CPV o cursinho que mais aprova na fGV QUÍMICA 31. Os irradiadores de alimentos representam hoje uma opção interessante na sua preservação. O alimento irradiado, ao contrário do que se imagina, não se torna radioativo, uma vez que a radiação que recebe é do tipo gama. A radiação é produzida pelo cobalto-60 (Z = 27), cujo núcleo decai emitindo uma partícula beta, de carga negativa, resultando no núcleo de certo elemento X. O elemento X é a) b) c) d) e) Mn (Z = 25). Fe (Z = 26). Co (Z = 27). NI (Z = 28). Cu (Z = 29). 60 27 Co → 60 28 Ni + 0 −1 β O decaimento β– produz um próton, aumentando o Z do núcleo que decaiu e produzindo outro elemento. Alternativa D 32. A figura representa a fórmula estrutural da substância éster benzílico do quinuclidinol, conhecida como BZ, utilizada como arma química. Esta substância é um sólido que pode ser disperso na forma de um aerossol, produzindo alucinações, vertigem, perda de orientação e amnésia. 37 33. O gás carbônico, massa molar 0,044 kg/mol, pode ser retido em uma solução de carbonato de potássio, cuja reação pode ser representada pela equação: K2CO3 (aq) + CO2 (g) + H2O (l) → 2 KHCO2 (aq) A quantidade mínima, em litros, de uma solução de carbonato de potássio de concentração 0,5 mol/L, que deve ser utilizada para dissolver completamente o CO2 presente em 100 kg de uma amostra de ar contendo 2 200 ppm, em massa, desse gás é a) b) c) d) e) Resolução: Fgv - 05/12/2004 100. 10. 1. 0,1. 0,01. Resolução: K2CO3 + CO2 + H2O → 2 KHCO3 2200 ppm = 2200 mg / kg 1 kg —— 2,2 g de CO2 100 kg —— x ∴ x = 220 g de CO2 CO2 ⇒ MM = 44 g/mol 220 = 5 mol 44 Como a proporção estequiométrica da reação é: 1 mol de K2CO3 então 1 mol de CO2 vale: n CO 2 = M= n 5 ⇒ 0,5 = ∴ V = 10 L V V Alternativa B 34. Considere a equação da reação de combustão do metano: Duas das funções orgânicas existentes na estrutura dessa substância são a) b) c) d) e) éter e amida. álcool e amina. fenol e éter. fenol e amida. cetona e amina. Resolução: A estrutura CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) Para calcular a variação de entalpia de combustão do metano, um estudante dispunha da entalpia-padrão de vaporização da água, + 44 kJ/mol, e das entalpias-padrão de formação seguintes: ∆Hfº (kJ/mol) CO2 (g) CH4 (g) H2O (g) álcool éster OH O | || —C— C—O | O valor encontrado, em kJ/mol, para a combustão do CH4 (g) foi de N amina apresenta as funções álcool, éster e amina. Alternativa B +28fgv041f1ddezeco –393 –75 –242 a) b) c) d) e) – 484. – 666. – 714. – 812. – 890. 38 CPV o fgv - 05/12/2004 cursinho que mais aprova na fGV Leia o texto para responder às questões de números 36 e 37. Resolução: Pelos calores de formação: Σ ∆Hº f (P) – Σ ∆Hº f (R ) O calor de formação dado é da água gasosa e na equação aparece água líquida. H (kJ) H2(g) + 1/2 O2 (g) O conhecimento das estruturas das moléculas é um assunto bastante relevante, já que as formas das moléculas determinam propriedades das substâncias como odor, sabor, coloração e solubilidade. As figuras apresentam as estruturas das moléculas CO2, H2O, NH3, CH4, H2S e PH3. –242 H 2 O (g) –44 = x –242 + x H2O (l ) Caminho da Reação Logo, ∆Hº f H 2O ( l ) é –286 kJ/mol CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O –75 0 –393 –286 ∆H = [–393 + 2 (–286)] – (–75) ∴ ∆H = –890 kJ Alternativa E 35. O hipoclorito de sódio, NaOCl, é o principal constituinte da água sanitária. Soluções diluídas de água sanitária são recomendadas para lavagem de frutas e verduras. A equação a seguir representa o equilíbrio químico do íon hipoclorito em solução aquosa a 25ºC: OCl– (aq) + H2O (l) P HOCl (aq) + OH– (aq) K = 1,0 x 10–6 36. Quanto à polaridade das moléculas consideradas, as moléculas apolares são a) H2O e CH4. d) NH3 e CO2. Resolução: As moléculas apolares são CH4 e CO2, pois apresentam µR = 0 (somatório dos momentos dipolares nulo) conforme mostrado abaixo. H Considerando a equação fornecida, o pH de uma solução aquosa de NaOCl de concentração 0,01 mol/L, a 25ºC é Dados: pOH = – log [OH–] e pH + pOH = 14 a) b) c) d) e) 10. 8. 7. 5. 