3 de março 2012 (Semifinal)
Pergunta
I
II
III
IV
Total
Classificação
Escola: ….……………………………………………………………………………
Nome: ….……………………………………………………………………………
Nome: ….……………………………………………………………………………
Nome: ….……………………………………………………………………………
Nota: Apresente todos os cálculos que efetuar
Dados:
Constante de Avogadro: NA = 6,022 x 1023 mol-1
Volume molar: Vm = 22,4 dm3 mol-1
Unidade astronómica: 1 UA = 1,50 x 1011 m
Ano-luz: 1 a. l. = 6,31 x 104 UA
Parsec: 1 pc = 2,06 x 105 UA
Ar
Ar
Ar
Ar
Ar
(H) = 1,0079
(O) = 15,999
(N) = 14,007
(C) = 12,011
(S) = 32,064
“2011 foi o ano internacional da Química. Esperamos que o interesse nesta ciência não tenha ficado só pelas
comemorações que decorreram em 2011. Até porque a Química é a ciência que estuda a estrutura e composição
dos materiais que constituem o Universo e as suas transformações. Utilizando a Química podemos modificar os
materiais que nos rodeiam e criar novos materiais úteis. Mas para conseguir fazer isto é necessário dominar muito
bem os conceitos fundamentais em que a Química se baseia. Por exemplo, conhecer a constituição dos átomos,
saber como se ligam para formar moléculas, saber como ocorrem as transformações químicas, etc...
Vamos ver se vocês já dominam suficientemente bem estes conceitos fundamentais. Se os dominarem,
certamente no dia 5 de maio irão visitar a cidade de Aveiro. E daí quem sabe até onde podem chegar...”
I
Elementos Químicos – constituição do átomo e Tabela Periódica
Isótopos estáveis do oxigénio
Número atómico (Z)
8
8
Número de massa (A)
16
17
Abundância relativa
99,762 %
0,038 %
Massa isotópica relativa
15,995
16,999
8
18
0,200 %
17,999
1.1-
Represente simbolicamente o isótopo mais abundante do oxigénio.
1.2-
Qual é a constituição atómica do isótopo menos abundante do oxigénio?
8 protões
9 neutrões
8 eletrões
1.3-
Qual é a constituição do anião óxido representado simbolicamente por
8 protões
10 neutrões
10 eletrões
18
O2-?
1.4- Calcule a massa atómica relativa do oxigénio, Ar(O). Apresente o resultado com três
algarismos significativos.
=
1.5-
, , + , , + , , <=> = , Indique a localização do elemento oxigénio na Tabela Periódica (TP) dos Elementos.
Período 2
Grupo 16
1.6- Um determinado elemento tem a seguinte configuração eletrónica no estado
fundamental:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2.
Com base nesta configuração, indique:
i)
O bloco da TP a que pertence …d….
ii)
O período da TP a que pertence …4…
iii)
O grupo da TP a que pertence ……5..
iv)
A sua configuração eletrónica do cerne …1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.
v)
A sua configuração eletrónica de valência …3d3 4s2
1.7- Associe a cada número da coluna I uma letra da coluna II e um número romano da
coluna III de modo a ter considerações verdadeiras.
1
2
3
4
Coluna I
A densidade do mercúrio é
muito elevada
O
potássio
reage
violentamente com a água
O raio iónico do brometo é
de 196 pm
O símbolo químico do
hélio é He
A
B
Coluna II
Propriedade
do
elemento
químico
Propriedade da substância
elementar
I
II
III
1-B-III
2-B-I
3-A-I
4-A-III
Coluna III
Aumenta ao longo de
um grupo
Diminui ao longo de
um grupo
Não
tem
variação
periódica
II
Palavras Cruzadas
1. Nome atribuído ao conjunto dos elementos do 1º grupo da tabela periódica. 2. Diz-se de
uma solução em que é possível dissolver mais soluto. 3. Nome do elemento cujo símbolo
químico é Cd. 4. Unidade de quantidade de matéria (ou de substância). 5. Partícula
constituinte do átomo que possui carga e tem massa quase desprezável. 6. Massa de soluto
máxima que é possível dissolver em 100 mL de solvente. 7. Número do grupo da tabela
periódica a que pertence o flúor. 8. Nome do elemento cujo símbolo químico é Ba. 9.
Substância maioritária numa solução. 10. Coeficiente que corresponde à proporção com que
as espécies químicas reagem ou se formam. 11. Diz-se do reagente que se esgota se a
reação química for completa. 12. Região do espaço onde se pode encontrar o eletrão no seu
movimento e a que corresponde um nível de energia bem definido. 13. Estado de um
eletrão que está no nível de energia mais baixo. 14. Ligação que se estabelece quando há
partilha de pares de eletrões. 15. Que é emitida pelo sol. 16. Parte do átomo onde se
concentra a maior parte da sua massa. 17. Escala logarítmica relativa à concentração de
H+. 18. Átomo mais pequeno da tabela periódica. 19. Partícula subatómica com carga
positiva. 20. Composto que pode ceder protões em meio aquoso. 21. Diz-se da
concentração de uma solução expressa em termos de massa de soluto por 100 g de
solução. 22. Transformar um átomo neutro numa espécie química com carga. 23. Diz-se de
um eletrão depois de absorver radiação. 24. Nome dado ao ião NO3-. 25. Diz-se da mistura
em que não é possível distinguir a fase dispersa da dispersante. 26. Fenómeno que ocorre
sempre que um eletrão passa de um nível de energia mais baixo para um mais alto. 27.
