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Data:
Componente Curricular: Química Geral
Professor: Juliana
LISTA 01: GASES
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1. (Fuvest 2014) A tabela abaixo apresenta informações
Simplificadamente, esse foguete funciona à base da
sobre cinco gases contidos em recipientes separados e
decomposição de peróxido de hidrogênio contido no
selados.
compartimento 2, onde ele é estável. Abrindo-se a válvula 3,
o peróxido de hidrogênio passa para o compartimento 4,
onde há um catalisador. Nesse compartimento, o peróxido se
decompõe muito rapidamente, de acordo com a equação
abaixo:
H2O2 
  H2O  g
 ½ O2  g;
H  54 kJ mol1
Qual recipiente contém a mesma quantidade de átomos que
um recipiente selado de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm
Com base nessas informações, responda:
e 273 K?
a) No funcionamento do dispositivo há liberação ou absorção
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
de energia? Justifique.
b) Considerando a decomposição total de 68 quilogramas de
2. (Fuvest 2014) O rótulo de uma lata de desodorante em
peróxido de hidrogênio contidos no dispositivo, quantos
aerosol apresenta, entre outras, as seguintes informações:
metros cúbicos de gases são produzidos? Leve em conta
“Propelente: gás butano. Mantenha longe do fogo”. A
que nas condições de uso do dispositivo o volume molar
principal razão dessa advertência é:
gasoso é de 0,075 m mol .
3
-1
a) O aumento da temperatura faz aumentar a pressão do gás
no interior da lata, o que pode causar uma explosão.
b) A lata é feita de alumínio, que, pelo aquecimento, pode
reagir com o oxigênio do ar.
c) O aquecimento provoca o aumento do volume da lata, com
4. (Unesp 2013)
laboratório é mergulhar zinco metálico em uma solução de
ácido clorídrico, conforme a reação descrita pela equação
apresentada a seguir.
Zn(s)  2HC (aq)  ZnC (aq)  H2 (g)
a consequente condensação do gás em seu interior.
d) O aumento da temperatura provoca a polimerização do
gás butano, inutilizando o produto.
e) A lata pode se derreter e reagir com as substâncias
contidas em seu interior, inutilizando o produto.
Uma forma de obter hidrogênio no
Considere que uma tira de zinco metálico foi colocada em um
recipiente
contendo
HC
em
solução
aquosa
na
concentração de 1 mol/L. Em 20 segundos a temperatura do
recipiente elevou-se em 0,05 °C e 25 mL de hidrogênio foram
produzidos.
3. (Unicamp 2013) Na década de 1960, desenvolveu-se um
Considerando que essa reação ocorreu a 27 °C e 1 atm,
foguete individual denominado “Bell Rocket Belt", que fez
determine a velocidade da reação em mL H 2/s e em mol H2/s.
grande sucesso na abertura das Olimpíadas de 1984.
Use: R  0,082 L  atm  K –1  mol–1
5. (Unesp 2012) Armadilhas para o CO2
Estudo de pesquisadores da Universidade Estadual
Paulista, Unesp, em Presidente Prudente, abre a perspectiva
de desenvolvimento de tecnologias que possibilitam capturar
quimicamente o CO2 atmosférico, o principal gás de efeito
se comportam como ideais, e que a massa molar média do
estufa.
ar atmosférico é de 28,8 g mol , justifique esse
-1
Os pesquisadores brasileiros demonstraram que
comportamento do metano em relação ao ar atmosférico.
uma molécula denominada DBN, em determinadas condições
b) Na época do acontecimento, veiculou-se na imprensa que,
de temperatura e pressão, associa-se ao dióxido de carbono,
“numa mistura com o ar, se o metano se encontra dentro
formando carbamato (1) e bicarbonato de DBN (2). O
de um determinado percentual (5% a 15% em volume
processo está esquematizado a seguir.
quando em ar ambiente com 21% de oxigênio) e existe
(Unesp Ciência, dezembro de 2011. Adaptado.)
uma faísca ou iniciador, a explosão irá ocorrer”. Partindose do ar atmosférico e de metano gasoso, seria possível
obter a mistura com a composição acima mencionada,
pela simples mistura desses gases? Justifique.
8. (Unesp 2012) Os desodorantes do tipo aerossol contêm
Determine a fórmula molecular da DBN. Com base nas
em sua formulação solventes e propelentes inflamáveis. Por
informações fornecidas pelo esquema da reação, e dado
essa razão, as embalagens utilizadas para a comercialização
R  0,082 L  atm  K 1  mol1, calcule o volume de CO2 ,
do produto fornecem no rótulo algumas instruções, tais
em litros, que pode ser capturado na reação de 1 mol de DBN
à temperatura de 23 C e pressão de 1atm.
como:
- Não expor a embalagem ao sol.
- Não usar próximo a chamas.
- Não descartar em incinerador.
6. (Unesp 2012)
Enquanto estudava a natureza e as
propriedades dos gases, um estudante anotou em seu
Uma lata desse tipo de desodorante foi lançada em um
caderno as seguintes observações sobre o comportamento
incinerador a 25 ºC e 1 atm. Quando a temperatura do
de 1 litro de hidrogênio e 1 litro de argônio, armazenados na
sistema atingiu 621 ºC, a lata explodiu. Considere que não
forma gasosa à mesma temperatura e pressão:
houve deformação durante o aquecimento. No momento da
I. Têm a mesma massa.
explosão a pressão no interior da lata era
II. Comportam-se como gases ideais.
a) 1,0 atm b) 2,5 atm c) 3,0 atm d) 24,8 atm e) 30,0 atm
III. Têm o mesmo número de átomos.
IV. Têm o mesmo número de mols.
9. (Fuvest 2012)
É correto o que o estudante anotou em
a) I, II, III e IV.
b) I e II, apenas.
d) II e IV, apenas.
e) III e IV, apenas.
c) II e III, apenas.
7. (Unicamp 2012) Recentemente a Prefeitura de São Paulo
ameaçava fechar as portas de um centro comercial por causa
do
excesso
de
gás
metano
em
seu
subsolo.
O
empreendimento foi construído nos anos 1980 sobre um
lixão e, segundo a CETESB, o gás metano poderia subir à
superfície e, eventualmente, causar explosões.
Uma estudante de Química realizou um experimento para
investigar as velocidades de difusão dos gases HC e NH3.
Para tanto, colocou, simultaneamente, dois chumaços de
algodão nas extremidades de um tubo de vidro, como
mostrado na figura acima. Um dos chumaços estava
embebido de solução aquosa de HC (g), e o outro, de
a) Uma propriedade que garante a ascensão do metano na
atmosfera é a sua densidade. Considerando que os gases
solução aquosa de NH3(g). Cada um desses chumaços liberou
o respectivo gás. No ponto de encontro dos gases, dentro do
tubo, formou-se, após 10 s, um anel de sólido branco
( NH4C ), distante 6,0 cm do chumaço que liberava HC
(g).
a) Qual dos dois gases, desse experimento, tem maior
velocidade de difusão? Explique.
b) Quando o experimento foi repetido a uma temperatura
mais alta, o anel de NH4C (s) se formou na mesma
posição. O tempo necessário para a formação do anel, a
essa nova temperatura, foi igual a, maior ou menor do que
10 s? Justifique.
c) Com os dados do experimento descrito, e sabendo-se a
massa molar de um dos dois gases, pode-se determinar a
massa molar do outro. Para isso, utiliza-se a expressão
velocidade de difusão do NH3 (g)
massa molar do HC

