Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2014
MODALIDADE EM 3
IV- O gás amônia apresenta geometria piramidal e em suas moléculas
ocorrem ligações de hidrogênio.
Estão corretas:
a) Todas
b) Somente I, II e III
c) Somente I, III e IV
d) Somente III e IV
e) Somente II e III
Nº INSCRIÇÃO: ____________
Questão 02: O ácido nítrico é forte, volátil à temperatura ambiente e oxidante
Escrever o NÚMERO DE INSCRIÇÃO na grade de respostas e nas folhas de
respostas das questões descritivas.
Ao término da prova entregar somente a grade de respostas e as folhas de
respostas das questões descritivas.
A prova é constituída de 20 questões que devem ser respondidas com tinta
azul ou preta e sem rasuras.
As 15 primeiras questões são de escolha simples (escolher apenas uma
alternativa) e devem ter suas respostas marcadas na grade que se encontra na
folha de respostas, sem rasuras. Para cada questão CORRETA será atribuído 0,4
ponto.
As questões numeradas de 16 a 20 são descritivas e devem ser respondidas
na folha de respostas.
enérgico. É o segundo ácido mais fabricado e mais consumido na indústria
química, perdendo apenas para o ácido sulfúrico.
Suas principais aplicações são na produção de fertilizante agrícola, de
explosivos, de vernizes, resinas sintéticas, corantes, nylon, dentre outras.
Seus sais são os nitratos, destacando-se o nitrato de potássio, usado na
indústria de pólvora e o nitrato de amônio, na indústria de fertilizantes.
Modernamente, é produzido a partir do processo de Ostwald que consta,
basicamente, de três etapas:
1ª etapa: Queima da amônia, resultando no gás monóxido de nitrogênio.
2ª etapa: Reação do monóxido de nitrogênio com oxigênio, produzindo o
dióxido de nitrogênio.
3ª etapa: Reação do dióxido de nitrogênio com água, a alta pressão,
produzindo, por fim, esse ácido e, como subproduto, o monóxido de
nitrogênio.
PARTE 1 – QUESTÕES DE ESCOLHA SIMPLES
Questão 01: A atmosfera terrestre
é composta principalmente pelos gases
nitrogênio, oxigênio e argônio. Os demais gases, devido às suas
pequeníssimas quantidades, são referidos como traços, entre os quais estão
os gases do efeito estufa, como o gás carbônico, metano (CH4), ozônio e o
óxido nitroso. Vários poluentes industriais podem também estar presentes,
como o gás cloro, gases do enxofre (SO2 e SO3 principalmente), gás amônia,
gás clorídrico e o gás cianídrico, dentre outros. Sobre esses gases, são
feitas as seguintes afirmações:
Baseado no texto acima, avalie as seguintes afirmações:
I- Na 1ª etapa, o número de oxidação do nitrogênio varia de 3+ para 2+.
II- A geometria molecular do gás produzido na 2ª etapa é linear.
III- No íon nitrato o nitrogênio apresenta número de oxidação 5+.
IV- O grau de ionização do ácido nítrico é menor do que 50%.
V- A soma dos menores coeficientes inteiros de todos os compostos
envolvidos na reação da 3ª etapa é igual a 7.
I- O CO2 na forma de gelo seco apresenta-se sólido, devido às forças de van
der Waals existentes entre suas moléculas apolares.
II- O metano é uma substância composta, cuja molécula é polar e o oxigênio
do ar, é uma substância simples que contém ligações covalentes polares.
III- O gás clorídrico e o gás cianídrico são substâncias polares e apresentam
geometria linear.
Estão corretas:
a) Somente I, II, III e V
b) Somente II, III e IV
c) Somente I, IV e V
d) Somente II e IV
e) Somente III e V
~1~
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Modalidade EM3
Questão 03: O halogênio cloro, na sua forma diatômica, pura e nas CNTP, é
Questão 05: Pilhas são dispositivos que produzem corrente elétrica, a partir de
um gás de coloração amarelo-esverdeada, extremamente tóxico, odor
irritante e altamente reativo. Devido a essa alta reatividade, na natureza,
praticamente só é encontrado na forma combinada, destacando-se os
cloretos e cloratos. É o halogênio mais abundante da água do mar. É
empregado, principalmente, para potabilizar a água de consumo, como
desinfetante, branqueador e oxidante.
reações químicas de oxirredução. Considere a imagem que mostra uma
célula galvânica (pilha), montada a partir de magnésio e cobre metálicos com
soluções aquosas de seus íons. Dados de potencial de redução são também
fornecidos:
Seguem abaixo alguns ácidos de cloro e suas principais aplicações:
HClO4-oxidante poderoso, usado na fabricação de explosivos e herbicidas.
