Química IME
Parte I
23
34
20
1. (Ime 2013) Escreva as fórmulas das substâncias estáveis, nas CNTP, formadas apenas pelos elementos 11A , 17D e 10E ,
especificando os tipos de ligações químicas envolvidas.
2. (Ime 2013) Um tubo vertical graduado, dotado de um êmbolo de peso não desprezível e sem atrito e de um dispositivo
elétrico para produzir centelhamento, contém uma mistura gasosa composta de amônia (NH3) e fosfina (PH3) em equilíbrio
térmico. Introduz-se, então, um volume de oxigênio gasoso que contém apenas a massa necessária para a oxidação
estequiométrica dos reagentes presentes. Após a estabilização à temperatura original, o deslocamento do êmbolo indica um
3
aumento de volume de 150 cm . Provoca-se o centelhamento elétrico e, após o término da reação de combustão e o retorno à
3
temperatura inicial, identifica-se um volume parcial de 20,0 cm de nitrogênio gasoso. Considerando que os únicos produtos
reacionais nitrogenado e fosforado são, respectivamente, nitrogênio gasoso e pentóxido de difósforo, determine o volume da
mistura original, antes da introdução do O2.
3. (Ime 2013) A reação de 124 g de fósforo branco com uma solução de ácido nítrico gera óxido nítrico e 98 g de ácido fosfórico.
Sabendo que o rendimento da reação é 100%, determine o grau de pureza do fósforo.
4. (Ime 2013) Um tambor selado contém ar seco e uma quantidade muito pequena de acetona líquida em equilíbrio dinâmico
com a fase vapor. A pressão parcial da acetona é de 180,0 mmHg e a pressão total no tambor é de 760,0 mmHg.
Em uma queda durante seu transporte, o tambor foi danificado e seu volume interno diminuiu para 80% do volume inicial, sem
que tenha havido vazamento. Considerando-se que a temperatura tenha se mantido estável a 20°C, conclui-se que a pressão
total após a queda é de:
a) 950,0 mmHg
b) 1175,0 mmHg
c) 760,0 mmHg
d) 832,0 mmHg
e) 905,0 mmHg
5. (Ime 2013) Um gás possui uma taxa de efusão que corresponde a 25,0% da taxa do gás hidrogênio. Uma massa mx desse gás,
que ocupa um volume de 1,00 L a 1,00 atm e a 39,5°C, é a mesma de sulfanilamida, um soluto não volátil, dissolvida em 100 g de
acetona. Se a pressão de vapor da acetona pura a 39,5°C é 400 mmHg, calcule:
a) a massa mx; e
b) a pressão de vapor da solução de sulfanilamida (C6H8O2N2S) em acetona à mesma temperatura.
–1
Dado: R = 0,082 atm.L.mol .K
–1
6. (Ime 2013) Um erlenmeyer contém 10,0 mL de uma solução de ácido clorídrico, juntamente com algumas gotas de uma
solução de fenolftaleína. De uma bureta, foi-se gotejando uma solução 0,100 M de hidróxido de sódio até o aparecimento de
leve coloração rósea. Nesse momento, observou-se um consumo de 20,0 mL da solução alcalina. Pode-se afirmar que a
concentração de HCℓ na solução ácida original era de:
Dados: Massas atômicas: H = 1,00 u, O = 16,0 u, Na = 23,0 u, Cℓ = 35,5 u.
a) 3,65 ×10 –3 g/cm3
b) 7,30 ×10 –3 g/cm3
c) 4,00 ×10 –3 g/cm3
d) 3,20 ×10 –3 g/cm3
e) 2,00 ×10 –3 g/cm3
+
7. (Ime 2013) Considere 40 mL de uma solução 0,015 mol/L de Ag , em água, contida em um recipiente. Titula-se essa solução
com KCℓ 0,010 mol/L, a uma temperatura de 25°C, até que seja atingido o ponto de equivalência. Um dispositivo é montado,
de modo que um eletrodo de prata seja mergulhado nessa solução e o seu potencial medido em relação a um eletrodo-padrão
de hidrogênio (EPH). Calcule:
a) o volume de KCℓ necessário para atingir o ponto de equivalência;
+
–5
b) o potencial quando a concentração de Ag na solução for equivalente a e molar, onde “e” representa o número de Neper; e
c) o potencial no ponto de equivalência.
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Dados:
–1
Constante de Faraday = 96.500 C.mol
–1
–1
–1
–1
–1
–1
R = 1,987 cal. mol . K = 8,314 J.mol .K = 0,082 atm.L.mol .K
Potencial-padrão de redução: E°red (Ag+│Ag) = +0,80 V
Constante do produto de solubilidade (Kps) do cloreto de prata: Kps = 1,8 × 10−10
ℓn2 = 0,693
ℓn3 = 1,099
ℓn5 = 1,609
8. (Ime 2013) O dispositivo a seguir utiliza a radiação solar para quantificar variações em propriedades termodinâmicas. Este
2
dispositivo é composto por uma lente convergente e por um porta-amostras. A lente possui área útil de 80,0 cm , absortividade
( α ) de 20% e transmissividade ( τ ) de 80%. O porta-amostras possui absortividade de 100% e volume variável, operando à
pressão constante de 1,0 atm.
