o calor liberado na combustão (ΔH2).
b)Complete o diagrama anterior para a transformação de acetileno em benzeno, considerando o
calor envolvido nesse processo (∆H1).
c)Um outro trímero do acetileno é o 1,5-hexadiino.
Entretanto, sua formação, a partir do acetileno,
não é favorecida. Em módulo, o calor liberado
nessa transformação é menor do que o envolvido
na formação do benzeno. No mesmo diagrama,
indique onde se localizaria, aproximadamente, a
entalpia do 1,5-hexadiino.
d)Indique, no mesmo diagrama, a entalpia de combustão completa (ΔH3) do 1,5-hexadiino gasoso,
produzindo CO2 e H2O gasosos. A entalpia de
combustão do 1,5-hexadiino, em módulo e por
mol de reagente, é maior ou menor que a entalpia de combustão do benzeno?
43. (UNICAMP) O nadador Michael Phelps surgiu na
Olimpíada de Beijing como um verdadeiro fenômeno,
tanto pelo seu desempenho quanto pelo seu consumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere uma
quantidade diária de alimentos capaz de lhe oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto disto é assimilado,
ou não, é uma incógnita. Só no almoço, ele ingere
um pacote de macarrão de 500 gramas, além de
acompanhamentos.
Dados de entalpia de formação em kJ ⋅ mol–1:
glicose = –1 274,
água = –242,
dióxido de carbono = –394.
a)Suponha que o macarrão seja constituído essencialmente de glicose (C6H12O6), e que, no metabolismo, toda essa glicose seja transformada em
dióxido de carbono e água. Considerando-se
apenas o metabolismo do macarrão diário, qual é
a contribuição do nadador para o efeito estufa,
em gramas de dióxido de carbono?
b)Qual é a quantidade de energia, em kJ, associada
à combustão completa e total do macarrão (glicose) ingerido diariamente pelo nadador?
44. (UNICAMP) Apesar de todos os esforços para se encontrar fontes alternativas de energia, estima-se
133
9
que em 2030 os combustíveis fósseis representarão
cerca de 80% de toda a energia utilizada. Alguns
combustíveis fósseis são: carvão, metano e petróleo,
do qual a gasolina é um derivado.
No funcionamento de um motor, a energia envolvida
na combustão do n-octano promove a expansão
dos gases e também o aquecimento do motor.
Assim, conclui-se que a soma das energias envolvidas na formação de todas as ligações químicas é:
a)maior que a soma das energias envolvidas no
rompimento de todas as ligações químicas, o
que faz o processo ser endotérmico.
b)menor que a soma das energias envolvidas no
rompimento de todas as ligações químicas, o
que faz o processo ser exotérmico.
c)maior que a soma das energias envolvidas no
rompimento de todas as ligações químicas, o
que faz o processo ser exotérmico.
d)menor que a soma das energias envolvidas no
rompimento de todas as ligações químicas, o
que faz o processo ser endotérmico.
45. (FUVEST) Em cadeias carbônicas, dois átomos de
carbono podem formar ligação simples (C — C), dupla (C —
— C) ou tripla (C —
— C). Considere que, para
uma ligação simples, a distância média de ligação
entre os dois átomos de carbono é de 0,154 nm, e a
energia média de ligação é de 348 kJ/mol.
Assim sendo, a distância média de ligação (d) e a
energia média de ligação (E), associadas à ligação
dupla (C —
— C), devem ser, respectivamente,
a)d  0,154 nm eE  348 kJ/mol.
b)d  0,154 nm e E  348 kJ/mol.
c)d = 0,154 nm e E = 348 kJ/mol.
d)d  0,154 nm eE  348 kJ/mol.
e)d  0,154 nm eE  348 kJ/mol.
a)libera quantidade de energia maior do que 114 kJ.
b)libera quantidade de energia menor do que 114 kJ.
c)absorve quantidade de energia maior do que
114 kJ.
d)absorve quantidade de energia menor do que
114 kJ.
e)ocorre sem que haja liberação ou absorção de
energia.
47. A hidrogenação do acetileno é efetuada pela reação
desse gás com o gás hidrogênio, originando, nesse
processo, o etano gasoso, como mostra a equação
química a seguir.
