UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DISCIPLINA DE QUÍMICA I
2ª Lista de Exercícios 1) Freon-12, um gás refrigerante, é preparado pela reação:
3CCl4 + 2SbF3 → 3CCl2F2 + 2SbCl3
Freon-12
Se 150g de CCl4 forem misturados com 100g de SbF3:
a) Quantos gramas de CCl2F2 poderão ser formados?
b) Quantos gramas e qual reagente restarão após ter cessado a reação?
2) Acetileno (C2H2), pode reagir com duas moléculas de Br2, para formar C2H2Br4, pelas reações em
série:
C2H2 + Br2 → C2H2Br2
C2H2Br2 + Br2 → C2H2Br4
Se 5,00 g de C2H2 forem misturados com 40,0g de Br2, quais as massas de C2H2Br2 e C2H2Br4 que se
formarão? Considere que todo o C2H2 reagiu.
3) Tetrafenilsilano, (C6H5)4Si, pode ser preparado a partir da seguinte reação:
C6H5Cl + SiCl4 + Na Æ (C6H5)4Si + NaCl
Calcule a massa de (C6H5)4Si que é possível ser obtida, assumindo rendimento de 100%, a partir da
reação entre 135,1g de clorobenzeno, 40,78g de tetracloreto de silício e 55,18g de sódio.
C=12,01 g.mol-1; H=1,008 g.mol-1; Cl= 35,45 g.mol-1; Si= 28,09 g.mol-1; Na=22,99 g.mol-1
4) Na reação entre benzeno (C6H6) e bromo (Br2), formam-se bromobenzeno (C6H5Br) e ácido
bromídrico (HBr). Coloca-se para reagir 50 g de benzeno e 100 g de bromo. Qual é a massa de
bromobenzeno obtida ? Dados: C = 12 g.mol-1; H = 1 g.mol-1; Br = 80 g.mol-1
5) Na decomposição de uma amostra de 300g de CaCO3 com 80% de pureza, pede-se calcular:
a) Massa do óxido de cálcio obtida
b) Volume de CO2 medido nas CNTP.
Dados: Ca = 40 g.mol-1; C = 12 g.mol-1; O = 16 g.mol-1
6) Efetuou-se a combustão de 3,01 X 1024 moléculas de propeno (C3H6), com eficiência de 95%.
Calcular: o volume de CO2 obtido nas CNTP; a massa de H2O obtida; o volume de ar aproximadamente
gasto nessa combustão, em metros cúbicos.
7) Rodando a 60Km/h, um automóvel faz cerca de 10 Km/L de etanol (C2H5OH). Calcule o volume de
CO2, em m3, emitido pelo carro após 5h de viagem. Admita queima completa do combustível. (Dados:
densidade do etanol = 0,8 Kg/L; massa molar do etanol = 46 g/mol; volume molar do CO2 = 25 L/mol)
8) A azida de sódio (NaN3), composto explosivo que enche os airbags dos carros, se decompõe
conforme a equação: 2 NaN3 (s) → 2 Na (s) + 3 N2 (g). Qual a massa de azida de sódio necessária para
encher um saco de 25,0 L de nitrogênio, na pressão de 1,3 atm, a 25°C?
Dados: 1 atm = 760 mmHg e R = 0,0821 atm·L/K·mol
9) Ao se produzir hidrogênio através da seguinte reação: Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g), foram
medidos, a 22,0 °C, um volume de gás de 456,0 mL e uma pressão de 742 mm Hg. Considerando a
evaporação de água dentro do recipiente e sabendo-se que a pressão de vapor da água nesta temperatura
é de 19,8 mm Hg, calcule:
a. A pressão parcial do gás hidrogênio.
b. A quantidade de matéria (mol) de hidrogênio formada.
c. O rendimento da reação sabendo que a massa de magnésio era de 0,486 g.
10) Em uma fábrica se produz o fertilizante “superfosfato” (CaH4(PO4)2), tratando fosfato de cálcio
(Ca3(PO4)2) com 92,0% de pureza com ácido sulfúrico (H2SO4), formando, além do “superfosfato”,
sulfato de cálcio (CaSO4). Em um teste realizado, foram misturados 0,50 kg de fosfato de cálcio com
0,30 kg de ácido sulfúrico, obtendo-se 0,28 kg de superfosfato. Verifique quem é o reagente limitante e
calcule a % de excesso e o rendimento da reação.