Em um procedimento experimental, injetou-se 0,100 mol de uma substância pura líquida no porta-amostras do dispositivo. Em
seguida, mediu-se um tempo de 15,0 min. para a vaporização total da amostra, durante o qual a irradiação solar permaneceu
2
constante e igual a 750 W/m . Nesse processo, a temperatura do porta-amostras estabilizou-se em 351 K. No experimento, o
calor sensível da amostra e a radiação emitida pelo porta-amostras são desprezíveis. Pode-se concluir que na vaporização total
da substância, as variações de entalpia molar padrão e de entropia molar padrão são, respectivamente:
a) 4,32 kJ/mol e 12,3 J/(mol.K)
b) 5,40 kJ/mol e 15,4 J/(mol.K)
c) 43,2 kJ/mol e 123 J/(mol.K)
d) 54,0 kJ/mol e 154 J/(mol.K)
e) 31,6 kJ/mol e 90,0 J/(mol.K)
9. (Ime 2013) Considere um recipiente adiabático conforme a ilustração abaixo, no qual 1000 g de uma solução aquosa de
NaOH, a 30% em massa, e a uma temperatura inicial t i = 25°C, são diluídos a 20% em massa, com água à mesma temperatura.
Calcule a temperatura t f da solução após a diluição.
Dados:
— Para o sistema NaOH – água a 25°C:
a 30%: H = 104 J/g de solução; cP = 3,54 J ⋅ g–1 ⋅ °C–1,
a 20%: H = 76 J/g de solução; cP = 3,63 J ⋅ g–1 ⋅ °C –1;
— Calor específico da água líquida: cP = 4,18 J ⋅ g–1 ⋅ °C–1;
— Estado de referência para entalpia: água líquida a 0°C.
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10. (Ime 2013) O gráfico abaixo ilustra as variações de energia devido a uma reação química conduzida nas mesmas condições
iniciais de temperatura, pressão, volume de reator e quantidades de reagentes em dois sistemas diferentes. Estes sistemas
diferem apenas pela presença de catalisador. Com base no gráfico, é possível afirmar que:
a) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor.
b) A curva 2 representa a reação catalisada, que ocorre com absorção de calor.
c) A curva 1 representa a reação catalisada com energia de ativação dada por E1 + E3 .
d) A curva 2 representa a reação não catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por
E2 + E3 .
e) A curva 1 representa a reação catalisada, que ocorre com liberação de calor e a sua energia de ativação é dada por E1.
11. (Ime 2013) Com relação às emissões radioativas observadas no planeta Terra, assinale a alternativa correta:
a) A emissão de uma partícula α resulta em um elemento situado em uma posição imediatamente à direita do elemento
original, na tabela periódica.
b) A radiação γ frequentemente acompanha uma emissão α ou β.
c) Raios γ são radiações eletromagnéticas, de comprimento de onda superior ao da luz visível, cuja emissão não resulta em
mudanças do número atômico ou do número de massa do elemento.
d) As reações de fusão nuclear ocorrem quando núcleos de átomos pesados, como urânio ou tório, são bombardeados com
nêutrons, quebrando-se em átomos menores e liberando energia e radioatividade.
e) O decaimento α se deve à alta instabilidade do núcleo de 42 He, o que faz com que este se separe facilmente de núcleos
maiores.
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12. (Ime 2013) Considere o decaimento radioativo do Na como um processo cinético de 1ª ordem, conforme mostrado no
gráfico abaixo.
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Para este radioisótopo, determine:
a) a constante de decaimento, k; e
b) o tempo de meia-vida, em horas.
13. (Ime 2012) Ao se adicionar um sólido X em um béquer contendo solução aquosa de fenolftaleína, a solução adquire uma
coloração rósea e ocorre a liberação de um composto gasoso binário. A análise elementar desse composto gasoso revelou que a
percentagem em massa de um de seus elementos é superior a 90%. Com base nessas informações, o sólido X é:
a) Na2CO3
b) C6H5COOH
c) NaHCO3
d) CaC2
e) C6H5OH
14. (Ime 2012) Pode-se obter ácido sulfúrico tratando sulfeto de arsênio, As2S3, com ácido nítrico. Além do ácido sulfúrico,
3–
forma-se AsO4 e óxido nítrico. Calcule a quantidade máxima de sulfeto de arsênio que pode ser convertida por 10,0 kg de ácido
nítrico.
15. (Ime 2012) Um volume V1 de oxigênio e um volume V2 de ácido sulfídrico, ambos nas mesmas condições de temperatura e
pressão, são misturados. Promovendo-se a reação completa, verifica-se que os produtos da reação, quando colocados nas
condições iniciais de pressão e temperatura, ocupam um volume de 10 L.
Considere que a água formada encontra-se no estado líquido e que as solubilidades dos gases em água são desprezíveis.
Sabendo-se que havia oxigênio em excesso na reação e que V1 + V2 = 24 L, verifica-se que o valor de V2 é:
a) 14,7 L
b) 9,3 L
c) 12,0 L
d) 5,7 L
e) 15,7 L
16. (Ime 2012) Na figura, uma solução concentrada de HCℓ, contida em A, é gotejada sobre zinco sólido em B. Um dos
produtos dessa reação escoa para C, onde é completamente consumido na reação com o vapor de uma substância simples, cujo
elemento pertence à família 17. O produto da reação ocorrida em C é um gás incolor. A válvula V permite somente o
escoamento no sentido de B para C. O recipiente C possui volume de 1,0 L, é mantido a 100°C durante todo o processo e contém
inicialmente 0,05 mol da substância simples supracitada.