C2H2(g) + 2 H2(g) → C2H6(g)
É possível determinar a variação da entalpia para
esse processo, a partir de dados de outras equações
termoquímicas, por meio da aplicação da Lei de
Hess.
5
C2H2(g) +
O
→ 2 CO2(g) + H2O()
2 2(g)
ΔHoc = –1 301 kJ/mol
7
C2H6(g) +
O
→ 2 CO2(g) + 3 H2O()
2 2(g)
ΔHoc = –1 561 kJ/mol
1
H2(g) +
O
→ H2O()
2 2(g)
ΔHoc = –286 kJ/mol
Assim, usando as equações termoquímicas de combustão no estado-padrão, é correto afirmar que a
variação da entalpia para a hidrogenação de 1 mol
de acetileno, nessas condições, é de
a)–256 kJ/mol.
b)–312 kJ/mol.
c)–614 kJ/mol.
46. (FUVEST) O monóxido de nitrogênio (NO) pode ser
produzido diretamente a partir de dois gases que
são os principais constituintes do ar atmosférico,
por meio da reação representada por
N2(g) + O2(g) → 2 NO(g)
Essa última transformação:
48. Os resultados de três experimentos, feitos para encontrar a lei de velocidade para a reação
2 NO(g) + 2 H2(g) → N2(g) + 2 H2O(g),
encontram-se na tabela abaixo.
Velocidade inicial de consumo de NO(g)
ΔH = +180 kJ
O NO pode ser oxidado, formando o dióxido de nitrogênio (NO2), um poluente atmosférico produzido
nos motores a explosão:
d)–814 kJ/mol.
e)–3 148 kJ/mol.
Experimento
[NO]
[H2]
Velocidade inicial
inicial
inicial
de consumo de NO
(mol ⋅ L–1) (mol ⋅ L–1)
(mol ⋅ L–1 ⋅ s–1)
1
4,0 × 10–3
2,0 × 10–3
1,2 × 10–5
Tal poluente pode ser decomposto nos gases N2 e O2:
2
8,0 × 10–3
2,0 × 10–3
4,8 × 10–5
2 NO2(g) → N2(g) + 2 O2(g)
3
4,0 × 10–3
4,0 × 10–3
2,4 × 10–5
2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)
ΔH = –114 kJ
133
10
De acordo com esses resultados, é correto concluir
que a equação de velocidade é:
Uma análise desses dados permite inferir:
a)A lei de velocidade de reação é representada pela
expressão v = k[IC].
b)A velocidade de reação independe da concentração de hidrogênio.
c) A reação ocorre a partir da colisão entre duas moléculas de IC.
d)O valor da constante de velocidade de reação, k,
para essa reação é 1,64 ⋅ 10–7 mol–1 ⋅ L ⋅ s–1.
e)A velocidade inicial de reação, representada por
X na tabela, é igual a 1,27 ⋅ 10–6 mol ⋅ L–1 ⋅ s–1.
a)v = k [NO] [H2]2
b)v = k [NO]2 [H2]2
c)v = k [NO]2 [H2]
d)v = k [NO]4 [H2]2
e)v = k [NO]1/2 [H2]
2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g)
51. (FUVEST) Ao misturar acetona com bromo, na presença de ácido, ocorre a transformação representada
pela equação química a seguir:
Experimentalmente observam-se as informações
que estão no quadro a seguir.
[CO]
(mol ⋅ L−1)
[O2]
(mol ⋅ L−1)
Velocidade inicial
(mol ⋅ L−1 ⋅ min−1)
0,04
0,04
7,36 × 10–5
0,08
0,04
–4
2,94 × 10
0,04
0,08
1,47 × 10–4
C
H3C
50.
CH3 + Br2
H+
C
H3C
CH2Br + HBr
Dentre as substâncias presentes nessa mistura, apenas o bromo possui cor e, quando este reagente for
totalmente consumido, a solução ficará incolor.
Assim sendo, a velocidade da reação pode ser determinada medindo-se o tempo decorrido até o
desaparecimento da cor, após misturar volumes
definidos de soluções aquosas de acetona, ácido e
bromo, de concentrações iniciais conhecidas. Os resultados de alguns desses experimentos estão na
tabela apresentada a seguir.