4. µ H µ C µ µ µ µ O C O H H Alternativa B Resolução: XXV HOCl(aq) + OH–(aq) O Cl–(aq) + H2O(l) WXX 0,01 mol/L x x [ HOCl ] [ OH ] – K= b) CH4 e CO2. c) H2S e PH3. e) H2S e NH3. [ OCl ] – ⇒ 10–6 = x 10 2 –2 ⇒ x2 = 10–8 ⇒ x = 10–4 mol/L [ OH– ] = 10–4 mol/L ⇒ pOH = 4 ⇒ pH = 10 Alternativa A +28fgv041f1ddezeco 37. Quanto às forças intermoleculares, a molécula que forma ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) com a água é a) H2S. b) CH4. c) NH3. d) PH3. e) CO2. Resolução: Para formar pontes de hidrogênio com a H2O é necessário que a molécula possua átomos de hidrogênio ligados a elementos muito eletronegativos como F, O ou N. A única molécula que satisfaz este requisito é a amônia (NH3). Alternativa C CPV o cursinho que mais aprova na fGV 38. A água dura não é adequada para usos domésticos e industriais. Uma das maneiras para remoção do excesso de Ca 2+ consiste em tratar a água dura em tanques de decantação, envolvendo os equilíbrios representados pelas equações: Ca2+ (aq) + 2 HCO3– (aq) P CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) CO2 (g) + 2 H2O (l) P HCO3– (aq) + H3O+ (aq) Três soluções são adicionadas, separadamente, no processo de tratamento da água dura: I. ácido nítrico; II. hidróxido de sódio; III. bicarbonato de sódio. Pode-se afirmar que favorece a remoção de íons cálcio da água dura o contido em a) I, II e III. b) II e III, apenas. c) I e III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, apenas. Resolução: Ca2+ (aq) + 2 HCO3– (aq) P CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (l) (I) CO2 (g) + 2 H2O (l) P HCO3– (aq) + H3O+ (aq) (II) I. Errada, a adição de HNO3 deslocará o equilíbrio II para a esquerda, e com o aumento da concentração de CO2 o equilíbrio I também será deslocado para a esquerda, não favorecendo a remoção de íons Ca2+. II. Correta, a adição de NaOH desloca o equilíbrio II para a direita, pois consome íons H3O+ e, conseqüentemente, há o deslocamento do equilíbrio I para a direita também, favorecendo a remoção de íons Ca2+. III. Correta, a adição de NaHCO3 aumenta a concentração de íons HCO3–, deslocando o equilíbrio para a direita, favorecendo a remoção de íons Ca2+. Alternativa B 39. Para a reação A + B → C, os valores de entalpia são apresentados no gráfico a seguir, em duas situações: na presença e na ausência de catalisador. Fgv - 05/12/2004 39 Considere as seguintes afirmações: I. A reação A + B → C é endotérmica. II. A velocidade da reação é aumentada na presença de catalisador devido a um aumento da energia de ativação. III. A energia de ativação da reação na ausência do catalisador é 50 kJ. Está correto o contido em a) b) c) d) e) I, II e III. II e III, apenas. I e II, apenas. II, apenas. I, apenas. Resolução: I. Correta, pois o ∆H é positivo. II. Errada, o catalisador abaixa a energia de ativação. III. Errada, a energia de ativação da reação na ausência de catalisador é 100 kJ. Alternativa E 40. A partir da fórmula molecular C4H11N, o número possível de isômeros de compostos orgânicos de cadeia aberta, contendo um grupo amina primária, é a) b) c) d) e) 7. 6. 5. 4. 3. Resolução: Com a fórmula C4H11N é possível formar as moléculas de aminas primárias: H3C — CH2 — CH2 — CH2 — NH2 NH2 | H3C — C — CH3 | CH3 NH2 | H3C — CH — CH2 | CH3 NH2 | H3C — CH2 — C H — CH3 carbono quiral (assimétrico) Apresenta 2 isômeros (dextrógiro e levógiro) Logo, existem 5 isômeros. +28fgv041f1ddezeco Alternativa C 40 fgv - 05/12/2004 CPV o cursinho que mais aprova na fGV 41. Considere as seguintes equações: I. C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 II. C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O III. CH3COOH + CH3CH2OH → CH3COOCH2CH3 + H2O Resolução: No frasco I temos a produção de amônia (NH3) e H2O, conforme as equações: NH4Cl(s) + NaOH (aq) → NaCl (aq) + NH4OH (aq) ∆ ↑ NH4OH (aq) → NH3 (g) + H2O (vap) As equações I, II e III representam importantes reações orgânicas conhecidas, respectivamente, pelos nomes de a) fermentação, oxidação e esterificação. b) fermentação, combustão e hidrólise. c) condensação, combustão e hidrólise. d) combustão, fermentação e condensação. e) combustão, oxidação e esterificação. Resolução: I. Açúcar formando álcool e gás carbônico, caracterizando uma reação de fermentação. II. Álcool reagindo com oxigênio e formando ácido carboxílico, caracterizando uma reação de oxidação. III. Ácido carboxílico reagindo com álcool e formando éster e água, caracterizando uma reação de esterificação. Alternativa A 42. A figura representa o esquema de um experimento realizado em um laboratório