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Série: 2a Turma:
Da t a :
Prof(a):
Química
Exercícios de Revisão I
QUESTÕES DISSERTATIVAS - GASES
Texto para as próximas 2 questões.
(Ufrj 2005) Um brinquedo que se tornou popular no Rio de Janeiro é um balão preto confeccionado com um saco de polietileno bem fino. A brincadeira consiste em encher parcialmente o balão com ar atmosférico (massa molar igual a 28,8 g/mol), fechá-lo e deixá-lo ao
Sol para que o ar em seu interior se aqueça. Dessa forma, o ar se expande, o balão infla e
começa a voar quando sua densidade fica menor do que a do ar atmosférico.
1) Considere que o ar no interior do balão se comporte como gás ideal, que sua pressão
seja igual à atmosférica e que a massa do saco de polietileno usado para confeccionar o
balão seja igual a 12 g.
Determine a temperatura do ar, em graus Celsius (°C), no interior do balão no momento
em que seu volume atinge 250 L e sua densidade se iguala à do ar atmosférico (1,2 g/L).
2) Deseja-se substituir o ar no interior do balão por um gás formado por uma substância
simples que, nas condições de temperatura e pressão do ar atmosférico, faça o balão
voar. Desprezando a massa do filme de polietileno que constitui o balão, identifique os
quatro elementos da tabela periódica que poderiam ser usados para tal fim.
(Obs.: utilize uma tabela periódica).
(Unicamp) Vestibular, tempo de tensões, de alegrias, de surpresas... Naná e Chuá formam
um casal de namorados. Eles estão prestando o Vestibular da Unicamp 2001. Já passaram
pela primeira fase e agora se preparam para a etapa seguinte. Hoje resolveram rever a
matéria de Química. Arrumaram o material sobre a mesa da sala e iniciaram o estudo:
– Será que estamos preparados para esta prova? – pergunta Naná.
– Acho que sim! – responde Chuá. – O fato de já sabermos que Química não se resume
à regra de três e à decoração de fórmulas nos dá uma certa tranquilidade.
– Em grande parte graças à nossa professora – observa Naná.
– Bem, vamos ao estudo!
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Texto para a próxima questão.
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3) Após resolver as questões, Chuá abriu um livro onde estava descrito outro experimento.
– Aqui temos uma experiência muito interessante: num frasco de 380mL e massa 100,00g
foram colocados cerca de 5g de uma substância líquida. O frasco foi fechado com uma
tampa com um orifício muito pequeno. A seguir, foi levado a uma estufa regulada em 107°C,
temperatura esta acima do ponto de ebulição da substância adicionada. Assim que não se
percebeu mais líquido no interior do frasco, este foi retirado da estufa e deixado resfriar até
a temperatura ambiente. Formou-se um pouco de líquido no fundo. Pesou-se o sistema e
observou-se a massa de 101,85g.
a) Qual a quantidade do líquido, em mol, que sobrou no frasco?
b) Qual é a massa molar da substância do experimento?
– Esta é moleza – fala Naná.
– Já que é fácil, responda mais esta – provoca Chuá.
c) A molécula da substância do experimento é constituída por apenas 1 átomo de
carbono e mais 4 átomos iguais. Escreva a sua fórmula estrutural e o seu nome e
explicite como procedeu para descobri-la.
4) (Unesp-2008) Uma das principais fontes de energia térmica utilizada atualmente no Estado de São Paulo é o gás natural proveniente da Bolívia (constituído principalmente por
metano). No entanto, devido a problemas políticos e econômicos que causam eventuais
interrupções no fornecimento, algumas empresas estão voltando a utilizar o GLP (gás liquefeito de petróleo, constituído principalmente por butano). Forneça as equações químicas para a combustão de cada um desses gases e calcule os volumes de cada um deles que
produzem 22,4 litros de CO2.
5) (Fuvest-2006) Uma balança de dois pratos, tendo em cada prato um frasco aberto ao ar,
foi equilibrada nas condições-ambiente de pressão e temperatura. Em seguida, o ar atmosférico de um dos frascos foi substituído, totalmente, por outro gás. Com isso, a balança se
desequilibrou, pendendo para o lado em que foi feita a substituição.
a) Dê a equação da densidade de um gás (ou mistura gasosa), em função de sua massa
molar (ou massa molar média).
Equação dos gases ideais: PV = nRT
P = pressão
V = volume
n = quantidade de gás
R = constante dos gases
T = temperatura
M = massa molar (ou massa molar média)
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b) Dentre os gases da tabela, quais os que, não sendo tóxicos nem irritantes, podem
substituir o ar atmosférico para que ocorra o que foi descrito? Justifique.
