Aula 4 – Prova de Química - Comentada 1. Em um reator foram dispostos 560 g de monóxido de carbono e 355 g de cloro. Admitindo-se a reação entre o monóxido de carbono e o cloro com rendimento de 100 % da reação e as limitações de reagentes, a massa de fosgênio produzida é Dados: massas atômicas: C = 12 u ; Cl = 35,5 u; O = 16 u [A] [B] [C] [D] [E] 228 495 654 832 928 g g g g g Resp.: opção [B] Quando fornecido as quantidades dos reagentes, geralmente se trata de questão de estequiometria com excesso. Para isso devemos verificar qual dos reagentes está em excesso. Sabendo-se o reagente limitante (o que não está em excesso), o que limita a reação, calcula-se a quantidade do produto. Massa Molar CO = 12 + 16 = 28 g/mol; Cl 2 = 35x2 = 71 g/mol; COCl2 = 12 + 16 + 71 = 99 g/mol. CO(g) + Cl2(g) COCl2(g) 28 g --- 71 g 560 g --- x onde x = 1.420 g (como é maior que a quantidade utilizada, que é de 355 g, significa que a quantidade de CO está em excesso, logo, o reagente limitante é o Cl 2. CO(g) + Cl2(g) COCl2(g) 71 g ---- 99 g 355 g --- x onde x = 495 g 2. [EsPCEx-2013] Considerando a equação não balanceada da reação de combustão do gás butano descrita por C4H10(g) +O2(g) → CO2(g) + H2O(g), a 1 atm de 25 oC (condições padrão) e o comportamento desses como gases ideais, o volume de gás carbônico produzido pela combustão completa do conteúdo de uma botijão de gás contendo 174,0 g de butano é: Dados: Massas atômicas: C = 12u; O = 16u e H = 1u; Volume molar nas condições padrão = 24,5 L.mol-1 [A] 1000,4 L [B] 198,3 L [C] 345,6 L [D] 294,0 L [E] 701,1 L Resp: opção [D] C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O 58 g ------------------ 98 L 174 g----------------- x L x = 294 L 3. [EsPCEx-2013] Considerando que para a inutilização de uma peça de morteiro seja necessária a produção de 336 g de ferro metálico na alma da peça e admitindo-se o alumínio como reagente limitante e o rendimento da reação de 100% em relação ao alumínio, a proporção em porcentagem de massa de alumínio metálico que deve compor 900 g da mistura de termita supracitada (alumínio metálico e óxido de ferro III) numa granada incendiária, visando à inutilização desta -1- Profª Fátima Serrado Aula 4 – Prova de Química - Comentada peça de morteiro, é de [A] a) 3 % [B] b) 18 % [C] c) 32 % [D] d) 43 % [E] e) 56 % Resp.: opção [B] 2 Al → 2 Fe x g --- 336 g 54 g --- 112 g x = 162 g de Al 900 g --- 100 % 162 g --- x x = 18 % 4. [EsPCEx-2012] O etino, também conhecido como acetileno, é um Alcino muito importante na Química. Esse composto possui várias aplicações, dentre elas o uso como gás de maçarico oxiacetilenico, cuja chama azul atinge temperaturas em torno de 3000°C. A produção industrial do gás etino está representada, abaixo, em três etapas, conforme as equações balanceadas: Considerando as etapas citadas admitindo que o rendimento de cada etapa da obtenção do gás etino por esse método é de 100%, então a massa de carbonato de cálcio (CaCO3(s)) necessária para produzir 5,2 g do gás etino (C2H2(g)) é: [A] [B] [C] [D] [E] 20,0 18,5 16,0 26,0 28,0 g. g. g. g. g. Resp.: opção [A] Sendo o rendimento de cada etapa 100%, podemos somá-las e obter a reação global. Reação Global: CaCO3(s) + C(Graf) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(aq) + C2H2(g) + CO(g) + CO2(g) Massas molares: CaCO3 = 40 + 12 + 3x16 = 100 g/mol; C2H2 = 2x12 + 2x1 = 26 g/mol Relação estequiométrica: 1 mol de CaCO3 ----- 1 mol C2H2 100 g ------- 26 g