QUÍMICA Prof. Gabriela 1. Dadas as fórmulas das substâncias abaixo, com relação às ligações químicas envolvidas em suas moléculas e os tipos de interações existentes entre as mesmas, assinale o que for correto. H2 CH4 HF PH3 01. Dentre as substâncias, a que apresenta o maior ponto de ebulição é HF. 02. Todas as moléculas apresentam interações do tipo ligação de hidrogênio. 04. Todas as moléculas apresentam interações do tipo dipolo induzido-dipolo induzido. 08. Todas as moléculas apresentam ligações covalentes polares. 16. A molécula de CH4 apresenta uma geométrica tetraédrica, enquanto a molécula de PH3 é piramidal. 2. Um estudante de química do segundo grau resolveu comparar experimentalmente as diferenças dos pontos de ebulição de quatro ácidos inorgânicos: HF, HCl, HBr e HI. Os resultados desse experimento encontram-se listados na tabela abaixo. O valor acentuadamente mais elevado do ponto de ebulição do HF ocorre em virtude da a) b) c) d) e) menor eletronegatividade do flúor ausência de polaridade da substância maior massa molecular do HF comparada aos demais formação de ligações de hidrogênio por esta substância capacidade do HF de formar ligação do tipo iônica intermolecular 3. As interações intermoleculares são muito importantes para as propriedades de várias substâncias. Analise as seguintes comparações, entre a molécula de água, H 2O, e de sulfeto de hidrogênio, H2S. (Dados: 1H, 8O, 16S). 00. As moléculas H2O e H2S têm geometrias semelhantes. 01. A molécula H2O é polar e a H2S é apolar, uma vez que a ligação H-O é polar, e a ligação H-S é apolar. 02. Entre moléculas H2O, as ligações de hidrogênio são mais fracas que entre moléculas H 2S. 03. As interações dipolo-dipolo entre moléculas H2S são mais intensas que entre moléculas H2O, por causa do maior número atômico do enxofre. 04. Em ambas as moléculas, os átomos centrais apresentam dois pares de elétrons não ligantes. 4. Ligações intermoleculares conhecidas como ligações de hidrogênio ocorrem, por exemplo, entre a) b) c) d) e) + íons Na e HCO 3 no bicarbonato de sódio. moléculas HF no fluoreto de hidrogênio líquido. átomos H e Cl no cloreto de hidrogênio gasoso. moléculas CH4 no metano gasoso. átomos H no hidrogênio gasoso. 5. Quando uma substância molecular passa do estado líquido ou sólido para o estado gasoso, ocorre o rompimento de ligações intermoleculares. Desse modo, é possível perceber que o ponto de ebulição de uma substância molecular depende de dois fatores, o tamanho da molécula e a intensidade das forças entre elas. 1 De posse das informações da tabela e do gráfico, que representam os pontos de ebulição, respectivamente, das substâncias simples halogênicas e dos haletos de hidrogênio, em função da massa molar, é correto afirmar: a) As interações entre moléculas das substâncias simples halogênicas ficam mais fracas à medida que há aumento de tamanho entre elas e, consequentemente, nos pontos de ebulição. b) O aumento do tamanho das moléculas das substâncias simples halogênicas e dos haletos de hidrogênio, HCl, HBr e HI, é responsável pelo ponto de ebulição crescente dessas substâncias. c) As moléculas de HF, embora pequenas, quando comparadas às dos demais haletos de hidrogênio, estão unidas por fracas ligações de hidrogênio e, por essa razão, o ponto de ebulição de HF(l) é 20ºC. d) As moléculas de HCl(g), HBr(g) e HI(g) são apolares, e as interações entre elas são do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido. e) A interação entre as moléculas das substâncias simples halogênicas são de natureza dipolo induzido. TEXTO: 1 - Comum à questão: 6 Oxigênio, nitrogênio e hélio são gases utilizados em ambientes hospitalares com diversas aplicações em sistemas de manutenção da vida. Em geral, são fornecidos em cilindros, sob pressão. 