Colégio Planeta Prof.: Alexandre Data: 13 / 03 / 2015 Lista de Química Aluno(a): ENEMais 01 - (UEL PR) A tabela, a seguir, mostra as entalpias padrão de formação H 0f a 25 ºC. O metanol já foi usado como combustível na fórmula Indy, com o inconveniente de produzir chama incolor e ser muito tóxico. Atualmente, utiliza-se etanol, proveniente da fermentação do caldo na cana-de-açúcar, o mesmo utilizado em automóveis no Brasil. A) B) Compare a quantidade de energia liberada (kJ) pela combustão de 1,00 g de metanol com a produzida por 1,00 g de etanol. Justifique sua resposta. Se um automóvel da fórmula Indy gastar 5 litros de etanol (d = 0,80 g/mL) por volta em um determinado circuito, calcule a energia liberada (kJ) pelo seu motor em cada volta. 02 - (ACAFE SC) Nos grandes centros urbanos, impurezas sólidas liberadas pelos canos de escapamento dos veículos, quando misturadas à neblina, provocam uma névoa de poluição ao nível do solo, denominada smog (do inglês, smoke: fumaça e fog: neblina). Uma reação importante na formação do smog é representada por: O3(g) + NO(g) O2(g) + NO2(g) Dados: K=6,0x 1034 Valores de entalpia de formação Substância Entalpiade Formação (kJ mol 1 ) O2 O3 NO NO2 0 142,67 90,29 33,10 Considerando as informações anteriores, assinale a alternativa correta. A) Na reação, a quantidade de calor absorvida é igual a +199,86 kJ. B) A quantidade de calor envolvida na reação é igual a -199,86 kJ e a reação é exotérmica. C) O valor numérico de K indica que na situação de equilíbrio químico haverá mais reagentes do que produtos. D) A diminuição da concentração de NO desloca o equilíbrio para a direita. 03 - (UECE) O cloreto de amônio, considerado um dos quatro espíritos da alquimia islâmica, é usado para limpeza de solda, fabricação de xampus, em estamparia de tecidos e em expectorantes. Ele é obtido na fase pela reação de amônia gasosa com cloreto de hidrogênio gasoso a 25ºC e 1 atm de pressão. Considere os dados constantes na tabela abaixo e marque a opção que corresponde, aproximadamente, à entalpia do processo. Turma: Substância A) B) C) D) Lista 03 Turno: Vespertino Entalpiade formação Amônia (g) 10,9 kcal/mol Cloretode hidrogênio(g) 21.9 kcal/mol Cloretode amônio (s) 74.9 kcal/mol + 42,1 kcal + 85,9 kcal – 42,1 kcal – 85,9 kcal 04 - (IFGO) A quantidade de calor em kcal formado pela combustão de 156,0g de etino, a 25°C, conhecendo-se as entalpias (H) de formação do CO2 (g), H2O(l), e etino(g), é aproximadamente: Dados: Entalpias padrão de formação CO2(g)............................. – 4,1kcal.mol– 1 H2O(l).............................– 68,30kcal.mol –1 C2H2(g)........................... + 54,20kcal.mol –1 A) B) C) D) E) –1864,20 kcal. –1320,47 kcal. –2640,95 kcal. + 2640,95 kcal. + 528,19 kcal. 05 - (FMABC SP) O acetileno (C2H2) é o combustível empregado em maçaricos oxiacetilênicos, cuja chama chega a atingir temperaturas próximas de 3 000 ºC. Estando reagentes e produtos no estado-padrão, são liberados 1 300 kJ na combustão completa de 1 mol de acetileno. Dados: Hf0 H2O = –285 kJ.mol–1 Hf0 CO2 = –395 kJ.mol–1 A partir desses dados, determina-se que a entalpia de formação padrão (Hf0) do acetileno é A) B) C) D) E) 225 kJ.mol–1. –1300 kJ.mol–1. –620 kJ.mol–1 620 kJ.mol–1. 