Observações:
— os volumes das conexões e tubulações devem ser desconsiderados;
— a substância presente inicialmente em C é um líquido marrom-avermelhado à temperatura ambiente.
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Determine:
a) as reações que ocorrem em B e C, identificando o estado físico de cada uma das substâncias envolvidas.
b) o número máximo de mols do produto da reação em B que pode escoar para C, sem que a pressão neste exceda 2,0 atm, se a
extremidade D for fechada.
17. (Ime 2012) A determinada profundidade, o organismo de um mergulhador absorve N2 a uma pressão parcial de 5,0 atm.
Considere que a solubilidade do N2 no sangue, a uma pressão parcial de 0,78 atm, seja 5,85 × 10 −4 mol/L. Admita, ainda, que o
volume total de sangue no corpo do mergulhador possa ser estimado em 6,0 L. Nessas condições, estima-se que a quantidade
de N2, em mol, que o mergulhador elimina em seu retorno à superfície, onde a pressão parcial desse gás é 0,78 atm, seja:
a) 3,50 × 10 −3
b) 7,30 × 10 −3
c) 1,90 × 10−2
d) 1,21× 10 −2
e) 2,25 × 10−2
18. (Ime 2012) Considere a reação
AB2 ( g) + A ( s )
2 AB ( g)
Atingido o equilíbrio nas CNTP, a fase gasosa apresenta fração molar de AB2 igual a 0,1. Em que pressão, à mesma temperatura,
a fração molar de AB na fase gasosa, no equilíbrio, seria igual a 0,8?
19. (Ime 2012) Sobre um sol, também chamado por muitos de solução coloidal, pode-se afirmar que:
a) como toda solução, possui uma única fase, sendo, portanto, homogêneo.
b) possui, no mínimo, três fases.
c) assemelha-se a uma suspensão, diferindo pelo fato de necessitar um tempo mais longo para precipitar suas partículas.
d) é ao mesmo tempo uma solução e uma suspensão, porque, embora forme uma fase única, deixado tempo suficientemente
longo, formam-se duas fases, precipitando-se uma delas.
e) possui duas fases, sendo, portanto, heterogêneo.
20. (Ime 2012) Na reação de formação de água líquida, a 1 atm e 298 K, o módulo da variação da entropia é
39,0 cal ⋅ K –1 ⋅ mol–1 e o módulo da variação da energia livre de Gibbs é 56.678 cal ⋅ mol–1. Considerando a combustão de
4,00 g de hidrogênio, a 1 atm e 298 K, calcule:
a) a variação de energia interna na formação da água líquida;
b) a variação de energia interna na formação da água gasosa;
c) a variação de energia interna na vaporização de 1,00 mol de água.
Considere, ainda, que todos os gases envolvidos comportam-se idealmente e que:
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H2O ( g) → H2 ( g ) + 1 O2 ( g )
2
ΔH = 57.800 cal
R = 2,00 cal ⋅ mol-1 ⋅ K -1
(
)
21. (Ime 2012) Em função do calor de formação do dióxido de carbono ΔH°f, CO2 ; do calor de formação do vapor d’água
( ΔH°f, H O(g) ) ; e do calor da combustão completa de uma mistura de metano e oxigênio, em proporção estequiométrica
2
( ΔHr ) , deduza a expressão do calor de formação do metano ( ΔH°f, CH4 ) .
22. (Ime 2012) Um grupo de alunos desenvolveu um estudo sobre três reações irreversíveis de ordens zero, um e dois. Contudo,
ao se reunirem para confeccionar o relatório, não identificaram a correspondência entre as colunas da tabela abaixo e as
respectivas ordens de reação.
t (s)
200
210
220
230
240
C1 (mol/L)
0,8000
0,7900
0,7800
0,7700
0,7600
C2 (mol/L)
0,8333
0,8264
0,8196
0,8130
0,8064
C3 (mol/L)
0,8186
0,8105
0,8024
0,7945
0,7866
ΔC
= −kCn descreva adequadamente as velocidades das reações estudadas. Considere ainda que as
Δt
magnitudes das constantes de velocidade específica de todas as reações são idênticas à da reação de segunda ordem, que é
Considere que o modelo
1,0 × 10 −3 L/mol ⋅ s. Assim, pode-se afirmar que C1, C2 e C3 referem-se, respectivamente, a reações de ordem
a) 1, 2 e 0.
b) 0, 1 e 2.
c) 0, 2 e 1.
d) 2, 0 e 1.
e) 2, 1 e 0.
23. (Ime 2012) Dada a reação química abaixo, que ocorre na ausência de catalisadores,
H2O ( g) + C ( s ) + 31,4 kcal
CO ( g ) + H2 ( g )
pode-se afirmar que:
a) o denominador da expressão da constante de equilíbrio é H2O  ⋅ C  .
b) se for adicionado mais monóxido de carbono ao meio reacional, o equilíbrio se desloca para a direita.
c) o aumento da temperatura da reação favorece a formação dos produtos.
d) se fossem adicionados catalisadores, o equilíbrio iria se alterar tendo em vista uma maior formação de produtos.
e) o valor da constante de equilíbrio é independente da temperatura.