6. As figuras representam diagramas de arranjos espaciais de algumas substâncias químicas. As representações dos gases hélio e oxigênio correspondem, correta e respectivamente, aos diagramas a) 3 e 6. b) 1 e 2. c) 1 e 4. d) 4 e 5. e) 2 e 5. TEXTO: 2 - Comum à questão: 7 Em 2012, o inverno foi uma estação muito seca, em que a umidade relativa do ar esteve várias vezes abaixo do índice recomendado pela OMS, Organização Mundial de Saúde. Por isso, recomendou-se que as práticas esportivas fossem realizadas pela manhã e suspensas no período da tarde, quando a situação era mais grave. Entre outros problemas, houve também o acúmulo de poluentes atmosféricos, como observado na tabela a seguir. (educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/ee/PoluentesAtmosfericos.htm Acesso em: 11.10.2012. Adaptado.) 2 7. Entre os gases mencionados na tabela, o gás poluente que contribui para a acidez da chuva e apresenta geometria linear é a) b) c) d) e) CO SO2 O3 NO2 CO2 8. Utilizando o modelo de repulsão dos pares eletrônicos da camada de valência (VSEPR), assinale a(s) alternativa(s) que apresenta(m) uma correta descrição da geometria e da polaridade das moléculas. 01. Amônia: piramidal, polar. 02. Trióxido de enxofre: trigonal plana, apolar. 04. Dióxido de carbono: angular, apolar. 08. Cloreto de metila: piramidal, polar. 16. Ácido cianídrico: linear, polar. 9. A queima de combustíveis fósseis é responsável pelo lançamento de gases poluentes na atmosfera, que dão origem à chuva ácida e também contribuem para o aquecimento global. Dentre esses gases, estão SO2 e CO2. Sobre as geometrias das moléculas desses óxidos, é correto afirmar que a) ambas são lineares. d) SO2 é linear, e CO2 é angular. b) ambas são angulares. e) SO2 é trigonal planar, e CO2 é linear. c) SO2 é angular, e CO2 é linear. 10. Há duas características que podem definir se uma molécula é ou não polar: a diferença de eletronegatividade entre os átomos ligados e a geometria da molécula. Com base nessas informações, assinale a alternativa INCORRETA. a) A geometria das moléculas de oxigênio e ozônio é linear, as ligações são apolares e as moléculas são apolares. b) A geometria da molécula da água é angular, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. c) A geometria da molécula de tetracloreto de carbono é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. d) A geometria da molécula do gás carbônico é linear, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é apolar. e) A geometria da molécula de diclorometano é tetraédrica, as ligações entre os átomos são polares e a molécula é polar. 11. Os gases amônia, dióxido de carbono e trióxido de enxofre são insumos importantes na indústria química. Em relação à polaridade de suas moléculas, é correto afirmar que NH 3, CO2 e SO3 são, respectivamente, a) polar, polar e apolar. d) apolar, polar e apolar. b) polar, apolar e polar. e) apolar, apolar e polar. c) polar, apolar e apolar. 12. As propriedades específicas da água a tornam uma substância química indispensável à vida na Terra. Essas propriedades decorrem das características de sua molécula H 2O, na qual os dois átomos de hidrogênio estão unidos ao átomo de oxigênio por ligações a) b) c) d) e) iônicas, resultando em um arranjo linear e apolar. iônicas, resultando em um arranjo angular e polar. covalentes, resultando em um arranjo linear e apolar. covalentes, resultando em um arranjo angular e apolar. covalentes, resultando em um arranjo angular e polar. 13. Assinale a alternativa correta em relação às características da molécula de amônia (NH 3) e da de tetracloreto de carbono (CC4), respectivamente: a) b) c) d) e) polar e solúvel em água; polar e solúvel em água. polar e pouco solúvel em água; apolar e muito solúvel em água. apolar e solúvel em água; polar e solúvel em água. polar e solúvel em água; apolar e pouco solúvel em água. apolar e pouco solúvel em água; apolar e pouco solúvel em água. 3 14. Os veículos automotivos que usam combustíveis fósseis são um dos principais responsáveis pela má qualidade do ar das grandes cidades e também contribuem para o aquecimento global. Além do gás carbônico (CO2) produzido na combustão, são formados os óxidos nitrosos, que participam de reações secundárias com o ar, formando ozônio (O3), que causa irritação no sistema respiratório, podendo levar a sérios problemas de redução da capacidade pulmonar. A forma geométrica da molécula de gás carbônico e a polaridade da molécula de ozônio são, respectivamente, a) angular e polar. b) angular e apolar. c) linear e polar. d) linear e apolar. e) trigonal planar e apolar. 