Propriedades que dependem do número de partículas em solução. 28. Elemento essencial à
vida humana na Terra. 29. Grupo de átomos ligados entre si e que constituem uma espécie
neutra. 30. Fenómeno em que há libertação de energia sob a forma de luz. 31. Diz-se dos
eletrões que, efetivamente, participam numa ligação química. 32. Grupo/Classe de
compostos a que pertence o NaCl (pl.). 33. Reação em que ocorre variação do número de
oxidação. 34. Diz-se da reação química cuja energia dos seus produtos é maior que a de
seus reagentes. 35. O seu número varia nos isótopos de um mesmo elemento químico
(sgl.). 36. Camada gasosa que envolve a Terra. 37. Tipo de ligação que mantém unidos
iões de carga oposta. 38. Substância produzida industrialmente por reação entre moléculas
de azoto e hidrogénio. 39. Ciência que estuda, entre outras coisas, a estrutura, composição,
propriedades, e processos de transformação dos materiais. 40. Que é constituído por dois
monómeros. 41. Passagem do estado sólido ao estado líquido.
1
4
A
2
3
M
5
L
I
C
O
E
6
C
N
A
L
L
S
A
S
O
L
A
7 D E Z A S S E T E
11 L I M I T A N T E
U
N
U
B
O
R
I
S
A
L
15
D
I
R
A
D
A
D
E
8
T
9
E
I
B
R
S
S
A
O
T
12 O R B I T A L
13
R 14 C O V A L E N T E
F
I
V
Q
16 N U C L E O
E
U
N
I
N
18
20 A C I D O
D
Ç
R
19 P R O T A O
21 M A S S I C A
22 I O N I Z A R
A
17
D
H
H
28 C A R B O N O
30 E
M I
R
H
I
29 M O L E C U L A
M
L
O
33
I O
G
R
S
A
E
T
D
A 38 A M O N I A C O
40 D I M E R O
25
O L
32 S A I S
36 A T M O S F E R A
M
23 E X C I T A D O
24 N I T R A T O
31 V A L E N C I A
V
A
41 F U S A O
O
E
E
G
E
M
26 A B S O R Ç A O 27 T
O
10
M
X
O
G
34 E N D O T E R M I C A
35 N E U T R A O
37
E
39 Q U I M I C A
O
N
I
C
A
III
Acertar equações químicas
C2H6O(g) +
3 O2(g)
2 HCl(aq) +
2 Al(s) +
→
Zn(s)
Fe2O3(s)
→
→
2CO2(g) + 3 H2O(g)
ZnCl2(s) +
Al2O3(s) +
H2(g)
2 Fe(s)
2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)
H3PO4(aq) +
6 KOH(s) +
3 NaHO(aq)
3 Cl2(g)
3 Mg(s) +
2 FeCl3(s) +
→
Mn2O3(s)
→
Na3PO4(g) + 3 H2O(g)
KClO3(s) + 5 KCl(s) + 3 H2O(g)
→ 3 MgO(s) + 2 Mn(s)
Be3(PO4)2(s) →
3 BeCl2(s) + 2 FePO4(aq)
2 KMnO4(aq) + 5 K2C2O4(aq) + 8 H2SO4(aq) → 10 CO2(g) + 2 MnSO4(aq) + 6 K2SO4(aq)
+ 8 H2O(l)
IV
Moléculas na atmosfera
4.1- Sabendo que a massa de ozono existente por m3 de ar estratosférico é 2,0
2 x 10-7 kg,
calcule o número correspondente de moléculas de ozono
ozono.
2,0 x 10'(
6,022 x 10,48
<=> º é !" = 2,5 x 10/0
º é
!" =
4.2-Calcule o calor libertado na reação:
2O3 3O2
sabendo que as energias de dissociação da ligação O-O no ozono e no oxigénio são,
respetivamente, de 109 kJ mol-1 e 502 kJ mol-1.
Calor libertado = energia libertada na formação de três ligações O=O no O2 menos
a energia consumida na rutura de quatro ligações O-O em 2 moléculas de O3 = 3x
502 – 2x 2 x 109
1070 kJ mol-1
4.3-Escreva a fórmula de estrutura do ozono.
4.4-Complete o esquema seguinte:
O que se pretende ilustrar com este esquema?
Destruição do ozono provocada pelos CFC
4.5-A combustão completa de 11,2 dm3 (CNPT) de um alcano gasoso acíclico produziu 33,6
dm3 de CO2. A equação química da combustão pode ser representada da seguinte forma:
CnH2n+2(g)
+ O2(g)[excesso]
nCO2(g)
+
(n+1)H2O(g)
em que n representa o número de átomos de carbonos na molécula do alcano.
De acordo com os dados indique:
i)
A quantidade de alcano que reagiu
Nas condições CNPT p = 1 atm, T = 273,15 K e VM = 22,4 dm3 mol-1
como n = V/VM
n(alcano) = 11,2/22,4 = 0,500 mol
ii)
A quantidade de dióxido de carbono formado
n(CO2) = 33,6/22,4 = 1,50 mol
iii)
O volume de vapor de água formado (CNPT)
Pelos resultados anteriores n = 3 então 0,5 mol alcano dá 2 mol H2O
Logo V(H2O) = 2x22,4 = 44,8 dm3
iv)
O volume mínimo de oxigénio (CNPT) necessário à combustão completa
Com o valor de n = 3 podemos acertar a equação e verificar que a
quantidade mínima de O2 para que a reação seja completa é 5 vezes a
quantidade de alcano
Como temos 0,500 mol de alcano necessitamos de 2,50 mol de O2
V(O2) = 2,50x22,4 = 56,0 dm3
v)
As fórmulas molecular e de estrutura do alcano
Sabendo que n = 3 temos:
vi)
O nome do alcano segundo as regras de Nomenclatura da IUPAC
propano