450 kJ.mol–1 06 - (UFT TO) A manutenção da vida dos animais depende da energia que é obtida do consumo de alimentos como carboidratos, gorduras e proteínas. No entanto, carboidratos são as principais fontes de energia dos animais, estes sofrem combustão durante a respiração celular. Deve-se observar que cada mol de glicose em processo de combustão libera 720 kcal, conforme equação abaixo: C6H12O6 + 6O2(g) 6CO2(g) + 6H2O(l) + energia Determine a variação de entalpia de formação (Hf) do monômero glicose (C6H12O6), a partir dos valores de Hf do CO2 e da H2O que são produtos da combustão deste açúcar. C(s) + O2(g) CO2(g) H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(l) A) B) C) D) E) Hf = Hf = Hf = Hf = Hf = – 165 kcal/mol. – 25 kcal/mol. – 660 kcal/mol. – 720 kcal/mol. – 270 kcal/mol. Hf = –95 kcal/mol Hf = –70 Kcal/mol 07 - (UFU MG) De modo a diminuir a poluição e a concentração de gases nocivos à saúde e ao meio ambiente nos grandes centros urbanos, a indústria automobilística americana, em meados dos anos 1970, começou a fabricar os primeiros carros equipados com catalisadores como itens de série (no Brasil, os primeiros carros equipados com catalisadores surgiram em 1992 e, somente a partir de 1997, o equipamento foi adotado em todos os veículos produzidos no país). O catalisador também impulsionou a utilização da gasolina sem chumbo (chumbo tetraetila), visto que a gasolina com chumbo contamina o agente catalisador usado no conjunto, destruindo sua utilidade e levandoo a entupir, além dos danos que o chumbo provoca à saúde humana. Em um catalisador automotivo, ocorrem várias reações químicas, sendo uma das mais importantes: CO(g) + ½ O2(g) CO2(g) Dados: 10 - (UFMG) Em um experimento, utilizando-se um frasco aberto, que contém 3,27 g de zinco metálico em pó, são acrescentados, com agitação, 100 mL de uma solução de ácido clorídrico aquoso, HCl (aq), na concentração de 1,10 mol/L. 1. ESCREVA a equação balanceada que representa a reação de ácido clorídrico com zinco metálico. 2. Assinalando com um X a quadrícula apropriada, INDIQUE se, nesse experimento, reagentes e produtos atingem o estado de equilíbrio. No experimento descrito, reagentes e produtos atingem o equilíbrio. Justificativa 3. Neste quadro, estão indicados os valores de Hө de formação de algumas espécies envolvidas nessa reação: C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔH = 94,1 Kcal C(grafite) + 1/2 O2(g) → CO(g) ΔH = 26,4 Kcal Baseado no texto e na reação acima, responda: Identifique se a reação é endotérmica ou exotérmica a partir do cálculo da variação de sua entalpia. B) Explique qual a função do catalisador automotivo no desenvolvimento da reação (velocidade), na energia de ativação e na variação da entalpia da reação de decomposição do monóxido de carbono. C) Cite e explique um impacto ambiental da liberação do gás carbônico pelos automóveis, apontando duas maneiras de minimizar tal impacto. C4H10 (g) + 13/2 O2 (g) 4 CO2 (g) + 5H2 O(g) Dadas as entalpias de formação a 25ºC e 1 atm, a entalpia da reação global, nas condições citadas, em kJ/mol é: Dados: entalpia de formação: C4H10(g) = – 125 kJ/mol; CO2(g) = – 394 kJ/mol; H2O(g) = – 242 kJ/mol. A) B) C) D) E) – 2911 kJ/mol. – 511 kJ/mol. – 2661 kJ/mol. – 2786 kJ/mol. – 1661 kJ/mol. 09 - (UFES) A equação abaixo representa um grande problema causado pela poluição atmosférica: a desintegração lenta e gradual que ocorre nas estátuas e monumentos de mármore (CaCO3), exercida pelo ácido sulfúrico formado pela interação entre SO2, o oxigênio do ar e a umidade. CaCO3(s) + H2SO4(aq) CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g) Calor de formação (kJ/mol, 25o C e 1 atm) CaCO3 - 1207 H 2SO4 CaSO4 H 2O CO2 CaO - 813,8 - 1434,5 - 286 - 393,5 - 635,5 De acordo com os dados acima, determine a variação de entalpia da reação entre o ácido e o calcário (CaCO3); B) escreva a equação da reação de decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3); C) determine a entalpia de decomposição do carbonato de cálcio (CaCO3); D) calcule a quantidade máxima de gesso (CaSO4) que pode ser formada pela reação de 44,8 litros de SO2(g) lançado na atmosfera, nas CNTP. Espécie H de formação / ( kJ / mol) Zn 2 (aq) 154 167 Cl (aq) A) 08 - (UDESC SC) A combustão completa do butano C4H10 considerado o principal componente do gás de cozinha, GLP, pode ser representada pela equação química não atingem o equilíbrio. H (aq) 0 Considerando esses valores, CALCULE o Hө da reação indicada no item 1, desta questão. 