de química para produção e posterior identificação de uma substância. No frasco I, foram adicionados NH4Cl (s) e solução de NaOH (aq). O frasco II foi preenchido com uma substância secante, sílica-gel. No frasco III, foram adicionados água destilada e indicador ácido-base fenolftaleína. A identificação da substância é feita após mudança da coloração da solução contida no frasco III. No frasco II a água é retida no agente secante conforme a equação substância → NH3 (g) NH3 (g) + H2O (vap) secante No frasco III a amônia, ao entrar em contato com H2O, forma hidróxido de amônio conforme a reação: NH3 (g) + H2O P NH4+ + OH– A água com fenolftaleína em meio básico (OH–) tornarse-á vermelha, o que evidencia a presença de amônia (NH3). Alternativa D 43. A figura apresenta uma parte da tabela periódica: Dentre os elementos considerados, aquele que apresenta átomo com maior raio atômico e aquele que apresenta a primeira energia de ionização mais alta são, respectivamente, a) b) c) d) e) Com base no experimento, a substância identificada no frasco III foi a) H2. b) O2. c) N2. d) NH3. e) Cl2. +28fgv041f1ddezeco Ge e O. Ge e Br. Br e Se. P e C. C e Se. Resolução: O raio atômico aumenta na mesma família com o aumento do número de camadas (período) e diminui num mesmo período com o aumento do número atômico. Portanto, dentre os elementos apresentados o que possui maior raio atômico é o germânio (Ge). A primeira energia de ionização aumenta na mesma família com a diminuição do número de camadas e aumenta num mesmo período com o aumento do número atômico. Portanto, o elemento que possui a maior primeira energia de ionização é o oxigênio (O). Alternativa A CPV o cursinho que mais aprova na fGV 44. O Brasil não é só o país do futebol, mas também um campeão de reciclagem de alumínio. A reciclagem de latas de alumínio, além de gerar renda para milhares de pessoas, contribui para a preservação do meio ambiente e para a redução nos gastos de energia elétrica. O alumínio é produzido a partir da bauxita por um processo de eletrólise ígnea. As reações envolvidas nesse processo podem ser representadas por três equações: I. 2 Al2O3 → 4 Al3+ + 6 O2– II. 4 Al3+ + 12 e– → 4 Al III. 6 O2– + → 12 e– + 3 O2 Quanto ao processo da eletrólise na produção do alumínio metálico, é correto afirmar que a) é um processo espontâneo. b) a semi-reação de formação de alumínio metálico é de oxidação. c) a semi-reação de formação de oxigênio gasoso é de redução. d) no compartimento catódico ocorre a formação de alumínio metálico. e) a reação representada na equação I fornece energia necessária para a produção de alumínio metálico. 41 45. O aspartame é um adoçante artificial que foi descoberto acidentalmente em 1965 por um químico descuidado, que lambeu os seus dedos sujos e sentiu que eles estavam doces. Esses hábitos não higiênicos não são recomendados, já que muitas substâncias em quantidades ínfimas são altamente tóxicas. A fórmula estrutural do aspartame é representada a seguir: A partir da fórmula estrutural do aspartame, verifica-se que há a) b) c) d) e) 13 átomos de carbono por molécula. 1 grupo funcional éter. 1 dipeptídeo. 2 átomos de carbono terciário. somente 1 átomo de carbono assimétrico. Resolução: a) 14 átomos de carbono por molécula. b) A molécula não possui grupo funcional éter. c) Correta. CH3 O O O O NH NH 2 OH ligação peptídica Resolução: a) Errado, pois todo processo de eletrólise requer energia para ocorrer (anti-espontâneo). b) 4 Al3+ + 12 e– → 4 Al 3+ Fgv - 05/12/2004 redução 0 Errado, pois o alumínio na forma iônica (Al3+) recebe elétrons, ou seja, sofre redução para transformar-se em alumínio metálico. c) 6 O2– → 12e– + 3O2 2– 0 redução d) A molécula possui apenas 1 carbono terciário. e) A molécula possui dois carbonos assimétricos. Alternativa C COMENTÁRIO DA PROVA DE QUÍMICA – Uma prova bem elaborada cobrou todos os tópicos estudados e não cansou o aluno, já que os enunciados foram diretos. DISTRIBUIÇÃO Química O r g â n i c a 26,7% Química Geral 13,3% Errado, pois o ânion O2– perde elétrons, ou seja, sofre oxidação para transformar-se em gás oxigênio (O2). d) Correto, pois no cátodo ocorre a redução. e) Errado, pois o processo de eletrólise ígnea necessita de energia. Alternativa D +28fgv041f1ddezeco Físico-Química 40% Química Inorgânica 20%