11) Numa análise química onde se deseja determinar o percentual em massa de KClO3 numa mistura
deste sal com KCl, separou-se uma amostra de 2,000 g da mistura e verificou-se o volume de O2
formado através da reação (único gás presente). A reação de decomposição do KClO3 (único reagente)
gera KCl e O2. Qual o volume de O2 esperado (a partir das 2,000g de amostra), a 25,0 ºC e 1,00 atm,
caso a informação da análise seja de um percentual em massa de KClO3 na mistura de 55,0 %?
Dados: R = 0,0821 atm L K-1 mol-1; T(K) = T(ºC) + 273,16
12) Tanto CaCl2 quanto o MgCl2 reagem com AgNO3 formando um precipitado de AgCl e um sal,
Ca(NO3)2 ou Mg(NO3)2, respectivamente. Reagindo-se duas soluções contendo massas iguais de CaCl2 e
MgCl2, um sal em cada solução, com soluções iguais de AgNO3, qual solução produzirá maior
quantidade de AgCl ? Prove sua resposta.
Dados: Ca = 40,08 g/mol, Mg = 24,31 g/mol, Ag = 107,9 g/mol, C= 12,01 g/mol, N = 14,01 g/mol e O =
16,00 g/mol
13) Os clorofluorcarbonos representam um grande perigo para a camada de ozônio e seu uso como gás
de refrigeração tem sido abandonado. Contudo, em um antigo refrigerador, a análise de um
clorofluorcarbono (CClxFy) mostra que tem 11,79% de C e 69,57% de Cl. Em outra experiência,
encontra-se que 0,107 g do composto enche um balão de 458 mL, a 25°C, sob pressão de 21,3 mmHg.
Qual a fórmula molecular do composto?
Dados: R = 0,0821 L atm / K mol; 1 atm = 760 mmHg
14) Sabendo-se que há dois tipos de gesso, CaSO4.2H2O e CaSO4.1/2H2O, deseja-se saber a qual dos
compostos hidratados uma amostra de 1,000g de gesso comercial pertence. Após se levar a mufla ao
dessecador, verificou-se que a massa do sal anidro era de 0,850 g. Seria possível determinar neste ponto
a qual dos dois compostos a amostra pertence? Justifique sua resposta.
Dados: Ca = 40,08 g mol-1; S = 32,06 g mol-1; O= 15,9994 g mol-1; H = 1,0079 g mol-1
15) Uma bauxita (Al2O3 + impurezas) contém 51,0% de Al2O3. Calcule a massa de bauxita necessária
para se obter 1,00 tonelada de alumínio (Al) puro, considerando o rendimento do processo igual a
95,0%.
Dados: Al = 26,98154 g mol-1; O= 15,994 g mol-1
16) Para se projetar um queimador industrial que irá operar com gás liquefeito de petróleo é necessário
saber a quantidade de ar a ser bombeada para a queima. Qual o volume de ar, sabendo-se que se quer
utilizar um excesso de 50,0% de ar, a 25,0 ºC e 1,00 atm, necessário para se queimar 1,00 kg de butano
(C4H10)?
Dados: C = 12,011 g mol-1; O = 15,9994 g mol-1; H = 1,008 g mol-1
17) As piscinas dos Jogos Olímpicos de Sidney não foram tratadas, como é comum, com sais de cloro e
outros compostos químicos. Foram usados imensos ozonizadores que funcionavam 24 horas por dia para
o tratamento da água. O ozônio mata os microrganismos presentes na água, evitando, com isso, a
proliferação de fungos e bactérias. Nos ozonizadores, o oxigênio do ar é transformado em ozônio,
fenômeno que pode ser representado pela reação abaixo:
3/2 O2 (g) Æ O3 (g)
ΔH = + 284 kJ/mol
Com base nesta equação, calcule a quantidade de calor necessária para obter 500 L de ozônio nas CNTP,
com um rendimento de 85%.
18) Uma das formas de se preparar o diborano (B2H6), um importante composto para a síntese de novos
compostos orgânicos, é através da seguinte reação não - equilibrada:
NaBH4 (aq) + H2SO4 (aq) Æ H2 (g) + Na2SO4 (aq) + B2H6 (g)
a. Mostre a equação balanceada.
b. Quantos mililitros de H2SO4 0,0875 M seriam necessários para consumir completamente 1,35 g
de NaBH4?
c. Quantos litros de gás seriam formados na CNTP de B2H6?
Dados: Massas atômicas - Na = 23; B = 10,8; O = 16; S = 32; H = 1;
19) Muito do ácido clorídrico (HCl) comercial é preparado pela reação do ácido sulfúrico concentrado
(H2SO4) com cloreto de sódio (NaCl):
H2SO4 + 2 NaCl → Na2SO4 + 2 HCl.
Qual a massa de H2SO4 é necessária para produzir 20,0 L de solução de HCl 42,0 % em massa, com
massa específica de 1,20 g/mL?