4. O frasco em que ocorre essa reação é termicamente isolado e encontra-se, assim como os reagentes, a 25oC. Considere que, para aumentar a temperatura da mistura reacional em 1oC, são necessários, aproximadamente, 0,42 kJ e que é desprezível a absorção de energia pelo gás que escapa nesse processo. Tendo em vista essas informações, CALCULE a temperatura final dessa mistura reacional. (Deixe seus cálculos indicados, explicitando, assim, seu raciocínio.) 11 - (UFRN) A civilização moderna consome muita energia. Uma grande quantidade dessa energia é produzida pela queima de derivados do petróleo, como a gasolina, da qual um dos compostos fundamentais é o octano (C8H18). A seguir, representa-se a equação ajustada da combustão completa do octano, a 298 K e 1 atm: C8H18(l) + 25/2 O2(g) A) Se Re ação 8 CO2(g) + 9H2O(l) of (Pr od) of (Re ag) , calcule a variação de entalpia para a combustão de um mol de octano, de acordo com os dados da tabela abaixo. Dados a 298K e 1 atm Substância ΔHof kJ/mol C 8 H18 () 5110,0 CO 2 (g) 394,0 H 2 O() 286,0 A) B) Uma alternativa para diminuir o impacto poluente do CO2(g) produzido pela combustão da gasolina, é o uso de etanol (C2H5OH). Escreva a equação da combustão completa do etanol e explique, considerando o impacto do CO2(g), por que ele é menos poluente que a gasolina. 12 - (ESCS DF) A azodicarbonamida (C2H4N4O2) é utilizada na obtenção da espuma de poliestireno. Esta molécula é adicionada ao plástico fundido e atua como agente espumante porque, quando aquecida decompõe produzindo os gases monóxido de carbono, nitrogênio e amônia, formando bolhas no polímero fundido. Utilize os valores das entalpias de formação no estado padrão da tabela ao lado e calcule o valor da energia envolvida na reação de decomposição da azodicarbonamida citada no texto. Substância C 2 H 4 N 4 O 2 ( ) (kJ/mol) 1673 CO(g) NH3 (g) 110,5 46 7412,0. 3033,0. 2086,0. 1516,5. 1390,7. 13 - (UDESC SC) Determine o calor de combustão (Hº) para o metanol (CH3OH) quando ele é queimado, sabendo-se que ele libera dióxido de carbono e vapor de água, conforme reação descrita abaixo. Substância H of , kJ.mol 1 CH 3OH 239,0 CO 2 393,5 H 2O 241,8 CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H2O A) B) C) D) E) Hº = + 638,1 kJ.mol–1 Hº = – 396,3 kJ.mol–1 Hº = – 638,1 kJ.mol–1 Hº = + 396,3 kJ.mol–1 Hº = – 874,3 kJ.mol–1 14 - (UFPA) Em uma reação de hidrogenação, uma ligação dupla se transforma em uma ligação simples. É possível calcular a variação de entalpia de hidrogenação (Hhidro) pelo conhecimento dos calores de combustão (Hcomb) das substâncias envolvidas na reação. Na tabela abaixo encontram-se os Hcomb do C2H6, C2H4 e H2 . Calores de combustão Substância H comb (kJmol 1 ) H2 286 1410 1560 O valor do Hhidro, em kJ mol–1, do eteno é A) B) C) D) E) Utilizando os valores das entalpias de formação no estado padrão da tabela, o valor da energia envolvida na queima de 1 mol de gasolina, em kJ/mol é igual a: A) B) C) D) E) – 10130. – 5065. – 2532. – 1266. – 603. 