24. (Ime 2012) Um estudante preparou uma solução aquosa com a seguinte composição: 0,35 molar de NaOH; 0,30 molar de
Na2HPO4 e 0,25 molar de H3PO4. Ao consultar sua tabela, o estudante encontrou os seguintes valores para as constantes de
dissociação iônica do ácido fosfórico: K a1 = 7,5 × 10 –3 ; K a2 = 6,2 × 10 –8 ; K a3 = 4,8 × 10 –13. Com base nessas informações,
determine a concentração do íon hidrônio no equilíbrio.
25. (Ime 2012) O alumínio pode ser produzido industrialmente pela eletrólise do cloreto de alumínio fundido, o qual é obtido a
partir do minério bauxita, cujo principal componente é o óxido de alumínio. Com base nas informações acima, calcule quantos
dias são necessários para produzir 1,00 tonelada de alumínio puro, operando-se uma cuba eletrolítica com cloreto de alumínio
fundido, na qual se faz passar uma corrente elétrica constante de 10,0 kA.
Dado: 1F = 96.500 C.
26. (Ime 2010) Em um recipiente fechado queima-se propano com 80% da quantidade estequiométrica de ar. Admitindo que
não haja hidrocarbonetos após a combustão, que todos os produtos da reação estejam na fase gasosa e que a composição
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volumétrica do ar seja de uma parte de O2 para quatro partes de N2 , calcule a porcentagem molar de CO2 no recipiente após
a combustão (considere comportamento ideal para os gases).
a) 4,35 %
b) 4,76 %
c) 5,26 %
d) 8,70 %
e) 14,28 %
27. (Ime 2010) Considere a versão tridimensional da Tabela Periódica sugerida pelo químico Paul Giguère. Nesta representação,
a Tabela Periódica se assemelha a um cata-vento onde os blocos s, p, d, f são faces duplas formadoras das pás do cata-vento e
onde o eixo de sustentação está fixado ao longo do bloco s.
Em relação à tabela acima, assinale a alternativa correta.
a) O elemento α é um gás nobre.
b) O elemento β é o 80 Hg .
c) O íon γ +2 tem a configuração eletrônica do xenônio.
d) O
75
δ é isótono do
e) O elemento ε é o
85
39 X
43Tc
.
, primeiro elemento artificial conhecido, e pertence ao grupo 6 B ou 6 da Tabela Periódica usual.
28. (Ime 2010) As alternativas abaixo representam processos hipotéticos envolvendo 2 mols de um gás ideal, contidos em um
conjunto cilindro-pistão. Assinale a alternativa que apresenta mais de três estados (V, T) nos quais a pressão é máxima:
a)
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b)
c)
d)
e)
29. (Ime 2010) Um sistema fechado e sem fronteiras móveis contém uma determinada massa gasosa inerte. Sabe-se que, após
aquecimento, o sistema registra um aumento de 5% na pressão e de 15 ºC na temperatura (considere que o gás se comporta
idealmente). A respeito do valor da temperatura inicial, pode-se dizer que:
a) é igual ou inferior a 30 ºC.
b) é superior a 30 ºC e inferior a 300 ºC.
c) é igual ou superior a 300 ºC.
d) somente pode ser calculado conhecendo-se o volume e a massa de gás.
e) somente pode ser calculado conhecendo-se o volume, a massa e a pressão inicial do gás.
30. (Ime 2010) CrI3 + Cℓ 2 + NaOH → NaIO4 + Na2CrO4 + NaCℓ + H2O
Assinale a alternativa que indica a soma dos menores coeficientes inteiros capazes de balancear a equação química acima:
a) 73
b) 95
c) 173
d) 187
e) 217
31. (Ime 2010) Considere as supostas variações de entropia ( ∆S) nos processos abaixo:
I. Cristalização do sal comum
( ∆S > 0)
II. Sublimação da naftalina
III. Mistura de água e álcool
( ∆S > 0 )
( ∆S < 0 )
fusão
ferro (ℓ )
IV. ferro (s) →
( ∆S > 0)
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compreensão
V. ar 
→ ar comprimido
( ∆S < 0 )
As variações de entropia indicadas nos processos que estão corretas são:
a) I, III e IV.
b) III, IV e V.
c) II, III e V.
d) I, II e IV.
e) II, IV e V.
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 9 QUESTÕES:
Massas atômicas (u.m.a)
O
16
C
12
H
1
N
14
Zn
65,4
In 2 = 0,69.
Lei de decaimento radioativo: N = N0 e−kt
Constante criométrica da água = 2 K ⋅ kg ⋅ mol−1
Massa específica da água = 1,0 g/mL
R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K −1 = 8,314 J ⋅ mol−1K −1
32. (Ime 2010) O brometo de alquila X, opticamente ativo, é tratado com brometo de etil-magnésio, gerando-se o composto Y.
A 100°C, 8,4 g de Y no estado gasoso são misturados com 6,4 g de N2 em um recipiente com volume de 2,0 litros. A pressão
medida no interior do recipiente é de 5,0 atm.
Considerando que os gases se comportam idealmente, determine as fórmulas estruturais planas e a nomenclatura IUPAC dos
compostos X e Y. Justifique a sua solução.
33. (Ime 2010) A substância X, que pode ser obtida através da sequência de reações dada abaixo (onde R indica genericamente
um grupo alquila), é constituída pelos elementos C, H e O.