HClO3- dá origem a sais largamente usados na indústria, em pirotecnia,
fabricação de fósforo de segurança e produção de oxigênio.
HClO2- dá origem a sais que são usados para branqueamento de polpa de
celulose e papel e desinfecção de águas.
HClO- usado no tratamento de água potável e na produção de desinfetante
doméstico.
Sobre esses ácidos, são feitas as seguintes afirmações:
Após a análise da imagem e dos dados fornecidos, a alternativa correta é:
I- Todos são oxiácidos e fortes.
II- Os sais derivados do HClO2 são os cloritos.
III- Aquele em que o cloro apresenta menor nox é o ácido hipocloroso.
IV- O mais forte é o ácido clórico.
V- No ácido perclórico, o nox do cloro é 5+.
a) Pelo fio metálico externo fluem elétrons do eletrodo de cobre para o
eletrodo de magnésio.
b) Com o funcionamento da pilha percebe-se que a fita de magnésio metálico
vai aumentando de massa.
c) A pilha funciona com tensão (diferença de potencial): ΔE = + 2,72 V.
d) O eletrodo de cobre constitui o ânodo da célula galvânica.
2+
–
0
e) A semirreação que ocorre no eletrodo de magnésio é: Mg + 2 e  Mg .
Estão corretas:
a) Somente I, II e III
b) Somente II, IV e V
c) Somente I e IV
d) Somente II e III
e) Somente III e V
Questão 06: Considere o equilíbrio: N2O(g) +NO2 (g) ↔ 3 NO
0
(g)
∆H = +156 kJ.
Questão 04: 5,52 g de N2O4 encontram-se em equilíbrio com 1,38 g de NO2,
A formação de monóxido de nitrogênio é favorecida:
I- Pelo aumento da temperatura da mistura reacional.
II- Pela diminuição do volume do recipiente, a temperatura constante.
III- Pela adição de gás hélio à mistura reacional, a volume constante.
IV- Pela adição de um catalisador.
em um recipiente de 2,5 L. O valor da constante de equilíbrio (Kc), para a
reação abaixo vale: N2O4 ↔ 2 NO2
-3
a) 6 x 10 mol/L
b) 0,5 mol/L
-1
c) 167 (mol/L)
d) 2 mol/L
2-1
e) 4,8 x 10 (mol/L)
Estão corretas:
a) Somente I, II e III
b) Somente I, III e IV
c) Somente II e IV
d) Somente II e III
e) Somente I
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Modalidade EM3
Questão 07: Determinado indicador químico fica amarelo em soluções
-6
I. Durante uma reação química, a entropia tende a aumentar, se o número de
moléculas aumentar.
II. Uma transformação será espontânea, se a energia livre de Gibbs do
sistema diminuir (∆G<0).
III. Em geral, os gases tem entropia muito maior do que os líquidos que, por
sua vez, tem entropias um pouco mais altas do que os sólidos.
IV. Para um gás, a entropia diminui com o aumento da temperatura e do
volume do recipiente que o contém.
-1
aquosas de concentração hidrogeniônica maior do que 1,0 x10 mol.L e
azul em soluções aquosas, cuja concentração hidrogeniônica é menor do
-8
-1
que 1,0x10 mol.L . Considere as seguintes substâncias com seus
respectivos pH’s aproximados:
Substância
pH
Suco de tomate
4,0
Estão corretas:
Leite de vaca
6,5
Vinagre
3,0
Leite de magnésia
10,0
a) I, II, III, IV
b) Somente I, II, III
c) Somente I, II, IV
d) Somente I e III
e) Somente II e IV
Baseado nas informações acima, são feitas as seguintes afirmações:
I- Na presença de vinagre, o indicador terá coloração amarela.
-4
-1
II- A concentração hidroxiliônica do suco de tomate é igual a 10 mol.L .
III- Na presença de leite de vaca, o indicador terá a cor azul.
IV- O vinagre é 10 vezes mais ácido do que o suco de tomate.
V- O pOH do leite de magnésia é igual a 4.
Questão 09: Um dos mais promissores combustíveis automotivos desse
século é o biodiesel. Pode ser preparado por meio de um simples
aquecimento de um óleo, normalmente vegetal, com um álcool (metanol ou
etanol) na presença de um catalisador, cuja reação é chamada de
transesterificação. Sobre o biodiesel são feitas as seguintes afirmações:
I- É um combustível não renovável, cuja queima é menos poluente, porque o
efeito global de emissão de CO2 é menor.