velocidade de difusão do HC (g)
massa molar do NH3
Considere que se queira determinar a massa molar do
HC . Caso o algodão embebido de solução aquosa de NH 3
(g) seja colocado no tubo um pouco antes do algodão que
libera HC (g) (e não simultaneamente), como isso afetará
o valor obtido para a massa molar do HC ? Explique.
2C7H12N2  2CO2  H2O  C8H12N2O2  C8H14N2O3
GABARITO
Resposta da questão 1: [C]
Cálculo da quantidade de átomos que um recipiente selado
de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm e 273 K:
P V  nR T
R  cons tante
De acordo com a tabela :
T  cons tante
V  cons tante
V
n  P
RT
n  k P
n  k  2  2k
Para o hidrogênio (H2 ) :
n  2  2k  4k
O número de mols é diretamente proporcional à pressão,
então:
Temperatura
Pressão
Volume
Recipiente
Gás
(K)
(atm)
(l)
1
O3
273
1
22,4
2
Ne
273
2
22,4
3
He
273
4
22,4
4
N2
273
1
22,4
5
Ar
273
1
22,4
O gás do recipiente 3 (He) contém a mesma quantidade de
átomos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo H 2,
mantido a 2 atm e 273 K, ou seja, 4k átomos.
Resposta da questão 2: [A]
O aumento da temperatura faz aumentar a pressão do gás no
interior da lata, o que pode causar uma explosão do gás
butano.
Resposta da questão 3:
a) No funcionamento do dispositivo há liberação de energia
(reação exotérmica), pois o sinal do H é negativo, ou seja, a
variação de entalpia é negativa.
b) Teremos:
1H2O2 
  1H2O  g
 ½ O2  g
34 g
1,5 mol de gases
34 g
1,5  0,075 m3
68  103 g
Vgases
3
Vgases  225 m
Resposta da questão 4:
Cálculo da velocidade da reação em mL H2/s:
v
Volume de H2 produzido 25 mL

