EOQ
Escola Olímpica de Química
Avaliação de Conhecimentos
Escola Olímpica de Química – Avaliação de Conhecimento 2015
Docentes Envolvidos:
Professores-Instrutores:
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André S. Fernandes
André S. Franco
Artur Lasak Okuda
Gabriel B. Polho
Giuvanni Mutton
Guilherme Z. M. F. Bottino
Henrique M. Marçon
João Gabriel F. Romeu
Leonardo K. Tsuji
Luiz Felipe G. Teixeira
Ivano Gebhardt Rolf Gutz
Omar Abdel Moneim Abou El Seoud
Sérgio Maia Melo
Peter Wilhelm Tiedemann
Claudimir Lucio do Lago
Liliana Marzorati
Sandro Roberto Marana
Coordenador EOQ-2015: Gabriel Berlingieri Polho e Rogério Yuuki Motisuki
Supervisor EOQ-2015: André Silva Franco
Monitores EOQ – 2015:
 Amanda da Annunciação Farhat
 Victor Costa de Mello Vasconcelos
 Pedro Furlam
Apoio:
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Instruções:
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Duração da prova: 5 horas (marcar em quanto tempo fez a prova);
Prova sem consulta a qualquer tipo de material, a não ser tabela periódica simples;
Permitido uso de calculadora científica não programável.
Nas questões escritas, se não souber a matéria basta escrever “Não sei”. Evite escrever achismos, pois a correção é subjetiva e nossa opinião em suas respostas conta no cálculo da nota; porém, tente resolver a questão (não desista facilmente!).
Questões Testes (1 a 33)
01. (GBP) A barreira hemato-encefálica é uma estrutura que separa a corrente sanguínea do Sistema Nervoso Central. Essa barreira é constituída pela membrana celular (bicamada lipídica) de diversas células unidas umas às outras.
Se você é um farmacêutico que deseja fabricar um medicamento que transpasse tal barreira, que característica sua
molécula deve ter?
a) Amina quaternária
b) Ácido carboxílico
c) Cetona
d) Álcool
e) Longa cadeia carbônica
02. (ASF – Adaptado) Para cada assertiva a seguir, assinale V para as verdadeiras e F para as falsas.
I) BH3 apresenta geometria piramidal.
II) PH3 apresenta hibridação sp³.
III) Naftaleno é plano, tendo cada carbono hibridação sp².
IV) PCl5 apresenta geometria bipiramidal de base triangular e SF6 octaédrica.
V) SO2 tem geometria angular e hibridação sp³ enquanto o SO3 tem geometria trigonal plana e hibridação sp².
VI) SF4 tem hibridação sp³d e geometria quadrado planar
VII) ClF3 apresenta geometria em T e hibridação sp³d.
VIII) XeO4 apresenta geometria tetraédrica.
IX) HNO3 é plano.
X) H4O2+ é tetraédrico e apresenta hibridação sp³.
a) F, V, V, V, F, F, V, V, F, V
d) V, F, V, F, V, V, F, V, F, F
b) F, V, F, V, V, F, V, V, V, F
e) V, V, F, V, F, F, F, F, V, F
c) F, F, V, F, F, V, F, F, F, V
03. (GBP) Franco, amante da Cinética Química, estava interessado em descobrir a lei de velocidade da seguinte reação:
Para isso, mediu a velocidade da reação em diversas situações, variando apenas a concentração dos reagentes, obtendo a tabela a seguir:
[CHCl3] (mol.L-1)
0,01
0,1
1
[Cl2] (mol.L-1)
10
0,01
0,1
Velocidade (mol.L-1.s-1)
0,101193
0,032
1,011929
Depois de muitas contas, Franco chegou a uma lei de velocidade. Qual a ordem global da reação?
a) 2
b) 3
c) 1,5 d)3,5 e)1
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04. (Olimpíada Norte Americana – 2005 – adaptada) Qual dos elementos abaixo possui a maior segunda energia de
ionização?