II- Assim como o diesel do petróleo, apresenta como desvantagem a
presença de impurezas de S, podendo, portanto, gerar chuva ácida.
III- É um combustível biodegradável. Portanto, em um vazamento acidental,
não apresenta riscos ambientais, por ser atóxico e não persistir na natureza.
IV-Independente do álcool utilizado, sempre ocorrerá a formação de glicerina.
Estão corretas:
a) Somente I, IV e V
b) Somente I, II e III
c) Somente II, IV e V
d) Somente I, III e IV
e) Somente II, III e V
Questão 08: No dia-a-dia acontecem vários fenômenos que são espontâneos,
Estão corretas:
como processos corrosivos, solubilização de sais em água, fusão do gelo,
etc. Porém, nem sempre é fácil julgar se um processo é espontâneo. Devido
a isso, o físico Gibbs propôs que o fator determinante de espontaneidade é a
capacidade de um sistema de realizar um trabalho útil. Tem-se, como
exemplo, a máquina a vapor, que se baseia na realização de um trabalho
mecânico, graças à vaporização da água. Sobre a espontaneidade da
reação, assinale Verdadeiro (V) ou Falso (F):
a) Todas
b) Somente I, III e IV
c) Somente II, III e IV
d) Somente I e II
e) Somente III e IV
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Modalidade EM3
Questão 10: A análise de 60 g de uma substância produziu 88 g de gás
IV- Um composto que tenha vários centros assimétricos e um plano de
simetria é meso.
V- Quando uma estrutura e sua imagem especular não são sobreponíveis,
trata-se de um par de enantiômeros.
carbônico e 36 g de água. A fórmula mínima dessa substância é:
a) CH2O
b) C2H4O
c) CH2
d) C4H4O
e) C2H6O
A ordem correta, de cima para baixo é:
a) F, F, V, V, V
b) F, V, V, F, V
c) V, F, F, V, F
d) F, V, F, V, V
e) V, V, V, F, F
Questão 11: Um suplemento dietético amplamente disponível, e que alguns
afirmam ter propriedades antienvelhecimento e trazer outros benefícios para
a saúde, acaba de revelar seu lado negativo. Até agora considerado seguro,
o resveratrol causou anormalidades significativas no desenvolvimento do
pâncreas de filhotes de macacos. Por causa desses resultados, os autores do
estudo recomendam fortemente que as mulheres grávidas, ou mulheres que
planejam engravidar, evitem tomar suplementos de resveratrol. (Inovação
tecnológica, 2014).
13: As estruturas mostradas abaixo são de substâncias
antirretrovirais comuns em coquetéis de tratamento para pessoas infectadas
pelo vírus HIV:
Questão
Com respeito às estruturas mostradas, a opção INCORRETA é:
Sobre o Resveratrol, pode-se afirmar que:
a) O que diferencia os compostos dados é que a emtricitabina apresenta
haleto orgânico, já a lamivudina não.
b) Cada estrutura dada apresenta um álcool primário.
c) O grupo (-NH2) de cada estrutura representa uma amina secundária e é
um sítio ácido de Brönsed-Lowry.
d) A lamivudina apresenta caso de isomeria espacial do tipo geométrica, bem
como, a emtricitabina.
e) O enxofre é um heteroátomo em cada estrutura dada.
a) Sua fórmula molecular é C14H14O3.
b) Apresenta isomeria geométrica cis-trans.
c) Apresenta 3 carbonos terciários e nenhum primário.
d) Tem caráter básico.
e) Todos os carbonos têm hibridização sp.
Questão 12: Sobre isomeria óptica, assinale V (verdadeiro) ou F (falso).
I- Só as misturas racêmicas não desviam o plano de luz polarizada.
II- Uma molécula com um só centro assimétrico é sempre quiral.
III- Dois diastereoisômeros são imagens especulares um do outro e são
sobreponíveis.
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Modalidade EM3
I – O monômero utilizado na produção do poli-isopreno é um alcadieno com o
nome oficial de 2-metil-buta-1,3-dieno. Esse monômero apresenta duplas
ligações conjugadas, já o polímero formado não apresenta duplas
conjugadas.
II – O poli-isopreno é formado por uma reação química de polimerização por
condensação.
III – O polímero abordado apresenta elevada massa molecular e é uma
substância insolúvel em água por ter caráter apolar.