Considerando a equação química e os dados do
quadro, assinale a alternativa correta:
a)Para a lei de velocidade, a expressão para esta
reação é v = k[CO2]2.
b)Conforme aumenta a concentração do produto,
aumenta a velocidade da reação.
c)Esta é uma reação de ordem zero com relação ao
CO2 e de segunda ordem quanto à reação global.
d)A velocidade de formação do CO2 nesta reação é
independente da concentração de O2.
e)O valor da constante de velocidade para esta
reação é 1,15 L2 ⋅ mol−2 ⋅ min−1.
O
—
—
O
—
—
49. (UEL) O monóxido de carbono é um gás incolor,
sem cheiro e muito reativo. Ele reage, por exemplo,
com o gás oxigênio formando o dióxido de carbono, de acordo com a equação química a seguir.
a)Considerando que a velocidade da reação é dada
por
concentração inicial de Br2
,
tempo para desaparecimento da cor
complete a tabela a seguir:
Tempo
Concentra- Concentra- Concentra- decorrido Velocidade
Experi- ção inicial ção inicial ção inicial até o desa- da reação
mento de acetona
de H+
de Br2 parecimento
(mol ⋅ L–1 ⋅ s–1)
(mol ⋅ L–1) (mol ⋅ L–1) (mol ⋅ L–1)
da cor
(s)
[IC]
(mol ⋅ L−1)
[H2]
(mol ⋅ L−1)
Velocidade inicial
(mol ⋅ L−1 ⋅ s−1)
1,5
1,5
3,7 × 10–7
1
0,8
0,2
6,6 × 10–3
132
3,0
1,5
7,4 × 10–7
2
1,6
0,2
6,6 × 10–3
66
3,0
4,5
22 × 10–7
3
0,8
0,4
6,6 × 10–3
66
4,7
2,7
X
4
0,8
0,2
3,3 × 10–3
66
Os dados apresentados na tabela foram obtidos a
partir de experimentos feitos com a reação de cloreto de iodo, IC(g) e hidrogênio, H2(g), a determinada
temperatura.
b)A velocidade da reação é independente da concentração de uma das substâncias presentes na
mistura. Qual é essa substância? Justifique sua
resposta.
133
11
52. O hipoclorito de sódio, NaCO, é utilizado em produtos desifetantes. Dependendo das condições,
esse se decompõe, levando à formação de oxigênio.
Para avaliar o efeito da temperatura e da concentração na reação de decomposição do NaCO, foram
realizados os seguintes experimentos:
1.Solução de NaCO 5,0%, T = 25 °C
2.Solução de NaCO 5,0%, T = 35 °C
3.Solução de NaCO 5,0%, T = 15 °C
4.Solução de NaCO 2,5%, T = 25 °C
O gráfico abaixo mostra o volume de O2 coletado
em função do tempo para cada um dos experimentos realizados.
Volume de O2/mL
(2) (1)
60
(3)
(4)
45
30
15
2
4
6 tempo/min
De acordo com esses resultados, assinale a alternativa incorreta.
a)A temperatura afeta a velocidade da reação de
decomposição.
b)A quantidade de oxigênio produzida no experimento 3, após 4 minutos, será de 30 mL.
c)A velocidade da reação é triplicada ao variar a
temperatura de 15 °C para 35 °C.
d)A velocidade da reação no experimento 1 é de
aproximadamente 15 mL de O2 por minuto.
e)A concentração de hipoclorito de sódio não afeta
a velocidade da reação de decomposição.
53. (UNICAMP) Glow sticks ou light sticks são pequenos
tubos plásticos utilizados em festas por causa da luz
que eles emitem. Ao serem pressionados, ocorre
uma mistura de peróxido de hidrogênio com um
éster orgânico e um corante. Com o tempo, o peróxido e o éster vão reagindo, liberando energia que
excita o corante, que está em excesso. O corante
excitado, ao voltar para a condição não excitada,
emite luz. Quanto maior a quantidade de moléculas
excitadas, mais intensa é a luz emitida. Esse processo
é contínuo, enquanto o dispositivo funciona. Com
base no conhecimento químico, é possível afirmar
que o funcionamento do dispositivo, numa temperatura mais baixa, mostrará uma luz
a)mais intensa e de menor duração que numa temperatura mais alta.
b)mais intensa e de maior duração que numa temperatura mais alta.
c)menos intensa e de maior duração que numa
temperatura mais alta.
d)menos intensa e de menor duração que numa
temperatura mais alta.