15. Como usualmente definido na Química, a medida da polaridade das ligações químicas é feita pelo momento dipolar representado pelo vetor momento dipolar. A molécula de BF3 apresenta três ligações covalentes polares e independentes entre um átomo de boro e um átomo de flúor, e podem ser representadas como vetores. A polaridade e a representação plana dessa molécula são, respectivamente, F F a) Polar e b) Polar e B B F F F F F F c) Polar e d) Apolar e B B F F F F F e) Apolar e B F F 16. Considere as substâncias I, II e III a seguir. Cl H N H H C H H I II H H3C CH2 CH3 III Assinale a alternativa com a associação correta entre o nome e a característica de cada uma das substâncias. a) I - Amônia: polar; II - Clorometano: polar; III - Propano: gás em condições ambientes. b) I - Amônia: gás em condições ambientes; II - Cloroetano: polar; III - Butano: polar. c) I - Amônia: apolar; II - Clorometano: gás em condições ambientes; III - Propano: líquido em condições ambientes. d) I - Amônia: polar; II - Clorometano: apolar; III - Butano: apolar. 17. Os átomos que formam as moléculas que constituem o nitrogênio líquido, N 2, estão unidos por ligações covalentes a) b) c) d) e) duplas apolares. triplas polares. triplas apolares. simples polares. simples apolares. 4 18. A ligação química entre dois átomos de nitrogênio (Z = 7) é representada corretamente pela fórmula estrutural a) b) c) d) e) + – NN. 3+ 3– N N . N-N. N=N. N N. 19. Considerando os elementos abaixo, com relação aos seus átomos, assinale o que for correto. Na Mg Cl O 01. Os átomos de sódio e de magnésio são isótonos entre si. 02. Átomos de oxigênio no estado fundamental têm 8 elétrons e 8 prótons, sendo eletricamente neutros. 04. Átomos de cloro e de magnésio possuem tendência em formar ânions. 08. Átomos de oxigênio e de sódio podem originar o composto de fórmula Na 2O através de ligação covalente. 20. Um átomo neutro de um elemento químico apresenta um elétron na última camada. É correto afirmar que esse átomo a) b) c) d) e) tem tendência a perder 2 elétrons para se estabilizar. é um gás nobre. pertence à família 2 da classificação periódica. tem tendência a perder 1 elétron para se estabilizar. pertence à família 5 da classificação periódica. 21. Considere os átomos X, com número atômico 13, e os átomos Y com número atômico 8. Entre esses átomos forma-se um composto com a seguinte fórmula: a) X3Y2 d) X4Y3 b) X2Y3 e) X2Y5 c) XY 22. Dois elementos químicos A e B apresentam números atômicos iguais a 13 e 16, respectivamente. Ao reagirem entre si, eles formam um composto iônico do tipo a) AB b) AB2 c) A2B d) A2B3 23. Com o título Transformando gás em metal, a publicação Como funciona, de número 08, informa: “Há mais de cem anos os químicos previram que, sob pressão extrema, o hidrogênio poderia ser transformado em metal. Agora, dois cientistas do Instituto de Química Max-Planck afirmam ter provas conclusivas de que isso é possível”. Na condição de metal, o hidrogênio assumirá todas as características inerentes a esse conjunto de elementos. Assinale a opção que contém propriedade(s) que NÃO vale(m) para todos os metais. a) ductibilidade e maleabilidade b) condutibilidade elétrica e térmica c) eletronegatividade relativamente baixa d) estado sólido em condições ambientais 24. A mina de ouro é explorada pelo garimpo que, em uma parte do processo, utiliza mercúrio para formar uma liga metálica denominada a) amálgama. b) aço. c) bronze. d) latão. e) solda. 