É(são) correta(s):
Questão 14: A anilina é matéria-prima para a fabricação de uma imensa
variedade de corantes, que são amplamente empregados em xampus,
tecidos, alimentos industrializados e muitos outros produtos. Sua produção
industrial envolve basicamente duas etapas:
- Primeiramente, o benzeno passa por um processo de nitração;
- Posteriormente, o composto orgânico resultante é reduzido a anilina.
Sobre a anilina e seu processo de produção citado acima, são feitas as
seguintes afirmações:
I- É uma amina aromática, cujo nome oficial é benzilamina.
II- Sua fórmula molecular é C6H7NO2.
III- A etapa de nitração corresponde a uma reação de substituição eletrofílica
aromática.
IV- A etapa de redução pode ser feita através de uma reação de
hidrogenação catalítica.
Está (ão) correta (s):
a) Somente I, III e IV
d) Somente I
b) Somente II e IV
e) Somente II
a) Apenas I.
b) Apenas I e III.
c) Apenas III.
d) Apenas I e II.
e) I, II e III.
c) Somente III e IV
QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVA
Questão 15: O material mais comum para o fabrico de preservativos, à
exceção do látex, é o poliuretano. Podem também ser feitos a partir de outros
materiais sintéticos, como a resina AT-10 ou o poli-isopropeno. Veja a seguir
a equação da reação química de síntese do poli-isopreno, bem como um
trecho desse polímero, que é um tipo de elastômero.
Questão 16: O sulfato de alumínio é o mais tradicional agente coagulante
usado no tratamento de água para consumo humano. É empregado na etapa
de clarificação, onde provoca a aglutinação da matéria em suspensão,
formando flocos que ganham em densidade e sedimentam-se. Pode ser
obtido pela reação entre cloreto de alumínio e ácido sulfúrico.
a) Faça a reação balanceada de obtenção desse composto.
b) Partindo-se de 534 g de sal, com 75 % de pureza, calcular a massa de
sulfato de alumínio obtida, considerando rendimento de 90 %.
c) Calcule a quantidade de matéria do enxofre existente em 855 g de sulfato
de alumínio puro.
Sobre o que foi abordado acima, analise as afirmações:
d) Faça a reação balanceada de obtenção do sulfato de alumínio,
substituindo o sal de alumínio por sua respectiva base.
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Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2014
Modalidade EM3
Questão 17: Cromo hexavalente é um carcinógeno humano, via inalação. Os
Questão 19: Um dos métodos de obtenção de ácido etanoico está
principais compostos de cromo VI são os cromatos, que têm várias
aplicações, tais como, pigmentos, inibidores de corrosão e no curtimento de
couro. Devido aos altos níveis de toxicidade tem-se buscado alternativas para
sua utilização e tratamento. O cromo VI pode ser precipitado com íons bário,
chumbo, dentre outros.
esquematicamente mostrado abaixo:
Adicionando-se um volume VA de uma solução 0,75 mol/L de cloreto de bário
a um volume VB de uma outra solução 3 mol/L deste mesmo sal, obtém-se
0,12 L de uma solução 1,5 mol/L.
Posteriormente, todo o volume VA é adicionado a 0,1 L de uma solução de
cromato de potássio 0,4 mol/L.
a) Escreva a fórmula estrutural e o nome oficial de A..
b) Escreva a estrutura de um isômero plano de função para cada um dos
produtos da reação, identificando-o pelo seu nome oficial.
c) Qual dos produtos da reação possui maior ponto de ebulição? Justifique.
Pergunta-se: qual a concentração, em mol/L, do excesso de íons cloreto
presentes nessa última solução?
Questão 20: Considere o esquema sequencial de reações orgânicas. Após,
responda as questões propostas.
Questão 18: O sulfato de bário é um sólido branco, de alta densidade e de
baixa solubilidade em água. Dentre as suas aplicações destacam-se como
um componente de pigmento branco em tintas, em fórmulas pirotécnicas,
devido à emissão de luz verde que o bário emite quando é queimado e,
principalmente, como contraste artificial em exames radiológicos. Sabendo-se
que a constante do produto de solubilidade em água do sulfato de bário, a
0
-9
25 C, é igual a 1,6 x 10 :
-1
a) Calcular a concentração, em mol.L , de íons bário, em uma solução
saturada desse sal.
b) Calcular a massa, em g, de sulfato de bário contida em 500 L de uma
solução saturada desse sal.
c) Escreva uma equação balanceada de obtenção desse sal, usando um
ácido e um sal adequados.
a) Represente as estruturas dos compostos A, B, C, D, E e F;
b) Que caso de isomeria constitucional ocorre entre A e B?
c) Que caso de isomeria constitucional ocorre entre E e F?