54. A utilização de sabões para limpeza data de mais de
4 000 anos. Os sabões são constituídos de moléculas anfifílicas, que contêm uma porção hidrofóbica
e uma hidrofílica, e consequentemente atuam
como tensoativos. Além da ação física do sabão no
processo de remoção de sujeiras, há também a ação
química, em que ocorre reação entre as moléculas
anfifílicas e a sujeira, principalmente gorduras. Mesmo
sem conhecimento científico, muitas pessoas constatam que a lavagem com sabão utilizando água
quente é mais eficiente que com água fria. Com relação à ação dos sabões, considere as seguintes afirmativas:
1.A velocidade de remoção de sujeiras (à base de
gorduras) de uma roupa é aumentada em altas
temperaturas, pois nessa condição há maior frequência de choques entre as moléculas.
2.O processo de solubilização da sujeira envolve
interação entre a parte hidrofóbica do tensoativo
e a gordura, deixando a parte hidrofílica exposta
na superfície que interage com o solvente.
3.A maior eficiência de lavagem em temperaturas
mais altas implica que a reação entre o tensoativo e a sujeira é um processo endotérmico.
4.Em temperaturas superiores à temperatura de
fusão de gorduras da sujeira, a velocidade de remoção é aumentada, em função da maior superfície de contato.
Assinale a alternativa correta.
a)Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
b)Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
c)Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
d)Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
e)As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
55. (VUNESP) O sistema digestivo converte os nutrientes,
proteínas, carboidratos e gorduras, em substâncias
que podem ser absorvidas e usadas pelas células.
Essas transformações ocorreriam demasiadamente
devagar se não existissem, no organismo, substâncias
capazes de acelerar o metabolismo, ou seja, as reações do organismo, sem serem consumidas nessas
reações. Essas substâncias são denominadas enzimas
e são altamente específicas.
Referente à atuação das enzimas nas reações do organismo, afirma-se que:
133
12
a)provocam no organismo uma diminuição da
temperatura convertendo mais rapidamente os
nutrientes.
b)tornam essas reações exotérmicas ocorrendo
absorção de calor.
c) sem a sua presença essas reações não ocorreriam
e as substâncias formadas não seriam absorvidas
e usadas pelas células.
d)aceleram essas reações, pois criam uma nova via
reacional, na qual a energia de ativação é diminuída.
e)são catalisadores biológicos que nessas reações
aumentam a entalpia da reação.
57. (VUNESP) Foi feito um estudo cinético da reação
Mg + 2 H+ → Mg2+ + H2,
medindo-se o volume de H2 desprendido em função
do tempo. O gráfico mostra os dados obtidos para
duas concentrações diferentes de ácido: curva A
para HC, 2 mol/L, e B para HC, 1 mol/L.
56. (VUNESP) Leia o texto e responda à questão.
“Em 1969, a canção Polythene Pam aparecia no álbum
Abbey Road, dos Beatles. Foi essa tão britânica personagem usando botas, saia e bolsa de plástico que a
Royal Society of Chemistry (RSC) escolheu para comemorar a síntese do polietileno, realizada em 1933, nos
laboratórios da empresa química Imperial Chemical
Industries (ICI), no Reino Unido. Foi por acidente que
os pesquisadores produziram essa matéria branca e
cerosa, descoberta em uma segunda-feira pela manhã em um balão de reação em que o benzaldeído e o
etileno haviam sido aquecidos a 170 °C, sob 2 000
atmosferas, durante o fim de semana. A reação tinha
sido catalisdada por traços de oxigênio presentes no
reator, difícil de ser reproduzida. Só em 1935 outro
químico da ICI realizou uma síntese reprodutível do
polietileno sob alta pressão, procedimento esse que, a
partir de 1939, viria a ser a base da produção industrial
do polietileno de baixa densidade.”
Adaptado de The Royal Society of Chemistry. www.rsc.org.
Com base no texto, foram feitas as seguintes afirmações:
I.Mantendo-se a temperatura constante e reduzindo-se a pressão, a velocidade da reação aumentará.
II.Os reagentes mencionados apresentam fórmula
molecular C7H6O e C2H4, respectivamente.