a) Na b) Mg c) Al d) K
e) Ca
05. (OBQ) Quando misturamos 1 L de uma solução de ácido clorídrico que apresenta pH igual a 1, com 1 L de outra
solução do mesmo ácido de pH igual a 3, obtemos uma nova solução cujo pH será igual a:
a) 1,0 b) 1,3 c) 2,0 d) 2,6 e) 3,0
06. (ACS) O valor de qual variável altera-se com a temperatura:
a) molaridade
b) molalidade
c) fração molar
d) porcentagem em massa
e) massa
07. (Olimpíada de Química da Austrália – 2007 - Adaptada) Uma pequena massa de iodeto de chumbo foi adicionada a um recipiente com água. A maior parte do sólido precipitou no fundo do recipiente, mas uma pequena parte
dissolveu-se, estabelecendo um equilíbrio. As velocidades da reação no sentido direto (dissolução) e no sentido inverso (precipitação) foram medidas, produzindo o gráfico abaixo:
O que aconteceu no instante t?
a) O recipiente foi colocado em banho de gelo
b) Certa quantidade de Pb(NO3)2 foi adicionada
c) Certa quantidade de KI foi adicionada
d) Certa quantidade de PbI2 foi adicionada
e) Certa quantidade de água foi adicionada
08. A pressão osmótica de uma solução de poli-isobutileno sintético em benzeno foi determinada a 25 °C. Uma amostra contendo 0,20g de soluto por 100cm3 de solução subiu até uma altura de 2,4mm quando foi atingido o equilíbrio osmótico. A densidade da solução é 0,88g/cm3. Qual o peso molecular do poli-isobutileno?
a) 234,5 kg/mol
b) 250,2kg/mol
c) 220kg/mol
d)178 kg/mol
e)280,8kg/mol
09. (ACS) Que transformação permite demonstrar que a ligação entre moléculas de água é mais fraca que a ligação
na molécula de água (O-H):
a) congelamento
b) eletrólise da água c) ebulição
d) reação com Na
e) sublimação
10. (OQ) Julgue as assertivas abaixo:
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I - Toda reação química que ocorre com aumento de entropia tende a ser espontânea e consequentemente irreversível.
II - Uma reação química será tanto mais espontânea quando H  0 e S  0.
III - Quanto menor o valor de G, mais fácil será a reação.
IV - Os estados alotrópicos menos estáveis apresentam conteúdo maior de energia, por isso terão entalpias positivas.
V - Nas reações que ocorrem com liberação de energia o valor de H é negativo.
São corretas:
a) apenas I e III
b) apenas I e IV
c) apenas II e V
d) todas as afirmações e) nenhuma das anteriores
11. (ACS) Qual substância tem o menor ponto de ebulição?
a) água
b) H2S
c) H2Se
d) H2Te
e) H2Po
12. (Marcei Setti – adap/EOQ) Você deve se lembrar de suas aulas de química que a fenolftaleína apresenta uma cor
forte em meios básicos. Franco decidiu fazer o seguinte experimento para testar as propriedades da fenolftaleína e
de antiácidos estomacais efervescentes: ele preparou uma fraca solução de NaOH em um béquer e adicionou algumas gotas de fenolftaleína. A fenolftaleína adquiriu coloração rosa muito forte, como esperado. Porém, quando ele
pôs o comprimido naquela solução, a fenolftaleína tornou-se incolor novamente!