25. Para se construir um determinado dispositivo eletrônico, precisa-se de um material que possa ser transformado com facilidade em fios condutores da eletricidade. No Quadro abaixo, estão relacionadas algumas características de materiais metálicos identificados como I, II, III e IV. Para a construção do dispositivo eletrônico, deve ser utilizado o Material Características Apresenta elevada capacidadede material identificado como I a) b) c) d) IV. III. II. I. II III IV 5 voltar ao normal após ser esticado. Apresenta alta ductibilid ade. Apresenta elevada maleabilid ade. Apresenta alta dureza. 26. Um determinado elemento químico pertence ao quarto período da tabela periódica e apresenta como subnível mais energético, o subnível p com 5 elétrons. Sobre esse elemento, assinale o que for correto. 01. Átomos desse elemento têm 5 elétrons na camada de valência. 02. Átomos desse elemento formam compostos com metais alcalinos através de ligações covalentes. 04. O número atômico desse elemento é igual a 35. 08. Trata-se de um elemento com elevada eletronegatividade. TEXTO: 3 - Comum à questão: 27 Esferas minúsculas podem se tornar uma arma contra a leishmaniose viceral, doença causada pelo protozoário Leishmania chagasi que, sem tratamento, é fatal em 90% dos casos. A principal terapia disponível emprega antimônio, um metal bastante tóxico para o paciente. Agora um grupo coordenado pelo farmacologista André Gustavo Tampone, do Instituto Adolfo Lutz, testou com sucesso a furazolidona, um medicamento usado contra a giardíase, uma parasitose intestinal, e contra a Helicobacter pylori, bactéria causadora da úlcera gástrica. (Revista Pesquisa Fapesp, junho de 2010, p. 42) 27. O elemento químico antimônio, Sb, pertence ao ...... 15 da Tabela Periódica e, com o elemento bromo, Br, um halogênio, deve se unir por ligações de acentuado caráter ...... . Completam corretamente as lacunas, na ordem em que aparecem, Dados: Eletronegatividade de Pauling: Sb = 2,05 Br = 2,96 a) grupo, iônico. b) período, iônico. c) grupo, covalente. d) período, covalente. e) período, metálico. TEXTO: 4 - Comum à questão: 28 O composto comumente chamado de tri-iodeto de nitrogênio é na realidade o composto de fórmula NI 3.NH3 (uma molécula de tri-iodeto de nitrogênio ligada a uma molécula de amônia). Trata-se de um sólido preto, muito instável, que se decompõe explosivamente por um simples atrito, produzindo forte estalido e uma “nuvem” de cor violeta. Os produtos da decomposição são nitrogênio (N 2), amônia (NH3) e iodo (I2) gasosos. O NI3.NH3 é obtido pela reação entre amônia (NH3) aquosa e iodo (I2) sólido. O outro produto da reação é o iodeto de amônio (NH4I) em solução aquosa. 28. Com base na distribuição de elétrons dos átomos de nitrogênio e de iodo, prevê-se que a molécula NI3 é formada por 3+ – a) uma ligação iônica entre um íon N e três íons I . b) uma ligação covalente tripla entre um átomo de nitrogênio e três de iodo. c) uma ligação covalente simples e duas ligações duplas entre um átomo de nitrogênio e três de iodo. d) duas ligações covalentes simples e uma ligação dupla entre um átomo de nitrogênio e três de iodo. e) três ligações covalentes simples entre um átomo de nitrogênio e três de iodo. 29. Em relação às ligações químicas, assinale a alternativa INCORRETA: a) os elementos de número atômico 9 e 19 combinam-se através de ligação iônica. b) as substâncias iônicas não sublimam, pois a Energia cinética de escape de suas unidades estruturais é alta. c) quando uma substância molecular funde ou ferve, suas moléculas são totalmente destruídas. d) todas as substâncias iônicas são sólidas nas Condições Ambientes de Temperatura (25 °C) e Pressão (1 atm). 30. A capacidade que um átomo tem de atrair elétrons de outro átomo, quando os dois formam uma ligação química, é denominada eletronegatividade. Essa é uma das propriedades químicas consideradas no estudo da polaridade das ligações. Considerando os três compostos: SiCl4, AsH3 e SeH2, responda as perguntas abaixo: a) Demonstre o número de ligações apolares nos três compostos. b) Demonstre os pares eletrônicos livres existem nos três compostos. c) Quais são os compostos apolares e quais são os polares? Justifique. 