A + HI → RI + B
CℓCOCH
3 → X + HCℓ
B 
Uma amostra de 50,00 g de X sofre combustão completa, produzindo 123,94 g de CO2 e 44,37 g de H2 O . Com base nas
informações acima determine:
a) a fórmula mínima da substância X.
b) a fórmula molecular da substância X, sabendo-se que a sua massa molar é de 142,00 g/mol.
c) a fórmula estrutural plana da substância X, sabendo-se que, ao sofrer hidrólise ácida, esta molécula produz ácido acético e um
álcool saturado que não possui átomos de carbono terciários ou quaternários.
d) a fórmula estrutural plana do composto B.
e) a qual função orgânica pertence o reagente A.
34. (Ime 2010) O alumínio é o metal mais empregado pelo homem depois do ferro. É o elemento metálico mais abundante na
crosta terrestre (8,29% em massa) e não existe naturalmente na forma livre, sendo o minério sílico-aluminato seu composto
natural mais importante. Apresenta propriedade anfotérica, isto é, reage tanto com ácidos quanto com bases.
Partindo da equação apresentada abaixo, responda o que se pede:
NaNO3(aq) + Aℓ (s) + NaOH(aq) + H2O(l) → NH3(aq) + Na [ Aℓ(OH)4 ](aq)
a) a equação da semirreação de oxidação iônica balanceada (carga e massa) com os menores coeficientes inteiros possíveis.
b) a equação da semirreação de redução iônica balanceada (carga e massa) com os menores coeficientes inteiros possíveis.
c) a equação total balanceada (carga e massa) com os menores coeficientes inteiros possíveis.
d) o íon oxidante.
e) a fórmula do redutor.
f) o nome da espécie resultante da oxidação.
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g) a classificação, segundo o conceito de ácido e base de Lewis, da espécie resultante da redução.
35. (Ime 2010) A transformação isovolumétrica de um gás triatômico hipotético A 3 em outro diatômico A 2 envolve a
liberação de 54 kJ/mol de A 3 . A capacidade calorífica molar, a volume constante do gás A 2 , é de 30 J/mol.K. Após a
transformação isocórica de todo A 3 em A 2 , determine o aumento percentual de pressão em um recipiente isolado contendo
o gás A 3 a 27°C.
Considere que a capacidade calorífica molar, a volume constante do gás A 2 , não varia com a temperatura e que os gases se
comportam idealmente.
36. (Ime 2010) Uma massa de óxido ferroso é aquecida a 1273 K e, em seguida, exposta a uma mistura gasosa de monóxido de
carbono e hidrogênio. Desta forma, o óxido é reduzido a metal sem qualquer fornecimento adicional de energia. Admita que
ocorra uma perda de calor para as circunvizinhanças de 4,2 kJ/mol de óxido reduzido. Calcule a razão mínima entre as pressões
(
parciais de monóxido de carbono e de hidrogênio PCO PH
2
) na mistura gasosa inicial, de modo que o processo seja
autossustentável. Despreze a decomposição da água.
Calores de reação a 1273 K (kJ/mol):
Redução do óxido ferroso
265
Oxidação do hidrogênio
- 250
Oxidação do monóxido de carbono - 282
37. (Ime 2010) Deseja-se preparar uma solução com pH igual a 3,0 a partir de 1,0 L de solução aquosa de um ácido monoprótico
não-volátil desconhecido, a qual possui pH igual a 2,0 e ponto de congelamento de – 0,2 ºC. Considere o experimento realizado
ao nível do mar e os valores numéricos das molalidades iguais aos das respectivas molaridades. Desprezando as interações
iônicas nas soluções, determine o volume de água que deve ser adicionado à solução inicial.
38. (Ime 2010) Calcule a massa de 1 L de uma solução aquosa de nitrato de zinco cuja concentração é expressa por 0,643 molar
e por 0,653 molal.
39. (Ime 2010) O gráfico abaixo representa a solubilidade do AgCℓ em solução de amônia. A uma solução 3 M de amônia,
+
adiciona-se cloreto de prata em excesso, formando o complexo [ Ag(NH3 )2 ] . Desprezando a formação de hidróxido de prata e
considerando que todo o experimento é realizado a 25º, mesma temperatura na qual os dados do gráfico foram obtidos, calcule
a concentração de Ag+ em solução.
40. (Ime 2010) Considere a seguinte série de reações a produtos constantes, partindo de 2 mol/L da substância A pura, na qual
cada reação segue a cinética de 1ª ordem, semelhante à encontrada nas reações de decaimento radioativo, sendo k1 e k 2 as
constantes de velocidade:
k
k
1
2 →C
A →
B 
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A fração molar das espécies ao longo da reação está representada pela curva γPQR no diagrama abaixo, no qual cada vértice
representa um componente puro e o lado oposto a este vértice representa a ausência deste mesmo componente, de tal forma
que as paralelas aos lados fornecem as diferentes frações molares de cada um. No diagrama, as substâncias A, B e C estão
identificadas como α , β e γ , mas não necessariamente nessa ordem.
Sabe-se que o ponto P é atingido após 1,15 horas do início do processo e que o tempo necessário para atingir a concentração
máxima de B é dado por:
ln ( k1 k 2 )
t=
k1 − k 2
Determine a velocidade de formação do produto C quando a concentração deste for 7 2 da concentração de A. (Observação: x
= 0,3 é raiz da equação x = 0,6 e −1,38 + 2,3x ).