20) 2,0 L de um hidrocarboneto gasoso consumiram 10,0 L de oxigênio para produzir 6,0 L de dióxido
de carbono e 8,0 L de vapor d’água.
Considerando que todos os volumes estão referidos às mesmas condições de temperatura e pressão,
determine a fórmula do hidrocarboneto.
21) 1,00 g de nafta (mistura de hidrocarbonetos) produziu por combustão completa 3,08 g de CO2 e 1,44
g de H2O.
Determine:
a. a “fórmula média” da nafta;
b. a composição volumétrica, em base seca, do gás residual proveniente da queima completa da nafta,
em presença de 20,0% de ar em excesso (em relação à quantidade de ar estequiometricamente
necessária).
Dados: MA (u): H = 1,0 ; C ,= 12,0 ; O = 16,0 ;
Composição do ar atmosférico (volumétrica): N2 = 80,0% ; O2 = 20,0%.
22) Certa massa m , em gramas, de hidrazina (N2H4) é colocada em um recipiente, previamente
evacuado, com 2,00 litros de capacidade. Em seguida, o sistema é aquecido a 327oC, ocorrendo a
reação:
x N2H4 (g) Æ y N2 (g) + z NH3 (g)
Após a conclusão da reação, a pressão no interior do recipiente é de 2,46 atmosferas, a 327oC.
Calcule:
a. o valor de m ;
b. a fração molar do N2 na mistura gasosa resultante ;
c. a pressão parcial do NH3 na mistura gasosa resultante.
M.A. (u) : H = 1,0 ; N = 14,0 ; R = 0,0821 atm . L/(K . mol)
23) Discuta as sentenças abaixo:
a. A pressão de vapor de uma solução aumenta com o aumento da concentração de soluto na
solução.
b. A solução de sacarose apresentou uma condutividade elétrica muito menor que a solução de HCl
já que as pontes de hidrogênio entre ela e a água aumentam a sua dissociação em água.
c. A parafina é solúvel em gasolina já que, por ser a parafina um hidrocarboneto, é formado por
ligações covalentes que são fracas e, portanto, facilmente quebradas.
d. Uma solução passa a ser mais volátil do que o solvente puro correspondente já que uma das
propriedades coligativas da solução é o aumento da pressão de vapor.
e. Se sabemos que a variação de entalpia de uma reação é positiva (ΔHr) a única coisa que podemos
concluir é que ela não é espontânea.
24) O ouro pode ser dissolvido de rochas auríferas pelo tratamento com cianeto de sódio (NaCN) na
presença de oxigênio (O2) segundo a reação não equilibrada:
Au (s) + NaCN (aq) + O2 (g) + H2O (l) Æ NaAu(CN)2 (aq) + NaOH (aq)
a. Mostre a equação balanceada.
b. Se você dispuser de 1 tonelada de rocha aurífera (1000 kg), sabendo que o teor de pureza de ouro
é de 0,019 %, qual o volume, em litros, de solução de NaCN 0,075 M, será necessário para
extrair todo o ouro da rocha?
Dados: Massas atômicas: Au = 197; Na = 23; C = 12; N = 14; O = 16; H = 1;
25) Um carro movido a gás natural, aqui considerado como sendo unicamente metano (CH4), contém em
seu cilindro 15 kg de gás quando este se encontra cheio. Sabendo-se que o consumo energético médio do
carro é 3,60·103 kJ/km, calcule qual é a autonomia deste carro, ou seja, a distância média que ele
percorre com um tanque de gás.
Dados: C = 12g/mol, H = 1g/mol; O = 16 g/mol e
CH4 (g) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (g) ΔHc = - 890,3 kJ/mol
26) Uma solução de NaOH 10,7 mol/L tem densidade de 1,33 g/mL a 20ºC. Calcular:
a. A fração molar e a percentagem em massa desta solução?
b. O volume de ácido sulfúrico (H2SO4) com concentração molar de 1 mol/L necessários para
neutralizar 200 mL da solução acima referida de NaOH.
27) A cal virgem (CaO) pode ser obtida a partir da calcinação do calcário (CaCO3) como mostra a
reação:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g) ΔHc = + 178,3 kJ/mol
Quanto será gasto de energia para se produzir 100 kg de cal virgem.
Dados: Ca = 40 g/mol; C = 12g/mol; O = 16 g/mol
28) O ácido sulfúrico 95% (em massa) tem densidade igual a 1,84 g/mL. Calcular:
a. A fração molar e a molaridade desta solução.
b. Qual o volume de solução de NaOH 0,5 mol/L seria necessária para neutralizar completamente
300 mL desta solução de H2SO4?