x ------- 5,2 g x = 20,0 g de CaCO3 -2- Profª Fátima Serrado Aula 4 – Prova de Química - Comentada 5. [EsPCEx-2011]Dada a equação balanceada de detonação do explosivo nitroglicerina de fórmula C3H5(NO3)3(l): 4 C3H5(NO3)3(l) 6 N2(g) + 12 CO(g) + 10 H2O(g) + 7 O2(g) Considerando os gases acima como ideais, a temperatura de 300 Kelvin (K) e a pressão de 1 atm, o volume gasoso total que será produzido na detonação completa de 454 g de C3H5(NO3)3(l) é: Dados: Constante universal dos gases: R=8,2·10-2 atm·L·K-1·mol-1 [F] [G] [H] [I] [J] 639,6 245,0 430,5 825,3 350,0 L L L L L Resp: [C] Questão que envolve Cálculo Estequiométrico e Gases 4 C3H5(NO3)3(l) 6 N2(g) + 12 CO(g) + 10 H2O(g) + 7 O2(g) 4x227 g ------ 6 + 12 + 10 + 7 = 35 mols de gases 454 g -----x x = 17,5 mols Utilizando a equação de Clapeyron: PV = nRT, temos: 1 x V = 17,5 x 0,082 x 300 V = 430,5 L 6. [EsPCEx-2011]Um laboratorista pesou separadamente uma amostra I, de hidróxido de sódio (NaOH), e uma amostra II, de óxido de cálcio (CaO), e, como não dispunha de etiquetas, anotou somente a soma das massas das amostras (I + II) igual a 11,2 g. Cada uma das amostras I e II foi tratada separadamente com ácido sulfúrico (H2SO4) produzindo, respectivamente, sulfato de sódio (Na2SO4) mais água (H2O) e sulfato de cálcio (CaSO4) mais água (H2O). Considere o rendimento das reações em questão igual a 100%. Sendo a soma das massas dos sais produzidos (Na2SO4 + CaSO4) igual a 25,37 g, então a massa da amostra I de hidróxido de sódio (NaOH) e a massa de amostra II de óxido de cálcio (CaO) são, respectivamente: Dados: [A] [B] [C] [D] [E] 6,8 g e 4,4 g. 10,0 g e 1,2 g. 4,5 g e 6,7 g. 2,8 g e 8,4 g. 5,5 g e 5,7 g. Resp.: opção [D] Questão bem elaborada e exigindo raciocínio e cálculos precisos. Envolve duas reações de neutralização e cálculos estequiométricos decorrentes. a) 2 NaOH + H2SO4 1 Na2SO4 + H2O b) 1 CaO + H2SO4 1 CaSO4 + H2O -3- Profª Fátima Serrado Aula 4 – Prova de Química - Comentada a) 2 NaOH 80 g x ---------------- 1 Na2SO4 142 g x/2 1 CaO 56 g ------------- 1 CaSO4 136 g y ------- y b) Sabendo que: x + y = 11,20 g 142 x/2 + 136 z = 25,37 x = 0,07 mol; y = 0,15 mol x = 2,8 g e y = 8,4 g 7. [EsPCEx-2011]Um antiácido estomacal contém bicarbonato de sódio (NaHCO3) que neutraliza o excesso de ácido clorídrico (HCl), no suco gástrico, aliviando os sintomas da azia, segundo a equação: Sobre essas substâncias, são feitas as seguintes afirmações: HCl(aq) + NaHCO3(aq) NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) I. A fórmula estrutural do bicarbonato de sódio e do ácido clorídrico são respectivamente: II. Na reação entre o bicarbonato de sódio e o ácido clorídrico, ocorre uma reação de oxidorredução. III. O antiácido contém 4,200 g de bicarbonato de sódio para neutralização total de 1,825 g do ácido clorídrico presente no suco gástrico. Das afirmações feitas, está(ão) correta(s) [A] [B] [C] [D] [E] apenas apenas apenas apenas apenas I e II. II e III. I e III. III. II. Resp.: opção [D] Analisando as afirmações temos que: I. Falsa. A fórmula estrutural do bicarbonato de sódio (NaHCO3) está correta, porém a do ácido clorídrico (HCl) está errada, pois a ligação entre os átomos é covalente simples. II. Falsa. O Nox dos elementos não varia entre suas substâncias reagentes e produtos. III. Verdadeira. Efetuando-se os cálculos devidos, veremos sua validade: NaHCO3 HCl 84 g ------- 36,5 g y ------- 1,825 g y = 4,200 g -4- Profª Fátima Serrado