 1,25 mL / s
tempo
20 s
2 mol DBN
2 mol CO2
1 mol DBN
1 mol CO2
A partir da equação de estado de um gás, vem:
P V  nR T
1 atm  V  1 mol  0,082 L  atm  K -1  mol-1  (23  273)K
V  20,5 L de CO2
Resposta da questão 6: [D]
Análise das anotações:
I. Anotação incorreta. As massas são diferentes.
De acordo com o princípio de Avogadro, nas mesmas
condições de temperatura e pressão o mesmo volume de
um gás possui o mesmo número de moléculas.
nH2  nAr 
mH2
MH2

mH2 mAr
mAr


MAr
2
40
40
mAr 
mH2  mAr  20  mH2
2
II. Anotação correta. Comportam-se como gases ideais, ou
seja, o volume das moléculas e a atração intermolecular
são desprezíveis e os choques são considerados
elásticos.
nperfeitamente
Átomos
III.
Anotação
incorreta.
(mol)
(mol) A molécula de hidrogênio tem dois
átomos e o argônio é monoatômico.
k
3k
IV. Anotação correta. Têm o mesmo número de mols, de
2k
2k
acordo com a hipótese de Avogadro.
4k
4k
k
2k
Resposta da questão 7:
k
k
a) Teremos:
m
R T
M
m PM
PM

d
V RT
RT
P V 
Como P e R são cons tan tes :
d
PM
RT
P  16
P
 16
RT
RT
P  28,8
P
dMédia do ar 
 28,8
RT
RT
P
dMédia do ar 28,8 RT

 1,8 dMe tano
dMe tano
P
16
RT
dMe tano  dMédia do ar
dMe tano 
O metano ascende na atmosfera, pois sua densidade é
menor do que a densidade média do ar.
b) Não seria possível obter a mistura com a composição
acima mencionada pela simples mistura desses gases. O ar
tem, aproximadamente, 21 % em volume de gás oxigênio. Se
o metano fosse misturado ao oxigênio, este apresentaria uma
porcentagem menor que 21 % na mistura.
Resposta da questão 8: [C]
Cálculo da velocidade da reação em mol H2/s:
P V  nR T
1 25  103  n  0,082  300
25 mL
27273
n  1,02  103 mol
vH2 
1,02  103 mol
 5,1 105 mol / s
20 s
Resposta da questão 5:
Fórmula molecular da DBN: C7H12N2 .
Teremos, de acordo com a equação fornecida no enunciado:
A partir da equação geral para um gás ideal, teremos:
Pinicial  Vinicial Pfinal  Vfinal

Tinicial
Tfinal
Pfinal  V
1 atm  V

298 K
(273  621) K
Pfinal  3,0 atm
Resposta da questão 9:
a) De acordo com a figura, o anel de NH4C se forma a
6,0 cm da extremidade do algodão com HC e a 9,0 cm
da extremidade do algodão com NH3 . Quanto maior a
distância, maior a velocidade do gás no tubo, concluí-se
que o NH3 é o gás que apresenta maior velocidade de
difusão.
b) Quanto maior a temperatura, maior a velocidade de
difusão das moléculas e a velocidade da reação.
Consequentemente o anel de será formado num tempo
menor do que 10 s.
c) Caso o algodão embebido de solução aquosa de NH3 (g)
seja colocado no tubo um pouco antes do algodão que libera
HC (g) (e não simultaneamente) o anel de NH4C será
formado a uma distância maior da extremidade do algodão
embebido com NH3 dando a impressão de que a velocidade
de difusão do HC é menor do que a verdadeira. De acordo
com a expressão matemática fornecida, quanto menor a
velocidade de difusão, maior a massa molar.
Consequentemente, a massa molar do HC parecerá maior
do que a verdadeira.