Disso, deve-se concluir que a adição do antiácido tornou o pH da solução mais ácido! Determinado, Franco repetiu o
experimento algumas vezes, usando inclusive comprimidos de lotes diferentes. Como obteve sempre o mesmo resultado, ele pensou em processar a fabricante do medicamento, por vender algo que não funciona. Marque a alternativa correta a partir do exposto:
a) Os comprimidos anti-ácidos são falhos e Franco deveria processar a indústria farmacêutica.
b) Os comprimidos anti-ácidos só funcionam se não forem efervescentes – Franco provavelmente foi enganado com
um comprimido de bicarbonato que libera CO2.
c) A fenolftaleína se decompôs e, somente por isso, a solução ficou incolor. Ou seja, a mudança de cor não se deu
pela adição do comprimido per se, esse apenas ativou um processo de decomposição do indicador.
d) As substâncias presentes no comprimido formam um tampão e levam a um pH inferior quando a solução é básica
e um pH superior quando esta é ácida.
e) Franco deve ter tomado outro tipo de comprimido tendo esquecido conceitos químicos.
13. (ASF - Adaptada) Qual a soma dos menores coeficientes inteiros da seguinte equação:
a) 10
b) 22
c) 6
d) 9
e) 8
14. (OBQ 2006) O gráfico apresentado ao lado refere-se à variação de propriedade periódica em função do número
atômico do elemento.
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Assinale a alternativa correspondente à propriedade periódica representada neste gráfico.
a) densidade
b) raio atômico
c) eletronegatividade
d) afinidade eletrônica
e) potencial de ionização
15. (EOQ) Você está fazendo um tratamento de um quadro agudo de infecção usando um antibiótico via injetável.
Este medicamento atinge a concentração máxima no sangue imediatamente após ser injetado e o mesmo é metabolizado sendo que sua concentração sanguínea decai logaritmicamente com o tempo, num processo de primeira ordem, com tempo de meia-vida de 6 horas. Sua concentração mínima efetiva é de 75 μg/mL. Calcule a frequência, em
horas, com que você terá que aplicar injeções deste antibiótico de modo a manter-se acima da concentração mínima
efetiva. Para tal, considere que: i) no comércio só há ampolas deste medicamente de 750 mg; ii) o seu paciente tem
massa de 71 kg; o volume de sangue no corpo de adultos equivale a 7% (em litros) de sua massa.
Pode achar útil saber que, numa cinética de primeira ordem, a constante cinética vale k  ln 2 t 12 .
a) 2 h
b) 3 h
c) 4 h
d) 5 h
e) 6 h
16. (GBP) Considere as seguintes soluções aquosas:
Solução A – contém 0,58% (m/m) de NaCl;
Solução B – contém 34,2 g/L de sacarose; e
Solução C – contém 0,080 molal (mol/kg solvente) de CaCl2.
Assinale a opção na qual estas soluções estão citadas em ordem crescente de ponto de ebulição
a) A, B, C
b) A, C, B
c) B, A, C
d) B, C, A
e) C, A, B
17. (O. Q. Canada) O produto iônico da água, Kw, é 1,0 x 10–14 a 298 K. Sabendo-se que a neutralização de um ácido e
uma base forte é uma reação exotérmica, qual das alternativas a seguir apresenta um valor possível para Kw a 273 K?
a)
-1,2 x 10–15
b)
1,2 x 10–13
c)
1,0 x 10–14
d)
1,2 x 10–14
e)
1,2 x 10–15
18. (O. Q. -Adaptado) Uma solução aquosa de 100 mL contém BaCl2 e SrCl2, ambos, na concentração 0.001 mol.L-1.
Você adiciona sulfato de sódio ao recipiente até que um dos sólidos começa a precipitar. Assinale a alternativa que
mostra, respectivamente, qual a fórmula do sal que precipita primeiro e qual a quantidade de sulfato de sódio adicionada (em µg):
Dados: Kps(BaSO4) = 1,1 x 10-10 ; Kps(SrSO4) = 3,0 x 10-7
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a) BaSO4; 1,57 µg
b) SrSO4; 42,6 µg
c) BaSO4; 42,6 µg
d) SrSO4; 1,56 µg
e) BaSO4; 1,55 µg
19. (O.Q. Canadá) Considere a seguinte reação que é espontânea na temperatura ambiente:
CH4 (g) + 2 O2 (g) ⇆ CO2 (g) + H2O (g)
A partir dessas informações, pode-se afirmar para a reação inversa:
a)
é espontânea.
b)
é exotérmica.
c)
é mais rápida que a reação direta.
d)
tem uma constante de equilíbrio maior que a reação direta.
e)
tem um valor positivo para energia livre.