III.Mantendo-se a pressão constante e aumentando-se a temperatura, ocorrerá um aumento na
energia cinética das moléculas reagentes.
IV.O oxigênio presente no reator provocou uma diminuição na energia de ativação da reação produzindo mais rapidamente o polietileno.
São verdadeiras apenas as afirmações:
a)I.
b)III.
c)I e II.
d)II e IV.
e)II, III e IV.
Em ambos os casos, foi usada a mesma massa de
magnésio.
a)Usando o gráfico, explique como varia a velocidade da reação com o tempo. Por que as duas
curvas tendem a um mesmo valor?
b)Deduza a ordem da reação com relação à concentração do ácido, usando os dados de velocidade média no primeiro minuto da reação.
58. (FUVEST) A vitamina C é muito utilizada como aditivo
de alimentos processados. Sua propriedade antioxidante se deve à capacidade de ser oxidada pelo oxigênio do ar, protegendo da oxidação outras substâncias presentes nos alimentos. Um certo alimento
processado, inicialmente embalado a vácuo, é aberto e armazenado sob duas condições diferentes:
I)Em refrigerador a 4 °C;
II)Em armário fechado à temperatura ambiente
(25 °C).
a)Mostre em um gráfico como varia o teor de vitamina C com o tempo para cada uma dessas condições. Identifique as curvas e explique comparativamente o comportamento delas.
b)Além da capacidade de reagir com o oxigênio do
ar, dê duas outras características que uma substância deve apresentar para poder ser utilizada
como substituto da vitamina C em alimentos
processados.
59. (UNICAMP) Numa reação que ocorre em solução
(reação I), há o desprendimento de oxigênio, e a sua
velocidade pode ser medida pelo volume de O2(g)
desprendido. Uma outra reação (reação II) ocorre
nas mesmas condições, porém consumindo O2(g),
e este consumo mede a velocidade desta reação.
133
13
O gráfico representa os resultados referentes às duas
reações:
Dado: temperatura e pressão constantes.
Considerando as duas horas iniciais, qual das reações tem velocidade maior? Justifique sua resposta.
60. (UNICAMP) O gráfico a seguir representa as variações das massas de um pequeno pedaço de ferro e
de uma esponja de ferro (palha de aço usada em
14
limpeza doméstica) expostos ao ar (mistura de nitrogênio, N2, oxigênio, O2, e outros gases além de
vapor de água).
a)Por que as massas da esponja e do pedaço de ferro aumentam com o tempo?
b)Qual das curvas diz respeito à esponja de ferro?
Justifique.
Respostas das Atividades Adicionais
Química
4.a
2.c
5.b
b)
NO2
—
1.d
3.b
H2SO4
+ HNO3
139
56Ba
+
94
36Kr
+ 3 10n
b)O processo de fissão nuclear do 235
92U pode originar
uma reação em cadeia porque para cada núcleo que
sofre fissão são liberados 3 nêutrons (01n), que poderão
fissionar outros 3 núcleos fissionáveis e assim por diante.
18.a) Clorometano.
CH3
b)
—
1
6.a)235
92U + 0n →
+ H2O
—
7.c
8.c
NO2
9. A equação nuclear para o decaimento radioativo do trítio
pode ser representado por
3
1H
→ 32He +
0
–1b
c) Isomeria de posição.
d)Atua como catalisador.
19.b
Determinação do tempo em que a água permaneceu
confinada no aquífero, pela análise da relação 31H/11H:
20.b
—
3
3
CH3 C
C
—
C
b)482 g.
15.b
14.e
16.a
—
—
CH2 — CH2
—
23. CH2 —
— CH2 + C2
CH3
C
C
Trata-se de uma reação de adição.
24.c
25.a) CH3 — CH2 — OH
b) H2C —
— CH2 + Br2
argila
Δ
H2C — CH2
Br
26.a
H 2C —
— CH2 + H2O
etileno
—
13.d
CH3
—
4
b) 238
U → 234
90Th + 2α
92

tório – 234
c) Aproximadamente 8,4 ⋅ 106 partículas α/s
—
H3C — CH — CH2 — CH3 H3C — CH — CH2 — CH2 — C
12.a) A extração do isótopo físsil U-235 no urânio natural irá
transformá-lo no urânio empobrecido usado em projetos militares.