29) Num dia quente em Brasília (clima seco) certa pessoa deixou uma bacia com água salgada
(misturada com NaCl) para deixar o ambiente mais úmido. O que seria melhor usar a água salgada ou
água pura? Explique sua resposta.
30) Sabendo que a entalpia molar padrão de formação (Hfº) do metanol (CH3OH), do vapor de água
(H2O) e do gás carbônico (CO2) são iguais, respectivamente a -238,7 kJ mol-1, -241,8 kJ mol-1 e -393,5
kJ mol-1, calcule:
a. A entalpia de combustão do metanol.
b. A energia produzida pela queima de 1,00 kg desse combustível.
31) Na neutralização de 5,00 mL de ácido fosfórico (H3PO4) contido num refrigerante muito consumido,
foram gastos 14,00 mL de hidróxido de sódio (NaOH), Qual será a concentração molar do ácido no
refrigerante?
32) Em regiões de clima frio se usa como anti-congelante soluções aquosas de etilenoglicol como fluido
de refrigeração (radiador) em veículos de transporte. Por que isto é importante? Explique sua resposta
relacionando sua resposta a uma propriedade coligativa.
33) A nitroglicerina é um poderoso explosivo que ao detonar forma diferentes gases como na reação
abaixo:
2 C3H5(NO3)3 (l) Æ 3 N2 (g) + ½ O2 (g) + 6 CO2 (g) + 5 H2O (g)
Sabendo-se que a entalpia molar padrão de formação da nitroglicerina, do gás carbônico (CO2) e do
vapor d´água são, respectivamente, igual a -364,0 kJ mol-1, -393,5 kJ mol-1 e -241,8 kJ mol-1. Pede-se
calcular:
a. A entalpia da reação de explosão da nitroglicerina.
b. A energia liberada na explosão de 100,0 g deste explosivo.
34) Qual é o efeito do aumento da concentração de um determinado soluto sobre o ponto de ebulição,
ponto de congelamento e a pressão de vapor de uma solução? Relacione este efeito com as forças
intermoleculares existentes na solução quando comparadas ao solvente puro.
35) Calcular a entalpia de formação do NaHCO3 (s) sabendo-se que a entalpia de formação padrão
(ΔHfº) de NaOH (s) é – 425,61 kJ mol-1 e de CO2 (g) é – 393,51 kJ mol-1 e que:
NaHCO3 (s) Æ NaOH (s) + CO2 (g)
ΔHrº = + 127,5 kJ mol-1
36) Na titulação de 5 mL de ácido acético (C2H4O2) de um vinagre comercial foram gastos 18 mL de
NaOH 0,2 M. Qual deveria ser o valor correto em % em massa exposto no rótulo do produto?
Dados: Massas atômicas - C = 12; O = 16; H = 1; Na = 23
Densidade do vinagre = 1,014 g/mL.
37) Calcular a entalpia de formação do NOCl (g) sabendo-se que a entalpia de formação padrão (ΔHfº)
de NO (g) é + 90,25 kJ mol -1 e que:
2 NOCl (g) Æ 2 NO (g) + Cl2 (g)
ΔHrº = + 75,5 kJ mol –1
38) O ácido clorídrico é encontrado no comércio na forma de solução aquosa concentrada. Este HCl
comercial apresenta uma concentração igual a 12,0 M e tem densidade 1,18 g/cm3. Calcular:
a. A percentagem em massa.
b. Qual o volume de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 1,00 M seria necessária para
neutralizar 5,00 mL desta solução de HCl?
39) Qual a massa de hidróxido de bário (Ba(OH)2) necessária para neutralizar 5,00 mL de ácido acético
(CH3COOH) contido num vinagre supondo a concentração exibida no rótulo de 4,00% em massa esteja
correta?
Dado: densidade do vinagre é igual a 1,014 g cm-3.
40) O fósforo branco (P4) inflama-se quando exposto ao ar gerando P4O10 além de calor e luz (reação
abaixo).
P4 (s) + 5 O2 (g) Æ P4O10 (s)
Sabendo-se que a queima de 35,60 g de fósforo branco geraram 37,40 J de calor a pressão constante,
calcule o calor de combustão do fósforo branco.
41) Sabendo-se que a entalpia molar padrão de formação (Hºf) do metano (CH4) e do butano (C4H10)
correspondem respectivamente a -74,8 e -888,0 KJ mol-1, e que a de seus produtos de combustão, vapor
de água e gás carbônico correspondem a -241,8 e -393,5 KJ mol-1; mostre qual destes dois combustíveis
gasosos gera maior energia na queima de 1,00 mol?