20. (O. Q. Belarusia - adap) Uma amostra de 1,000 g de carbeto de cálcio impuro foi dissolvido em 100,0 g de água.
O gás resultante foi coletado e seu volume foi medido como 312,7 cm³ a 24,50 °C e 1,125 atmosferas. O volume remanescente da solução era 98,47 cm³. A solução foi transferida a um balão volumétrico de 250 mL, e completado
com água até tal marca (250,0 mL). Foram pegos 10,00 mL dessa solução diluída que foi posteriormente titulada com
11,98 cm³ de ácido nítrico aquoso de concentração 0,01480 mol/L.
Qual a porcentagem de impurezas da amostra original de carbeto?
a) 8,3%
b) 3,5%
c) 4,2%
d) 10,1%
e) 7,7%
21. (OBQ) Um alceno com três ou mais átomos de carbono é hidratado, em seguida o produto é submetido a uma
reação de oxidação com óxido de crômio (VI) e o produto obtido é submetido à reação com um reagente de Grignard e em seguida água. O produto final é:
a) um éster
b) uma cetona
c) um álcool primário
d) um ácido carboxílico
e) um álcool terciário.
22. (LFGT) A datação por 14C serve somente para compostos orgânicos. Assim, para estimar a idade de um minério,
torna-se necessário analisar outro decaimento radioativo (por exemplo, de potássio). Suponha que um mineral a ser
estudado contém 238U. Após constatar-se que 99, 609375% da concentração original de 238U no minério sofreu decaimento, estimou-se a idade do mineral em aproximadamente 3, 6.1010 anos. A série radioativa do 238U até 206Pb é
dado a seguir.
238
U →234 Th →234 Pa →234 U →230 Th →226 Ra →222 Rn →218 Po
Po →214 Pb →214 Bi →214 Po →210 Pb →210 Bi →210 Po →206 Pb
218
Sabendo disso, quantas partículas α e β foram emitidas até a formação de 206Pb? E qual tempo de meia-vida? (Considere que a cinética de decaimento é de 1a ordem.)
a) 6 partículas α, 8 partículas β e T1/2 = 3, 6. 108 anos
b) 8 partículas α, 6 partículas β e T1/2 = 4, 5. 109 anos
c) 7 partículas α, 7 partículas β e T1/2 = 5, 4. 109 anos
d) 8 partículas α, 6 partículas β e T1/2 = 4, 5. 108 anos
e) 6 partículas α, 8 partículas β e T1/2 = 5, 4.109 anos
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23. (O.Q. Alemanha) O número de Avogadro pode ser determinado de diferentes maneiras. Uma delas é através de
um experimento simples de eletroquímica, em que dois eletrodos de cobre são usados para eletrólise de uma solução de ácido sulfúrico 0,5 mol.L-1.
Os dados obtidos foram os seguintes:
Decréscimo da massa do eletrodo: 0.3554 g
Corrente constante: 0.601 A
Tempo de eletrólise: 1802 s
Dados:
Carga do elétron: 1.602∙10-19 C
Massa molar do Cobre: 63.546 g/mol
Utilizando os dados deste experimento, qual o valor encontrado para o número de Avogadro?
a) 6,02.1023
b) 6,03.1023
c) 6,04.1023
d) 6,05.1023
e) 6,06.1023
24. (IME – Adaptado) Considere a proposta de um processo para a obtenção da cementita, esquematizada abaixo.