6 31. As substâncias químicas constituem parte fundamental da nossa vida. A respiração, a alimentação, a ingestão de água ou outros líquidos e o tratamento com medicamentos são alguns exemplos de atividades essenciais que envolvem compostos químicos formados por átomos ou íons que se unem uns aos outros. Assinale a resposta INCORRETA. a) No sal (NaCl) que costumamos adicionar aos nossos alimentos, a ligação química é iônica. b) A molécula de gás oxigênio que inspiramos é composta de dois átomos que se unem através de ligação covalente polar. c) A molécula de gás carbônico que expiramos apresenta duas ligações duplas. d) As moléculas de água se unem umas às outras através de ligação de hidrogênio. e) A grande maioria dos medicamentos é constituída de substâncias orgânicas, nas quais o tipo mais comum de ligação química presente é a covalente. 32. Em um caderno de estudos encontram-se as seguintes representações do arranjo das moléculas de água em três estados de agregação: sólido, líquido e gasoso. Sólido Gás Líquido H H H O H O H O H H H H O H O O H H H H H O OO O H HH H O H H O H H H Fortes ligações de hidrogênio H HH H O O As interações entre as moléculas de água ainda são fortes As moléculas de água não apresentam mais interações, pois são apolares Considerando as propriedades da água e os modelos de ligação química e interações intermoleculares aceitos atualmente pode-se afirmar que a) b) c) d) e) apenas a representação do gelo está correta. apenas a representação da água líquida está correta. apenas a representação do vapor de água está correta. apenas as representações do gelo e do vapor de água estão corretas. nenhuma das representações está correta. 33. Dentre os gases dissolvidos na água, o oxigênio é um dos mais importantes indicadores da qualidade de água. O oxigênio é fundamental à sobrevivência dos organismos aquáticos. Além dos peixes, as bactérias aeróbicas consomem o oxigênio dissolvido, para oxidar matéria orgânica (biodegradável). A disponibilidade do oxigênio, em meio aquático, é baixa em virtude da sua limitada solubilidade em água devido às fracas interações intermoleculares entre as moléculas do gás (apolares) e as moléculas de água (polares). O lançamento de esgotos domésticos e efluentes industriais, ricos em matéria orgânica, nos corpos d’água, ocasiona uma maior taxa de respiração de microrganismos, causando uma substancial redução do oxigênio dissolvido. As interações intermoleculares, existentes entre a água e o gás oxigênio nela dissolvido, são do tipo a) ligações de hidrogênio. b) dipolo-induzido. c) covalentes. d) dipolo-dipolo. e) iônica. 34. As forças intermoleculares são responsáveis por várias propriedades físicas e químicas das moléculas, como, por exemplo, a temperatura de fusão. Considere as moléculas de F 2, Cl2 e Br2. a) Quais as principais forças intermoleculares presentes nessas espécies? b) Ordene essas espécies em ordem crescente de temperatura de fusão. 35. No tocante a ligações de hidrogênio, é correto afirmar que a) ligações de hidrogênio ocorrem somente entre moléculas e nunca dentro de uma mesma molécula. b) o ponto de fusão da água é menor que o do sulfeto de hidrogênio, por conta das ligações de hidrogênio, que são muito intensas na molécula de água. c) ligações de hidrogênio têm a mesma energia que uma ligação covalente simples. d) ligações de hidrogênio podem influenciar na densidade de uma substância. e) átomos de hidrogênio ligados covalentemente a átomos de oxigênio não podem participar de ligações de hidrogênio. 