41. (Ime 1996) Um químico obteve no laboratório uma mistura, constituída de butanona e butiraldeído. Uma alíquota dessa
mistura, pesando 0,500g, foi tratada com KMnO4 em meio básico. O produto orgânico obtido por destilação apresentou massa
de 0,125g.
Determine a percentagem, em mol, dos componentes da mistura.
Massas atômicas:
C = 12
H=1
O = 16
42. (Ime 1996) O nitrogênio forma cinco diferentes óxidos. A análise centesimal de amostras desses óxidos forneceu os
resultados a seguir:
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Dados: massas atômicas: O = 16,00, N = 14,00
Determine, a partir destes dados:
a) a fórmula mínima de cada um;
b) a(s) nomenclatura(s) correspondente(s) de cada óxido.
43. (Ime 1996) São dadas as equações químicas, não ajustadas, a seguir:
I) KCℓO3+H2SO4 → HCℓO4+CℓO2+K2SO4+H2O
II) KMnO4+HCℓ → KCℓ+MnCℓ2+H2O+Cℓ2
Para cada uma dessas equações, determine:
a) os seus coeficientes, considerando os menores números inteiros possíveis;
b) o agente redutor;
c) o agente oxidante.
44. (Ime 1996) Uma mistura gasosa ideal de propano e ar é queimada a pressão constante, gerando 720 litros de CO2 por hora,
°
medidos a 20 C. Sabe-se que o propano e o ar encontram-se em proporção estequiométrica.
Determine a velocidade média de reação da mistura em relação ao ar, considerando a composição do ar 21% de O2 e 79% de N2,
em volume.
Dados: Massas moleculares O = 16,00; N = 14,00; C = 12,00
°
45. (Ime 1996) A pressão osmótica de uma solução de poliisobutileno sintético em benzeno foi determinada a 25 C. Uma
3
amostra contendo 0,20 g de soluto por 100 cm de solução subiu até uma altura de 2,4 mm quando foi atingido o equilíbrio
osmótico.
3
A massa específica da solução no equilíbrio é 0,88 g/cm . Determine a massa molecular do poliisobuteno.
2
Dados: Aceleração da gravidade = 9,8 m/s .
2
-6
1N/m = 9,869 × 10 atm.
Constante Universal dos gases R = 0,082 (atm.L)/(mol.K).
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46. (Ime 1996) Uma fábrica, que produz cal (Ca (OH)2), necessita reduzir o custo da produção para se manter no mercado com
preço competitivo para seu produto.
A direção da fábrica solicitou ao departamento técnico o estudo da viabilidade
viabilidade de reduzir a temperatura do forno de calcinação
de carbonato de cálcio, dos atuais 1500 K, para
800 K. Considerando apenas o aspecto termodinâmico, pergunta-se:
pergunta se: o departamento técnico pode aceitar a nova temperatura
de calcinação?
Em caso afirmativo, o departamento técnico pode fornecer uma outra temperatura de operação que proporcione maior
economia?
Em caso negativo, qual é a temperatura mais econômica para operar o forno de calcinação?
Dados:
Observações: desconsidere a variação das propriedades com a temperatura.
47. (Ime 1996) Em duas cubas eletrolíticas, ligadas em série, ocorrem as reações, cujas equações são mostradas a seguir, pela
passagem de uma corrente elétrica de 1 Ampére:
+
-
0
cuba A: Ag (aq) + e → Ag (s)
+
-
cuba B: 2 H (aq) + 2e → H2 (g)
-1
Dados: 1A= 1C.s
Pede-se:
a) o tipo de reação que está ocorrendo;
b) a denominação do eletrodo onde ocorrem essas reações;
c) o tempo necessário para que ocorra a deposição de 1,08g de prata;
d) o volume,
olume, em litros nas CNTP, do hidrogênio produzido durante o tempo determinado na letra c.
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-5
48. (Ime 1996) A constante de ionização de um ácido monocarboxílico de massa molecular 60 é 4,0×10 . Dissolvem-se 6,0g
desse ácido em água até completar 1 litro de solução.
Determine:
+
a) a concentração de H na solução;
b) o pH da solução;
c) a expressão matemática da constante de ionização;
+
d) a concentração de H se o ácido for totalmente dissociado;
e) a solução que neutralizará uma maior quantidade de NaOH, considerando duas soluções, de mesmo volume e de mesmo pH,
do ácido monocarboxílico e de HCℓ.
Parte II
1. (Ime 2013) Dentre as opções abaixo, escolha a que corresponde, respectivamente, às classes das moléculas: hemoglobina,
amido, DNA, ácido palmítico.
a) Proteína, glicídio, ácido nucleico, lipídio.
b) Ácido nucleico, glicídio, lipídio, proteína.
c) Proteína, proteína, lipídio, ácido nucleico.
d) Glicídio, proteína, ácido nucleico, lipídio.
e) Glicídio, lipídio, ácido nucleico, proteína.
2. (Ime 2013) O poli(vinil-butiral) ou PVB é produzido a partir do poli(acetato de vinila) ou PVA em duas etapas. Na primeira,
ocorre a alcóolise básica do PVA com metanol, gerando um precipitado de poli(álcool vinílico) ou PVAl. Na segunda, o PVAl
dissolvido em água quente reage com butanal na presença de ácido sulfúrico, dando origem a um precipitado de PVB, cujo mero
(estrutura que se repete) não possui hidroxila livre.