Sabe-se que a energia livre de Gibbs está relacionada diretamente com a constante de equilíbrio de uma reação
química. Avalie se o processo é viável nas condições propostas
Se necessário, utilize:
a) O processo não é viável, pois a variação de entalpia é positiva (ΔHreação =99,90 kJ/mol) e, portanto, o processo é
endotérmico
b) O processo é viável, pois a variação de entropia é positiva So= 97,7 J/mol.K e, portanto, está de acordo com a segunda Lei da Termodinâmica.
c) O processo não é viável, pois a energia livre de Gibbs é igual a 70,8 kJ/mol e, portanto, o processo é endergônico
d) O processo é viável, pois a energia livre de Gibbs é positiva e, portanto, é espontâneo
e) Só se pode concluir sobre viabilidade de processos conhecendo a constante de equilíbrio
25. (O.Q. Alemanha) Todos os compostos abaixo se dissolvem melhor em ácido diluído que em água, exceto:
a) CaSO4
b) BaCO3
c) Ag3PO4
d) Mg
E) NaCH3COO
26. (O.Q. Canadá) Qual é o estado fundamental do cátion presente no cloreto de sódio?
a) 1s22s22p63s1
b) 1s22s22p6
c) 1s22s22p63s2 d) 1s22s22p63s23p7
e) 1s22s22p63s23p8
27. (ASF) Utilizando-se uma bomba pneumática com base 24 cm² e altura 30 cm quando o êmbolo está todo puxado,
Polho pretende encher o pneu de sua bicicleta até a pressão máxima, que é 8,1 atm (considerando o tipo de pneu e
o peso de Polho), para passear adequadamente no parque. Sabendo que o pneu tem volume constante igual a 2,4 L
e sua pressão inicial era de 3 atm, calcule o número de vezes que Polho deverá empurrar totalmente a bomba para
que obtenha a pressão no interior do pneu adequada para seu passeio no parque.
8
a) 15
b) 17
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c) 16
d) 18
e) 20
28. (GBP) Henrique requisitou uma cetona, que serviria como reagente em seus experimentos, a uma indústria. Desconfiado do fabricante, decidiu aplicar os testes da 2,4‐dinitrofenilhidrazina, de Tollens e do Iodofórmio no composto que foi entregue. Os três testes apresentaram resultado positivo. O que Henrique deve fazer?
a) Indagar o fabricante por quê entregaram um álcool.
b) Tranquilizar-se, pois o produto que entregaram é de fato uma cetona.
c) Realizar mais testes, pois não é possível concluir se é ou não uma cetona.
d) Devolver o produto ao fabricante e pedir o composto que deseja para outro, uma vez que não entregaram uma
cetona.
e) Usar a substância em seus experimentos.
29. (ACS) Os números quânticos n = 4, l = 1, ml = 0 poderiam representar o elétron de valência de qual átomo no
estado fundamental?
a) Fe b) In c) Pd d) Se e) Ag
30. (O.Q. Alemanha - Adaptada) Ao reagir com água, quais dos seguintes óxidos formam ácido nítrico?
I. N2O
II. NO
III. N2O3
IV. NO2
V. N2O5
a) III, IV e V
b) I, II e III
c)I e III
d) III e IV
e)IV e V
31. (ITA - Adaptado) Duas células (I e II) são montadas como mostrado na figura. A célula I contém uma solução aquosa 1 mol L−1 em sulfato de prata e duas placas de platina. A célula II contém uma solução aquosa 1 mol L −1 em
sulfato de cobre e duas placas de cobre. Uma bateria fornece uma diferença de potencial elétrico de 12 V entre os
eletrodos Ia e IIb, por um certo intervalo de tempo. Assinale a opção que contém a afirmativa ERRADA em relação ao
sistema descrito.
a) Ocorre eletrólise da água no eletrodo Ib.
b) Há um aumento da massa do eletrodo Ia.
c) Ocorre eletrólise da água no eletrodo IIb.
d) Há diminuição de massa do eletrodo IIb.
e) A concentração de íons Cu2+ permanece constante na célula II
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32. (OBQ) Certo óxido foi dissolvido em água dando origem a uma solução incolor. Borbulhou-se gás carbônico através da solução sendo observada a formação de precipitado branco. A mistura foi levada a uma centrífuga e separouse o sólido do filtrado. Ao sólido foram acrescentados 5,0 mL de uma solução de ácido clorídrico 10% (m/v). Observou-se a liberação de gás e, ao final do processo, o sólido foi inteiramente consumido.