7 TEXTO: 5 - Comum à questão: 36 Um bom sistema para estudo de equilíbrio químico do dia a dia é o caso da garrafa de refrigerante. Nesse sistema, por exemplo, pode-se estudar o equilíbrio heterogêneo (entre as fases líquida e gasosa) que é uma consequência do equilíbrio representado pelas equações abaixo. CO 2 (aq) H 2 O() Calor A H 2 CO 3 (aq) B CO 2 (aq) Calor CO 2 (g) Sabe-se que mesmo quando a garrafa passa um certo tempo destampada e torna a ser tampada, volta a existir pressão no seu interior, resultante da formação de gases. 36. Assinale o item que apresenta corretamente a estrutura de Lewis e a geometria para as moléculas de gás carbônico e água, respectivamente. a) geometria linear; b) geometria angular; c) geometria linear; d) geometria angular; e) geometria angular linear geometria linear geometria linear geometria angular; geometria angular 37. A emissão de substâncias químicas na atmosfera, em níveis elevados de concentração, pode causar danos ao ambiente. Dentre os poluentes primários, destacam-se os gases CO2, CO, SO2 e CH4. Esses gases, quando confinados, escapam lentamente, por qualquer orifício, por meio de um processo chamado efusão. A molécula que apresenta geometria tetraédrica é a) CO2 b) SO2 c) CO d) CH4 38. Observe as moléculas a seguir: NH3 , CHCl3, SO3 Sua geometria molecular e polaridade são, respectivamente, a) tetraédrica/polar; tetraédrica/polar; trigonal plana/polar. b) piramidal/ polar; tetraédrica/polar; trigonal plana/ apolar. c) trigonal plana/apolar; angular/polar; tetraédrica/apolar. d) linear/polar; trigonal plana/polar; angular/polar. e) piramidal/apolar; piramidal/ apolar; linear/apolar. 39. A partir da análise das estruturas de Lewis, o par de substâncias que apresenta a mesma geometria molecular é Dados: números atômicos: H = 1, C = 6, N = 7, O = 8, P = 15, S = 16 e Cl = 17 a) CH3Cl e SO3. b) NH3 e SO3. c) PCl3 e SO3. d) NH3 e PCl3. e) NH3 e CH3Cl. 40. Associe a coluna da esquerda com a coluna da direita, relacionando a espécie química com a sua respectiva geometria, e marque a sequência correta, de cima para baixo: I. SO3 II. PCl5 III. H2O IV. NH3 V. CO2 ( ( ( ( ( a) II, V, III, I, IV. b) IV, V, III, I, II. ) Piramidal ) Linear ) Angular ) Trigonal planar ) Bipirâmide trigonal c) II, III, V, I, IV. d) IV, III, V, I, II. e) IV, V, III, II, I. 8 GABARITO: 1. Gab: 21 30. Gab: a) Todas as ligações entre Si e Cl, entre As e H e entre Se e H são ligações polares devida à diferença de eletronegatividade existente entre os diferentes elementos. Portanto, o número de ligações apolares é zero, todas são polares.. b) O Si pertence ao grupo IV e tem então 4 elétrons de valência. No composto SiCl4, o Si compartilha os seus 4 elétrons com os Cl para formar 4 ligações covalentes. Portanto, não possui pares eletrônicos livres. O As pertence ao grupo V, tem 5 elétrons de valência e formam 3 ligações covalentes no composto AsH3, sobrando 2 elétrons livres. Portanto, o composto AsH3 possui 1 par eletrônico livre. O Se pertence ao grupo 6, tem 6 elétrons de valência e formam 2 ligações covalentes no composto SeH2, sobrando 4 elétrons livres. Portanto, no composto SeH2, há 2 pares eletrônicos livres. No total, são então 3 pares eletrônicos livres. c) Considerando a geometria dos três compostos determinada a partir da teoria VSEPR e dada abaixo, é possível dizer que um composto é apolar, SiCl 4, e dois são polares, AsH3 e SeH2. 2. Gab: D 3. Gab: VFFFV 4. Gab: B 5. Gab: B 6. Gab: E 7. Gab: E 8. Gab: 19 9. Gab: C 10. Gab: A 11. Gab: C 12. Gab: E 13. Gab: D 14. Gab: C 15. Gab: D 16. Gab: A 31. Gab: B 17. Gab: C 32. Gab: E 18. Gab: E 33. Gab: B 19. Gab: 03 34. Gab: a) As moléculas de F2, Cl2 e Br2 são todas apolares. Portanto, as forças intermoleculares nelas presentes são do tipo interações de London. b) Como essas interações aumentam com o aumento do número de elétrons na molécula, a ordem crescente de interações é F2, Cl2, Br2, que, por sua vez, é a mesma ordem de temperatura de fusão. 20. Gab: D 21. Gab: B 22. Gab: D 23. Gab: D 35. Gab: D 24. Gab: A 36. Gab: A 25. Gab: C 37. Gab: D 26. Gab: 12 38. Gab: B 27. Gab: C 39. Gab: D 28. Gab: E 40. Gab: B 29. Gab: C 9