Etapa 1:
Etapa 2:
( I ) + nC3H7CHO
H2SO4
→
∆
( II ) + nH2O
a) Escreva as fórmulas estruturais dos polímeros I e II da rota sintética abaixo.
b) Num processo de bancada, similar ao descrito anteriormente, utilizam-se 174 g de um PVAl que apresenta razão
massa de PVAl
g
= 58
. Sabendo-se que 24% das hidroxilas reativas deste PVAl permanecerão
número de mols de hidroxila reativa
mol
inertes, gerando-se assim, em (II), um copolímero de PVAl e PVB, determine a fração mássica de PVB no copolímero formado.
3. (Ime 2013) A adição de brometo de hidrogênio a propeno, na ausência de peróxidos, gera como produto principal o 2bromopropano (adição Markovnikov). Entretanto, a mesma adição, na presença de peróxidos, leva principalmente à formação do
1-bromopropano (adição anti-Markovnikov). Proponha um mecanismo adequado para cada uma destas reações e explique a
diferença observada com base nesses mecanismos.
4. (Ime 2013) Dentre os produtos da reação de hidrólise total do composto abaixo, um reage com bromo em tetracloreto de
carbono a –5°C para gerar, como produto, uma mistura de dois isômeros; outro reage com ácido nítrico em presença de ácido
sulfúrico, produzindo ácido pícrico. Com base nessas informações, determine as estruturas dos produtos de todas as reações
mencionadas.
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5. (Ime 2013) Os trabalhos de Joseph John Thomson e Ernest Rutherford resultaram em importantes contribuições na história
da evolução dos modelos atômicos e no estudo de fenômenos relacionados à matéria. Das alternativas abaixo, aquela que
apresenta corretamente o autor e uma de suas contribuições é:
a) Thomson – Concluiu que o átomo e suas partículas formam um modelo semelhante ao sistema solar.
b) Thomson – Constatou a indivisibilidade do átomo.
c) Rutherford – Pela primeira vez, constatou a natureza elétrica da matéria.
d) Thomson – A partir de experimentos com raios catódicos, comprovou a existência de partículas subatômicas.
e) Rutherford – Reconheceu a existência das partículas nucleares sem carga elétrica, denominadas nêutrons.
6. (Ime 2013) Com respeito aos orbitais atômicos e à teoria da ligação de valência, assinale a alternativa INCORRETA.
3
a) Um orbital atômico híbrido sp tem 25% de caráter s e 75% de caráter p.
b) Um elétron 2s passa mais tempo do que um elétron 2p numa região esférica centrada no núcleo e bem próxima deste.
3
c) Os elétrons em orbitais híbridos de um carbono sp percebem um efeito de atração elétrica do núcleo de carbono maior do
que os elétrons em orbitais híbridos de um carbono que apresenta hibridização sp.
d) Uma ligação tripla representa uma ligação σ e duas ligações π.
e) A energia dos orbitais p de um átomo aumenta de 2p para 3p, deste para 4p, e assim por diante.
7. (Ime 2013) Dados os íons: 16 S2– ; 19 K + ; 56 Ba2+ , indique qual das relações abaixo apresenta os íons isoeletrônicos em
ordem correta de raio iônico.
a) K + > S2–
b) Ba2+ = S2–
c) Ba2+ > S2–
d) K + < S2–
e) Ba2+ < S2–
8. (Ime 2013) Dadas as reações:
PCℓ 3 + 3H2O → H3PO3 + 3HCℓ
PCℓ 5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCℓ
Assinale a afirmativa correta:
a) As reações podem ser classificadas como reações de deslocamento ou troca simples.
b) O fósforo sofre oxidação em ambas as reações.
c) O ácido fosforoso é um triácido formado por ligações covalentes.
2–
d) Os ânions fosfato e fosfito (HPO3 ) possuem geometria tetraédrica.
e) O pentacloreto de fósforo gasoso é um composto iônico.
9. (Ime 2012) Estabeleça a relação entre as estruturas de cada par abaixo, identificando-as como enantiômeros,
diastereoisômeros, isômeros constitucionais ou representações diferentes de um mesmo composto.
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10. (Ime 2012) Dentre as opções abaixo, indique a única que não apresenta estereoisomeria.
a) 3-metil-2-hexeno
b) 2-penteno
c) Ácido butenodioico
d) Propenal
e) 2-buteno
11. (Ime 2012) Apresente a estrutura do produto orgânico principal de cada uma das reações abaixo.
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12. (Ime 2012) As variáveis de um experimento de difração de raios X obedecem à seguinte lei:
2 dsenθ = λ
onde λ é o comprimento de onda do feixe monocromático de radiação X incidente sobre a amostra, θ é o ângulo no qual se
observa interferência de onda construtiva e d é o espaçamento entre as camadas de átomos na amostra.
Ao se incidir raios X de comprimento de onda de 154 pm sobre uma amostra de um metaloide, cuja cela unitária segue a
representação da figura abaixo, observa-se interferência construtiva em 13,3°.