O U-235 extraído, em proporção adequada com o isótopo
U-238, pode ser utilizado em usinas e bombas nucleares.
—
3
CH2
11.a) O núcleo é representado por 238
92U.
NH2
2
—
3
b)12,5 g.
17.a)
CH3
b)Substituição e adição, respectivamente.
c) H C — CH — CH — CH H C — CH — CH — CH
—
+ 10n → 60
27Co
60
→ 28Ni + –10b
Cl Cl
CH3
—
10.a) 59
27Co
60
27Co
Cl
—
Como se passaram 4 períodos de meia-vida (t), o tempo
real decorrido é de 4 ⋅ 12 = 48 anos.
—
22.a) H3C — CH — CH — CH3 ou H2C — CH — CH — CH3
—
t
t
→
1,25 ⋅ 10–18 → 6,25 ⋅ 10–19
—
21.d
—
t
t
t
1,0 ⋅ 10–17 → 5,0 ⋅ 10–18 → 2,5 ⋅ 10–18 →
Br
27.e
28.•Classes funcionais
I. Éter
II. Hidrocarboneto
III. Álcool
15
Cálculo do DHoc:
•Produto da reação de adição:
DHoc = ΣDHoprod. – ΣDHoreag.
—
CH3
OH
—
DHoc = (4 ⋅ (–394) + 5 ⋅ (–242) – [1 ⋅ (–126)]
DHoc = –2 660 kJ/mol C4H10
—
H3C
CH3
HO
—
29.a) Sim. O nitrogênio da amina aromática está ligado a três
carbonos, portanto trata-se de uma amina terciária.
b)
—
—
O
—
O — C — NHCH3
CH3—
— CH3
—
OH
b)DH = ΣElig. reagentes – ΣElig. produtos
Como a reação em questão é exotérmica DH < 0, logo:
ΣElig. reagentes < ΣElig. produtos
—
—
—
O
— CH3
+ HO — C — NHCH3
—
N(CH3)2
30.a) H2C —
— CH2 — CH2 — CH2 + H2O
H2SO4
—
OH
b)2-butanol
34.c
32.e
35.d
33.c
36.b
40.a) DH1 = +581 kJ/mol
1
b)SnO(s) + O2(g) → SnO2(s) DH2 = –295 kJ/mol
2
41.a) 8,8 ⋅ 108 t CO2/dia.
b)A frutose e a glicose são isômeros (C6H12O6) e apresentam uma ligação C —
— O, 5 ligações O — H, 7 ligações C — H, 5 ligações C — O e 5 ligações C — C.
Então, baseando-se somente nos valores médios de
energia de ligação e observando que a equação dada
pode representar a obtenção de ambas, podemos escrever:
kJ
DHreação = +[ΣElig. reagentes] – [ΣElig. produtos]
mol
H2SO4
H3C — CH — CH2 — CH3
31.d
•Cálculo do DH da reação III:
DHIII = [DHf(NO) + 2DHf(HNO3)] – [3DHf(NO2) + DHf(H2O)]
DHIII = [+90,4 + 2(–173,2)] – [3(+33,9) + (–285,8)]
DHIII = [–256] – [–184,1] = –71,9 kJ
39.a) 4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)
2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)
3 NO2(g) + H2O(l) → 2 HNO3(aq) + NO(g)
+ H2O
N(CH3)2
CH3—
38.•Cálculo do DH da reação II:
DHII = [2DHf(NO2)] – [2DHf(NO) + DHf(O2)]
DHII = [2(+33,9)] – [2(+90,4) + 0]
DHII = –113 kJ
DHreação = +[6 ⋅ 2 ⋅ EC — O + 6 ⋅ 2 ⋅ EH — O] –
– [1 ⋅ EC — O + 5 ⋅ EH — O + 7 ⋅ EC — H + 5 ⋅ EC — O +
kJ
+ 5 ⋅ EC — C]
mol
37.a) Cálculo da quantidade de calor necessária para elevação de 1 litro d’água de 25 °C a 100 °C.
Podemos então concluir que a energia requerida para
a obtenção de 1 mol de glicose seria a mesma que a
necessária para obtenção de 1 mol de frutose.