Dentre os elementos abaixo, o único que forma um óxido com as características descritas no experimento é o:
a) alumínio
b) bário
c) enxofre
d) fósforo
e) potássio.
33. Um metal A é dissolvido em ácido nítrico e se forma uma certa quantidade de um gás B. A solução obtida foi
neutralizada com excesso de solução álcali. O precipitado C de cor azul que se formou foi separado e calcinado, obtendo-se óxido de cobre (II). Assinale a alternativa que mostra, respectivamente, as fórmulas dos compostos A, B e C
a) Cu; NO; Cu(OH)2
b)CuO; NO; Cu(NO3)2 c) Cu; NO2; Cu(NO3)2 d) Cu; H2O; Cu(NO3)2 e) Cu; H2O; CuO
Questões Escritas (34 e 35)
34. (EOQ) Desenhe as estruturas para os compostos A até K na seguinte síntese orgânica:
35. (EOQ) Responda os seguintes itens refletindo intensamente antes de responder: são perguntas simples, mas
frequentemente apresentam respostas erradas – fica o alerta desde já.
a) Ao se misturar 1 kg de gelo a 0 °C com 1 kg de vapor d'água a 100 °C, qual a temperatura de equilíbrio?
Talvez ache útil saber que: calor latente de fusão da água (kJ/kg) = 333; calor latente de vaporização da água
(kJ/kg) = 2256; calor específico da água = 4186 J/(kg.K).
b) Considere dois litros de solução aquosa de HI (ácido iodídrico), a 25 °C, de concentração 10-4 mol.L-1.
Pode achar útil saber: Kw (a 25°C) = 10-14; pH + pOH = 14 (a 25 °C).
i. Quantos mols de H+ (próton) são provenientes, apenas, da água? Justifique.
ii. Após diluir a solução acima o suficiente para que a concentração de HI mudasse para 10-8 mol.L-1, qual o pH da
solução? Justifique.
c) Considere o seguinte sistema em equilíbrio:
Co  H 2O 6
2
 4SCN  aq   Co  SCN 4
2
 aq 
10
 aq 
 6 H 2Ol 
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i. Escreva a constante de equilíbrio K para o sistema acima;
ii. Ao adicionar água suficiente para reduzir a concentração dos solutos pela metade, o que ocorre com o equilíbrio? Justifique detalhadamente sua resposta.
d) Considere o seguinte sistema em equilíbrio: N2 g   3H 2 g   2 NH3 g 
i. Quais são as quatro formas de aumentar a pressão total no sistema acima?
ii. Para cada caso apresentado acima, o que ocorre com o equilíbrio? Justifique com base na constante de equilíbrio.
e) (O. Q. Áustria -adaptada) A partir do sistema reacional abaixo, calcule, em relação ao ácido nitroso em solução
aquosa, a 25 °C, em kJ/mol:
i. o calor de formação a pressão constante; e
ii. o calor de formação a volume constante.
NH4NO2(s) → N2(g) + 2H2O(l)
ΔH(kJ) = -300.4
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
ΔH(kJ) = -569.2
N2(g) + 3H2(g) + aq → 2NH3(aq)
ΔH(kJ) = -170.8
NH3(aq) + HNO2(aq) → NH4NO2(aq)
ΔH(kJ) = -38.08
NH4NO2(s) + aq → NH4NO2(aq)
ΔH(kJ) = +19.88
11