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Tabela 1
θ
sen θ
7,23° 0,1259
11,2° 0,1942
13,3° 0,2300
15,0° 0,2588
30,0° 0,5000
Metaloide
Si
Ge
As
Te
Po
Tabela 2
Raio Atômico (pm)
117
123
125
143
167
De acordo com as tabelas 1 e 2, pode-se afirmar que o metaloide analisado é:
a) Si
b) Ge
c) As
d) Te
e) Po
13. (Ime 2012) A partir do modelo da Repulsão por Pares Eletrônicos da Camada de Valência (RPECV), identifique as geometrias
moleculares das espécies químicas abaixo e, com base nelas, classifique cada espécie como polar ou apolar.
a) SF6
b) SF4
c) O3
d) XeF4
e) CℓF3
14. (Ime 2012) Sobre a diferença entre sólido amorfo e sólido cristalino, pode-se afirmar o seguinte:
a) os sólidos amorfos não têm uma entalpia de fusão definida, enquanto os sólidos cristalinos têm.
b) sólido amorfo é aquele que pode sofrer sublimação, enquanto sólido cristalino não.
c) embora ambos possuam estrutura microscópica ordenada, os sólidos amorfos não possuem forma macroscópica definida.
d) os sólidos cristalinos têm como unidade formadora átomos, enquanto para os amorfos a unidade formadora são moléculas.
e) os sólidos cristalinos são sempre puros, enquanto os amorfos são sempre impuros.
15. (Ime 2012) Dos compostos abaixo, aquele que não forma ligação peptídica é:
a) timina
b) glicina
c) prolina
d) asparagina
e) valina
16. (Ime 2010) Assinale a alternativa correta.
a) Os polissacarídeos são obtidos a partir da combinação de monossacarídeos por intermédio de ligações peptídicas.
b) Com exceção da glicina, todos os aminoácidos de ocorrência natural constituintes das proteínas são opticamente ativos,
sendo que a quase totalidade possui configuração levógira.
c) As proteínas de ocorrência natural são constituídas por α -aminoácidos, β -aminoácidos e γ -aminoácidos.
d) A glicose é um lipídio de fórmula molecular C6H12 O6 .
e) DNA e RNA são proteínas responsáveis pela transmissão do código genético.
17. (Ime 2010) Assinale a alternativa que indica o número de isômeros ópticos e o número de racematos (misturas racêmicas)
do 2-cloro-5-vinilciclopent-3-en-1-ol.
a) 16 isômeros ópticos e 8 racematos.
b) 16 isômeros ópticos e 16 racematos.
c) 4 isômeros ópticos e 2 racematos.
d) 8 isômeros ópticos e 4 racematos.
e) 8 isômeros ópticos e 8 racematos.
18. (Ime 2010)
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Dadas as reações acima, escolha, dentre as opções abaixo, a que corresponde, respectivamente, às funções orgânicas das
substâncias A, B, C e D.
a) Álcool, alceno, alcino e cetona.
b) Álcool, alceno, alcino e ácido carboxílico.
c) Aldeído, alcano, alceno e cetona.
d) Aldeído, alceno, alceno e ácido carboxílico.
e) Álcool, alcano, alcano e aldeído.
19. (Ime 2010) Considere as seguintes possibilidades para a estrutura da molécula de trifluoreto de cloro ( CℓF3 ) :
Assinale a alternativa correta.
a) A estrutura I é a mais estável, visto que as seis repulsões entre pares nãoligantes e pares ligantes equivalem à menor repulsão
possível.
b) A estrutura II é a mais estável, visto que ocorrem três repulsões entre elétrons não ligantes e pares ligantes e mais uma
repulsão entre pares de elétrons não ligantes, o que confere uma maior estabilidade ao sistema de forças.
c) A estrutura III é a mais estável por equivaler à configuração na qual a repulsão entre todos os pares (ligantes e não ligantes) é
mínima.
d) A estrutura I é a mais provável por ser a mais simétrica, correspondendo à configuração de menor energia.
e) Todas as três estruturas possuem a mesma energia e são encontradas na natureza.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Massas atômicas (u.m.a)
O
16
C
12
H
1
N
14
Zn
65,4
In 2 = 0,69.
Lei de decaimento radioativo: N = N0 e−kt
Constante criométrica da água = 2 K ⋅ kg ⋅ mol−1
Massa específica da água = 1,0 g/mL
R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K −1 = 8,314 J ⋅ mol−1K −1
20. (Ime 2010) Apresente uma sequência de reações para a obtenção do 2-pentino a partir dos seguintes reagentes: carvão,
óxido de cálcio, água, cloreto de metila, cloreto de etila e sólido metálico. Considere que as etapas se processem sob as
condições adequadas de temperatura e pressão.
21. (Ime 1996) Um químico obteve no laboratório uma mistura, constituída de butanona e butiraldeído. Uma alíquota dessa
mistura, pesando 0,500g, foi tratada com KMnO4 em meio básico. O produto orgânico obtido por destilação apresentou massa
de 0,125g.
Determine a percentagem, em mol, dos componentes da mistura.
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Massas atômicas:
C = 12
H=1
O = 16
7
3+
22. (Ime 1996) A massa do Li é 7,014359 u.m.a. . Calcule a energia de ligação deste nuclídeo.
Dados:
1 u.m.a. = 931 MeV
massa do próton = 1,007276 u.ma.
massa do nêutron = 1,008665 u.ma.
massa do elétron = 0,000549 u.ma.
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