DT = Teb. – Tamb. = 100 – 25 = 75 °C
75 °C
4J
= 300 J/g água
1°C
⋅
1
g água

42.a) DH1 = –600 kJ/mol C6H6
capacidade
calorífica
1 L água
b)
1 000 g água
300 J
⋅
= 3 ⋅ 105 J
1 L água
1 g água

densidade
3 C2H2(g)
ΔH1 = –600 kJ/mol
C6H6(g)
b)A equação química balanceada da reação de combustão
completa do butano é:
C4H10(g) +
13
O
→ 4 CO2(g) + 5 H2O(l)
2 2(g)
DHoc
ΔH2 = –3 168 kJ/mol
6 CO2(g) + 3 H2O(g)
133
16
c)
43.a) mCO ≅ 733 g
3 C2H2(g)
ΔH1
2
—
—
HC —
— CH(g)
— C — CH2 — CH2 — C —
44.c
entalpia de
1,5-hexadiino
C6H6(g)
ΔH2
b)E ≅ 7 061 kJ
45.a
6 CO2(g) + 3 H2O(g)
46.b
d) HC —
—
—
— C — CH2 — CH2 — C —
— CH(g)
47.b
ΔH3
48.c
C6H6(g)
|ΔH3| > |ΔH2|
49.e
ΔH2
6 CO2(g) + 3 H2O(g)
50.d
51.a) Calculando as velocidades das reações, obtém-se a tabela devidamente preenchida:
Experimento
Concentração
inicial de
acetona
(mol L–1)
Concentração
inicial de H+
(mol L–1)
Concentração
inicial de Br2
(mol L–1)
Tempo decorrido
até o desaparecimento da cor
(s)
Velocidade
da reação
(mol L–1 s–1)
1
0,8
0,2
6,6 ⋅ 10–3
132
5 ⋅ 10–5
2
1,6
0,2
6,6 ⋅ 10–3
66
1 ⋅ 10–4
3
0,8
0,4
6,6 ⋅ 10–3
66
1 ⋅ 10–4
4
0,8
0,2
3,3 ⋅ 10–3
66
5 ⋅ 10–5
b)Observando as velocidades de reação em cada experimento, nota-se que a variação de Br2, mantendo-se constantes as
demais concentrações, não provoca alteração da velocidade. Logo o Br2 é o reagente do qual a velocidade da reação é
independente.
52.e
55.d
53.c
56.e
54.c
57.a) O gráfico mostra o volume produzido de gás hidrogênio em função do tempo de reação transcorrido. As inclinações das
curvas (DVH /Dt) fornecem as velocidades das reações, que são proporcionais às [H+] nas soluções. Ambas as inclinações
2
decrescem no decorrer do tempo indicando, assim, que as velocidades diminuem à medida que as reações se processam.
O volume de gás hidrogênio tende a um mesmo valor, pois ambas as experiências partem da mesma massa inicial de
magnésio, que pode constituir o reagente limitante.
b)Cálculo das velocidades no primeiro minuto:
DVH
2
Curva A: v =
= 30 cm3/min
Dt
DVH
2
Curva B: v =
= 15 cm3/min
Dt
Considerando uma lei de velocidade genérica como v = k[H+]x, podemos comparar as curvas A e B da seguinte forma:
VA k[H+]Ax
=
VB
k[H+]Bx
Sabendo que [H+] = [HCl],
30 k(2)x
=
= 2 = 2x ⇒ x = 1.
15 k(1)x
Logo, a reação é de primeira ordem em relação a [H+].
133
17
58.a)
b)Uma substância química que pode ser usada como
substituto da vitamina C, além da capacidade de reagir
com o O2(ar), deve apresentar as seguintes características:
teor de
vitamina C
•eficiente agente redutor;
•não reagir com componentes do alimento;
I (4 °C)
•não causar problemas para a saúde dos consumidores.
II (25 °C)
0
tempo
A velocidade de uma reação química aumenta com a
elevação da temperatura. Isso explica por que, na curva II, a 25 °C, o teor de vitamina C diminui mais rapidamente que na curva I, a 4 °C.
59.A reação II ocorreu com maior velocidade.
60.a) As massas da esponja e do pedaço de ferro aumentam
porque vai sendo formada a ferrugem (Fe2O3 ⋅ x H2O).
b)A curva relativa à esponja de ferro é a b.
133
18