16 - (UNICAMP SP) O nadador Michael Phelps surgiu na Olimpíada de Beijing como um verdadeiro fenômeno, tanto pelo seu desempenho quanto pelo seu consumo alimentar. Divulgouse que ele ingere uma quantidade diária de alimentos capaz de lhe oferecer uma energia de 50 MJ. Quanto disto é assimilado, ou não, é uma incógnita. Só no almoço, ele ingere um pacote de macarrão de 500 gramas, além de acompanhamentos. A) B) Suponha que o macarrão seja constituído essencialmente de glicose (C6H12O6), e que, no metabolismo, toda essa glicose seja transformada em dióxido de carbono e água. Considerando-se apenas o metabolismo do macarrão diário, qual é a contribuição do nadador para o efeito estufa, em gramas de dióxido de carbono? Qual é a quantidade de energia, em kJ, associada à combustão completa e total do macarrão (glicose) ingerido diariamente pelo nadador? Dados de entalpia de formação em kJ mol-1: glicose= -1.274, água= -242, dióxido de carbono = -394. Formulário: Hº = (Hºf)produto – (Hºf)reagente C2H 4 C2H6 Observe a seguinte tabela: Entalpiade formação O valor obtido em kJ, para cada mol de azodicarbonamida decomposto, é aproximadamente: A) B) C) D) E) 2C8H18 (l) 25O2 (g) 16CO2 (g) 18H2O (l) 1124. –1696. 1274. –272. –136. 15 - (ESCS DF) As reações de combustão produzem energia para diferentes atividades. A gasolina, obtida a partir da destilação fracionada do petróleo, é um dos combustíveis mais utilizados nos motores de diferentes tipos de veículos. Considere a gasolina uma mistura de hidrocarbonetos de fórmula molecular C 8H18 e a reação de combustão a seguir: 17 - (UEMG) Considere os dados apresentados na tabela a seguir: Substância Entalpiapadrão de formação (kJ/mol) Dióxidode carbono 394 Vapor de água Metanol 242 320 Etanol 296 Levando-se em conta o aspecto energético, dentre os álcoois constantes nesta tabela, o melhor combustível apresenta entalpia de combustão igual a A) B) C) D) –956 Kj/mol. –1198 Kj/mol. –1218 Kj/mol. –1810 Kj/mol. 18 - (ESCS DF) O pão fermentado foi descoberto a cerca de 2000 a.C. quando micro-organismos do ar fermentaram a massa de pão que um padeiro egípcio deixou exposta ao sol. Os microorganismos se nutrem dos açúcares da farinha e sintetizam enzimas que participam da transformação da glicose em álcool etílico e dióxido de carbono, de acordo com a reação: C6H12O6 (s) 2 C2H5OH () + 2 CO2 (g) + X Dados: Entalpias de formação no estado padrão (kJ.mol–1): Glicose = –1273,3. Álcool etílico = –277,6. Dióxido de carbono = –393,5. O valor de X, que representa o calor envolvido na reação, calculado a partir dos valores das entalpias de formação fornecidos, é igual a: A) B) C) D) E) tipode carvão Umidade 68,9 kJ.mol1 206,7 kJ.mol1 602,2 kJ.mol1 1944,4 kJ.mol1 2615,5 kJ.mol1 (%em massa) material volátil* (% em massa) carbononão volátil 19 - (UFU MG) O gás eteno ou etileno (C2H4), além de ser importante insumo na indústria química e de plásticos, é também usado para amadurecer frutas verdes. No estado padrão, a combustão completa desta substância produz dióxido de carbono gasoso e água líquida. Sobre esse assunto: A) Escreva a equação química balanceada da combustão do eteno. B) Calcule o número de mols de eteno que sofre combustão completa quando se obtém um volume de 98 L de dióxido de carbono, coletado a 25°C e 1 atm de pressão. Dado: R = 0,082 atm L/mol K. C) Calcule a entalpia de combustão do eteno. Dados: entalpias de formação em kJ/mol a 25°C: C2H4(g) = +52; CO2(g) = -394 e H2O(l) = -286. D) Cite dois impactos ambientais causados pela queima do eteno. 20 - (UNESP SP) O álcool etílico pode ser obtido pela fermentação de açúcares produzidos a partir de diferentes matérias-primas vegetais. Sendo assim, é um combustível renovável e não contribui para o aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera. Considerando- se a importância de sua utilização como combustível, calcule o calor de combustão do etanol a partir dos dados de entalpia padrão fornecidos a seguir: H 0f e tan ol() 277,6 kJ.mol 1 H 0f água() 285,8 kJ.mol 23 - (FUVEST SP) Existem vários tipos de carvão mineral, cujas composições podem variar, conforme exemplifica a tabela a seguir. 