Boa Prova!
~6~
Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2014
Modalidade EM3
GABARITO – QUESTÕES OBJETIVAS
ESPELHO QUESTÕES ANALÍTICO-EXPOSITIVAS
Questão 16 – RESPOSTA DO ESTUDANTE ALEXANDRE ANDREAS
QUESTÃO
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
PRIETO SAUERWEIN (COLÉGIO POLITÉCNICO DA UFSM)
ALTERNATIVA
CORRETA
a) 2 AlCl3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6 HCl
C
E
D
A
C
E
A
B
E
A
B
D
C
C
B
b) 534 g de AlCl3 … 100 % de pureza
x
...... 75 %
x= 400,5 g
2 mols de AlCl3 = 267 g
1 mol de Al2(SO4)3 = 342 g
267 g de AlCl3.... 342 g de Al2(SO4)3
400,5 g
y
y..................... 100 % de rendimento
z ..................... 90 % de rendimento
z= 0,9 y= 0,9 x 400,5 x 342 x 1/267 = 461,1 g de sulfato de alumínio
c) 1 mol de Al2(SO4)3 ......342 g
y............................ 855 g
y= 2,5 mols
1 mol de Al2(SO4)3 …….. 3 mols de S
2,5 mols
Y
y= 7,5 mols de S
d) 2 Al(OH)3 + 3 H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6 H2O
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Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2014
Modalidade EM3
Questão 17 – RESPOSTA RESPOSTA DA ESTUDANTE ALESSANDRA
Questão 18 – RESPOSTA RESPOSTA DA ESTUDANTE ALESSANDRA
DORIGON (COLÉGIO ESTADUAL PAULA SOARES – PORTO ALEGRE)
DORIGON (COLÉGIO ESTADUAL PAULA SOARES – PORTO ALEGRE)
Cloreto de bário: BaCl2 Cromato de potássio: K2CrO4
a) BaSO4 (s) → Ba2+(aq) + SO42-(aq)
VA + VB= 0,12 L
Ks = [ Ba2+ (aq)] x [ SO42-(aq)]; de acordo com a reação [ Ba2+(aq) ] = [
SO42-(aq)]
VA x 0,75 mol/L + VB x 3 mol/L= 0,12 L x 1,5 mol/L (a quantidade de
soluto permanece constante)
[ Ba2+ (aq)]2= Ks = 1,6 x 10-9 = 16 x 10-10
[Ba2+(aq)]= 4 x 10-5 mol/L
VA x 0,75 mol/L + VB x 3 mol/L = 0,18 mol
Resolvendo o sistema: VA= 0,08 L
0,08 L x 0,75 mol/L = 0,06 mol de BaCl2
0,1 L x 0,4 mol/L = 0,04 mol de K2CrO4
BaCl2 + K2CrO4 → 2 KCl + BaCrO4↓
Logo, considerando a proporção estequiométrica, 0,04 mol de K2CrO4
reage com o mesmo número de mol de BaCl2. Dessa forma, não reagirá
0,02 mol de BaCl2.
BaCl2 (aq)→ Ba2+ (aq) + 2 Cl- (aq); Então, teremos 0,04 mol de ClA concentração molar dos íons cloreto em excesso é: 0,04 mol em 0,18
L de solução, então, em 1 L teremos 0,22 mol/L
~8~
Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2014
Modalidade EM3
Questão 19 – RESPOSTA DO ESTUDANTE PEDRO HENRIQUE
Questão 20 – – RESPOSTA DO ESTUDANTE ALEXANDRE ANDREAS
LANFREDI (COLÉGIO LA SALLE CAXIAS)
PRIETO SAUERWEIN (COLÉGIO POLITÉCNICO DA UFSM)
a)
c) O ácido etanoico (ácido acético). O principal motivo é a formação de pontes de hidrogênio
duplas entre duas moléculas de ácido, ou seja, suas moléculas se unem através de duas
ligações de hidrogênio, em dois pontos distintos, dando origem a um dímero, o que não
ocorre no álcool.
Dímero
Obs: E e F podem ser na ordem inversa.
~9~
Olimpíada de Química do Rio Grande do Sul – 2014
Modalidade EM3
b) Tautomeria ou tautomeria ceto-enólica.
c) Isomeria de posição
~ 10 ~