1 H 0f dióxidode carbono(g) 393,5 kJ.mol 1 21 - (UFRRJ) O eteno (etileno) é utilizado na fabricação do polietileno, um tipo de plástico muitíssimo importante na atualidade, pois serve para a confecção de sacos para embalagem, toalhas de mesa, cortinas de banheiro, etc. Calcule o calor de combustão do eteno, com base nos dados da tabela a seguir: Substância H º f (kcal/mola 25 º C C 2 H 4 (g) 12,5 CO 2 (g) 94,1 H 2 O(l) 68,3 (% em massa) outrosconstituintes * * (% em massa) A) B) C) D) +1231. +1266. –1231. –35. 2,3 22,2 36,8 4,0 19,6 32,2 27,8 84,0 65,8 40,3 30,2 8,1 12,3 5,3 5,2 A) Qual desses tipos de carvão deve apresentar menor poder calorífico (energia liberada na combustão por unidade de massa de material)? Explique sua resposta. B) Qual desses tipos de carvão deve liberar maior quantidade de gás poluente (sem considerar CO e CO2) por unidade de massa queimada? Justifique sua resposta. C) Escreva a equação química balanceada que representa a formação do gás poluente a que se refere o item b (sem considerar CO e CO2). D) Calcule o calor liberado na combustão completa de 1,00 x 103 kg de antracito (considere apenas a porcentagem de carbono não volátil). Dados: entalpia de formação do dióxido de carbono gasoso .... – 400 kJ/mol massa molar do carbono ........ 12 g/mol 24 - (UFMS) Recentemente, ocorreu um grave acidente ambiental no rio Paraná, matando grande quantidade de peixes. Após análises, pesquisadores de universidades e de institutos de pesquisas e saneamento, sugeriram que a causa desse acidente teria sido contaminação por cobre. Para medir o teor desse metal em água, utiliza-se a técnica denominada Espectrometria de Absorção Atômica Modo Chama (EAA), pela qual a amostra a ser analisada é atomizada num queimador a temperaturas que atingem 2000 a 3000 °C, através da queima do gás acetileno. Com base nos dados abaixo, calcule a quantidade de energia térmica produzida na combustão completa de 28 kg de acetileno utilizando-se ar como comburente. Dados: MA(C) = 12 u; MA(H) = 1u Substância H º (f ) calor de formação em kJ/mol H 1196kJ A partir dos H' s de combustão dos elementos carbono (C) e tungstênio (W), a 300 K, que são –393,5 kJ e –837,5 kJ, respectivamente, o valor da entalpia de formação (H f ) do WC, em kJ, é 3,9 * Considere semelhante a composição do material volátil para os quatro tipos de carvão. ** Dentre os outros constituintes, o principal composto é a pirita, Fe 2 S 22 . 22 - (Unimontes MG) O carbeto de tungstênio (WC) reage com excesso de oxigênio, como mostra a equação a seguir, com o respectivo valor de variação de entalpia (H) da reação, a 300 K. WC(s) 5/2O 2 (g) WO3 (s) CO 2 (g) antracito betuminoso sub - betuminoso lignito C2H 2 227 CO 2 394 H 2O 286 Equação da combustão: 1 C2 H 2 5 / 2 O2 2 CO2 1 H 2O A) B) C) D) E) 1,301 x 103 kJ. 8,407 x 106 kJ. 9,122 x 106 kJ. 1,507 x 106 kJ. 1,401 x 106 kJ. 25 - (UFES) O etano (componente do gás natural) e o n-hexano (componente da gasolina) possuem calores de combustão iguais Hco = -1560 kJmol-1 e Hco = -4163 kJmol-1, respectivamente. Escreva as equações químicas balanceadas das reações de combustão do etano e do n-hexano. B) O que irá produzir mais CO2 na combustão: 1,0 kg de etano ou 1,0 kg de n-hexano? Justifique sua resposta. C) O que irá produzir mais calor na combustão: 1,0 kg de etano ou 1,0 kg de n-hexano? Justifique sua resposta. D) Para as mesmas quantidades de energia liberada na combustão, qual composto irá produzir mais CO2? Justifique sua resposta. TEXTO: 2 - Comum à questão: 27 A atividade humana tem sido responsável pelo lançamento inadequado de diversos poluentes na natureza. A) TEXTO: 1 - Comum à questão: 26 A população humana tem crescido inexoravelmente, assim como o padrão de vida. Consequentemente, as exigências por alimentos e outros produtos agrícolas têm aumentado enormemente e hoje, apesar de sermos mais de seis bilhões de habitantes, a produção de alimentos na Terra suplanta nossas necessidades. Embora um bom tanto de pessoas ainda morra de fome e um outro tanto morra pelo excesso de comida, a solução da fome passa, necessariamente, por uma mudança dos paradigmas da política e da educação. Não tendo, nem de longe, a intenção de aprofundar nessa complexa matéria, essa prova simplesmente toca, de leve, em problemas e soluções relativos ao desenvolvimento das atividades agrícolas, mormente aqueles referentes à Química. Sejamos críticos no trato dos danos ambientais causados pelo mau uso de fertilizantes e defensivos agrícolas, mas não nos esqueçamos de mostrar os muitos benefícios que a Química tem proporcionado à melhoria e continuidade da vida. 26 - (UNICAMP SP) Quando se utiliza um biossistema integrado numa propriedade agrícola, a biodigestão é um dos processos essenciais desse conjunto. O biodigestor consiste de um tanque, protegido do contato com o ar atmosférico, onde a matéria orgânica de efluentes, principalmente fezes animais e humanas, é metabolizada por bactérias. Um dos subprodutos obtidos nesse processo é o gás metano, que pode ser utilizado na obtenção de energia em queimadores. A parte sólida e líquida que sobra é transformada em fertilizante. Dessa forma, faz-se o devido tratamento dos efluentes e ainda se obtêm subprodutos com valor agregado. A) Sabe-se que a entalpia molar de combustão do metano é de –803 kJ/mol; que a entalpia molar de formação desse mesmo gás é de –75 kJ/mol; que a entalpia molar de formação do CO2 é de –394 kJ/mol. A partir dessas informações, calcule a entalpia molar de formação da água nessas mesmas condições. No aparelho digestório de um ruminante ocorre um processo de fermentação de hexoses, semelhante ao que ocorre nos biodigestores. A equação abaixo tem sido utilizada para representar essa fermentação: 58 C 6 H12 O 6 59 CH 3COOH 24 CH 3CH 2 COOH 15 CH 3CH 2 CH 2 COOH 62,5 CO 2 35,5 CH 4 27 H 2 O B) C) Considere a seguinte afirmação: “o processo de fermentação digestiva de ruminantes contribui para o aquecimento global”. Você concorda? Responda SIM ou NÃO e explique sua resposta. Qual seria o número de moles de gás metano produzido na fermentação de 5,8 quilogramas de hexose ingeridos por um ruminante? Dentre eles, destacam-se: amônia: proveniente de processos industriais; dióxido de enxofre: originado da queima de combustíveis fósseis; cádmio: presente em pilhas e baterias descartadas. 27 - (UEM PR) O trióxido de enxofre é um poluente secundário, formado a partir da oxidação do dióxido de enxofre, poluente primário, em presença do oxigênio atmosférico. Considere as seguintes entalpias-padrão de formação a 25 ºC e 1 atm: SO2 = – 296,8 kJ × mol–1 SO3 = – 394,6 kJ × mol–1 Determine a variação de entalpia da reação de oxidação do dióxido de enxofre e apresente a fórmula estrutural plana do trióxido de enxofre. TEXTO: 3 - Comum à questão: 28 Segundo projeções da indústria sucroalcooleira, a produção de açúcar e álcool deverá crescer 50% até 2010, tendo em vista as demandas internacionais e o crescimento da tecnologia de fabricação de motores que funcionam com combustíveis flexíveis. Com isso a cultura de cana-de-açúcar está se expandido bem como o uso de adubos e defensivos agrícolas. Aliados a isto, está o problema da devastação das matas ciliares que tem acarretado impactos sobre os recursos hídricos das áreas adjacentes através do processo de lixiviação do solo. Além disso, no Brasil cerca de 80% da cana-de-açúcar plantada é cortada a mão, sendo que o corte é precedido da queima da palha da planta. A quantificação de metais nos sedimentos de córregos adjacentes às áreas de cultivo, bem como na atmosfera, é importante para reunir informações a respeito das consequências ambientais do cultivo da cana-de-açúcar. 28 - (UEL PR) A sacarose é um alimento importante para o ser humano. O metabolismo dos açúcares envolve reações que são as fontes de energia para que a célula possa realizar os trabalhos mecânico, elétrico e químico. O metabolismo de açúcares durante a respiração é representado pela reação de combustão: C12H22O11(s) 12O2 (g) 12CO2 (g) 11H2O(l) H 0 Dados: Hº (formação) C12H22O11 = –2222 kJ/mol; CO2 = –394 kJ/mol; H2O = –286 kJ/mol Massas molares (g/mol): C = 12; O = 16; H = 1 Qual a massa de sacarose necessária para a liberação de 314 kJ de energia? A) B) C) D) E) 11 g. 25 g. 19 g. 29 g. 31 g. TEXTO: 4 - Comum à questão: 29 Eles estão de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que já resolveu muitos mistérios utilizando o conhecimento químico (vestibular UNICAMP 2002). Hoje estão se preparando para celebrar uma data muito especial. Faça uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Embora esta prova se apresente como uma narrativa ficcional, os itens a e b em cada questão de 1 a 12 devem, necessariamente, ser respondidos. 29 - (UNICAMP SP) Se o caso era cozinhar, Rango não tinha problemas. Ele preparou a massa do bolo da festa utilizando um fermento químico à base de carbonato ácido (bicarbonato) de sódio. Rango começou bem cedo essa preparação, pois Estrondosa vivia reclamando que depois que o gás passou a ser o gás de rua, parecia que o forno havia ficado mais lento para assar. Perdido nessas maravilhas que rodeavam a atividade na cozinha, Rango se refestelava com os conceitos químicos... A) B) “Antes de usar o fermento, eu coloquei um pouco dele em água e houve um desprendimento de gás. Isso me indicou que o fermento estava adequado para ser utilizado no bolo. Qual é a equação química da reação que eu acabei de observar?” “Se a reclamação de Estrondosa sobre o gás combustível for verdadeira, o gás liquefeito de petróleo (butano) deve fornecer uma energia maior que o gás de rua (metano), considerando- se uma mesma massa de gás queimado... Será que essa hipótese é verdadeira?” Dados: entalpias de formação em kJ mol–1: butano = –126, metano = –75, gás carbônico = –394 e água = –242 GABARITO 1) Gab: a) Como a relação estequiométria entre o zinco metálico e o ácido cloridrico é de 1: 2, conclui-se que o zinco é o reagente limitante. Cálculo da quantidade de energia liberada no processo: libera 1 mol Zn 154 kJ libera 0,05 mol Zn x x = 7,7 kJ Cálculo da variação de temperatura : aumenta 0,42 kJ 1°C aumenta 7,7 kJ y y = 18,3 °C Cálculo da temperatura final: Tf = 25°C + 18,3°C Tf = 43,3°C 11) Gab: a) - 616 kJ b) 1 C2H5OH(l) + 3 O2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(v) A combustão do etanol produz menor impacto ambiental por se tratar de um combustível renovável. 12) Gab: E 13) Gab: C 14) Gab: E 15) Gab: B 16) Gab: a) m = 733 g de CO2 b) E = 7.061 kJ 17) Gab: C 18) Gab: A 19) Gab: A) CH2CH2 Calculando o mol B) C) 3O2 2CO2 2 H2O moles de eteno = 2 moles moles de eteno = ½ de moles de CO2 H 1412kJ / mol C2 H4 ou kJ produção de gás carbônico (CO2), efeito estufa, aquecimento/aquecimento global, chuva ácida, poluição atmosférica. 20) Gab: –1 366,8 kJ/mol C2H5OH 21) Gab: D) E) H 337,2 Kcal Portanto, o etanol produz mais energia por grama. b) 107200 kJ. 2) Gab: B 3) Gab: C 4) Gab: A 5) Gab: A 6) Gab: E 7) Gab: a) Considerando a reação representada abaixo, CO(g) + 1/2O2(g) CO2(g) ΔH = [Hf(CO2)] [Hf(CO)] ΔH = 94,1 – [26,4] ΔH = 67,7 Kcal/mol Como a variação da entalpia é menor que zero, a reação libera calor, ou seja, é exotérmica. b) O castalisador possui a função de aumentar a rapidez da reação (sua “velocidade”), pois diminui a energia de ativação da reação química. Todavia, o catalisador não altera a variação da entalpia da reação química do monóxido de carbono. c) O efeito estufa é um dos impactos da liberação do gás carbônico pelos automóveis. Esse efeito consiste no aumento da temperatura média do planeta em função da retenção de radiação solar pelo gás carbonico. Como maneiras de diminuir esse impacto ambiental, sugere-se a diminuição da queima de combustíveis fósseis como o petróleo (substituição da gasolina, por exemplo, e do carvão para gerar energia) e, também, o aumento do plantio de árvores, bem como a diminuição de queimadas nas florestas. 8) Gab: C 9) Gab: a) H = –93,2 kJ/mol b) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) c) H = 178 kJ/mol d) 272,0 g de CaSO4 (gesso) 10) Gab: 1. Zn(s) + 2HCℓ(aq) ZnCℓ2(aq) +H2(g) 2. No experimento descrito, reagentes e produtos não atingem o equilibrio. Um dos produtos da reação é o H2(g). Como o sistema está aberto, ao ser produzido, esse gás escapa para a atmosfera, o que impossibilita a reversibilidade do processo. Logo, o equilíbrio não será estabelecido. 3. H = 154 kJ/mol 4. Cálculo da quantidade de matéria de Zn(s): Massa molar: 65,4g/mol massa: 3,27g n Zn n V 2( s ) nHCl = 1,10 mol/L 0,1 L nHCl = 0,11mol 2( g ) (s ) 2( g ) 2,8 107 kJ d) 24) Gab: E 25) Gab: a) Equações químicas balanceadas C2H6(g) + 7/2 O2(g) 2CO2(g) + 3 H2O(g) Hco= -1560 kJ/mol C6H14(g) + 19/2 O2(g) 6CO2(g) + 7 H2O(g) Hco= -4163 kJ/mol b) Cálculo de CO2 produzido para 1,0 kg queimados - Para o etano: 30 g – 1,0 mol 1000 g – x x = 33,3mols que irão, pela estequiometria, produzir 66,6 mols de CO2. - Para o n-hexano: 86 g – 1,0 mol 1000 g – x x = 11,6 mols que irão, pela estequiometria, produzir 69,6 mols de CO2. Portanto um pouco mais que o etano. c) 1,0 kg de etano (33,3 mols), produzirão aproximadamente 33,3x 1560 kJ = 51948 kJ. 1,0 kg de n-hexano (11,6 mols), produzirão aproximadamente 11,6x4163 kJ = 48291 kJ. Liberando um pouco menos que o etano. d) Considere 1 mol de etano como referência (-1.560 kJ). Para o n-hexano liberar tal energia, deve-se queimar aproximadamente 0,37 mol do mesmo. A cada 1,0 mol de n-hexano queimado, 6,0 mols de CO2 são produzidos, assim, 0,37 produzirão aproximadamente 2,2 mols de CO2, um pouco acima do etano. 26) Gab: H 2 12 O 2 H 2O a) H 242 kJmol 1 b) Sim, contribui para o efeito estufa, pois uma grande quantidade de CO2 e/ou CH4 é produzida, e estes são gases causadores do efeito estufa. –1 M(hexose) = 179,4 n 19,8 c) moles de CH4 27) Gab: H 97,8kJ mol 1 O 3,27 g m n Zn 0,05 mol MM 65,4 g/mol Cálculo da quantidade de matéria de HCℓ(aq): Concentração da solução : 1,10 Ml Volume da solução: 100ml C 22) Gab: D 23) Gab: a) O poder calorífico do carvão mineral depende basicamente da porcentagem de carbono não volátil no material em combustão. Assim, o lignito deve apresentar o menor poder calorífico (menor % de C). b) O gás poluente (SO2) é formado na combustão da pirita (FeS2). Quanto maior a porcentagem de "outros constituintes" onde se encontra a pirita, maior a quantidade de gás poluente por unidade de massa queimada. Assim, o carvão betuminoso deve liberar a maior quantidade de gás poluente. c) 2 FeS 5 O 2 FeO 4 SO O ou S O S O O O 28) Gab: C 29) Gab: a) HCO (aq) H (aq) CO (g) H O(l) 3 2 2 b) Para uma mesma massa de gás combustível queimado, há maior liberação de energia na combustão do gás de rua (metano). Portanto essa hipótese não é verdadeira.