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6) Por que dizemos que ao nível do mar existem mais moléculas de ar?
7) Explique o fato de uma bola de futebol parecer mais “cheia” durante o dia e mais murcha
à noite.
8) (IME) Uma mistura gasosa ideal de propano e ar é queimada à 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 O‚ e 79% de N2, em volume.
Dados: Massas moleculares O = 16,00; N = 14,00; C = 12,00
9) (PUC-Rio)
a) Um reator foi projetado para operar em temperatura de 127°C e suportar altas
pressões gasosas. Por questões de segurança, foi instalada uma válvula de alívio,
que abre quando a pressão ultrapassa 10 atm. Calcule o volume deste reator sabendo
que o mesmo tem capacidade para conter 5 mols de nitrogênio nestas condições.
b) Uma amostra de gás, a 327°C e 120 atm de pressão, ocupa um recipiente de 10L.
Qual a variação de temperatura que se deve efetuar para que a pressão seja de
20atm quando se transferir este gás para um recipiente de 40L?
10) (UFBA-2006) Para suprir a demanda de energia, o Brasil ainda necessita importar gás
natural. Através do gasoduto Brasil-Bolívia, construído em parceria pelos dois países, a Bolívia fornece gás natural para várias cidades do Centro-Sul brasileiro. O gás natural está
sendo utilizado cada vez mais como combustível para automóveis pelo fato de ser mais
econômico e menos poluente do que a gasolina.
(Feltre, 2004, p. 38-39).
Considere um cilindro de gás natural de um automóvel, com 100 L de gás natural ideal,
carregado a 27 °C e 9,0 atm, em um posto de combustíveis. Admitindo que a composição,
em quantidade de matéria, do gás natural é 80 % de metano e 20 % de etano, determine o
valor da massa da mistura gasosa contida nesse cilindro, expressando o resultado com três
algarismos significativos.
11) (UFC) Considere um recipiente de 10 L contendo um mistura gasosa de 0,20 mol de
metano, 0,30 mol de hidrogênio e 0,40 mol de nitrogênio, a 25 °C. Admitindo-se o comportamento do gás ideal, pede-se:
b) as pressões parciais dos componentes.
Dado: R = 0,082 atmLmol-1K-1
12) (UFF-2006) Na calcinação de 50,0 g de carbonato de cálcio, obtém-se um resíduo A e
um gás B. Indique:
a) a equação representativa da calcinação e o volume do gás B nas CNTP;
b) a equação representativa da reação do resíduo com a água e a nomenclatura oficial
(IUPAC) do produto dessa reação.
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a) a pressão, em atmosferas, no interior do recipiente.
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13) (UFG-2006) Considere um gás ideal submetido às seguintes transformações:
Considere, também, as seguintes leis:
Sob volume constante, a pressão exercida por uma determinada massa gasosa é
diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.
(“Lei de Gay-Lussac”)
Sob temperatura constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa é inversamente proporcional à sua pressão.
(“Lei de Boyle”)
Sob pressão constante, o volume ocupado por uma determinada massa gasosa é
diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.
(“Lei de Charles”)
a) Associe as transformações A-B; B-C e C-D às Leis correspondentes. Justifique sua
resposta.
b) Esboce os gráficos dessas transformações, mostrando as grandezas que sofrem
variações e identificando a(s) que permanece(m) constante(s).
14) (UFPE) Uma certa quantidade de gás ideal ocupa 30 litros à pressão de 2atm e à temperatura de 300 K. Que volume passará a ocupar se a temperatura e a pressão tiverem seus
valores dobrados?
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15) (UFPE) Para se determinar a pressão de vapor de um líquido utilizou-se uma seringa
evacuada contendo 5mL do líquido. A seringa foi colocada em banho-maria, conforme a
figura. Quando a temperatura alcançou 45 °C, a pressão no interior da seringa era 0,97 atm
e o volume de gás era 33,5 mL. Qual a pressão de vapor do líquido nesta temperatura?
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16) (UFPE) O ideal é que a pressão parcial do oxigênio no pulmão seja de 0,20 atm. Um
mergulhador, que está sujeito a altas pressões,deve dosar o gás que respira para manter a
pressão parcial do oxigênio neste valor. Se ele estiver mergulhando a uma profundidade
onde a pressão seja de 2,5 atm, qual deve ser a fração molar de oxigênio numa mistura
oxigênio/nitrogênio para que ele possa respirar sem dificuldades?
17)(Unesp)
(Unesp)Uma
Uma mistura
mistura de
de 4,00 g de H gasoso com uma quantidade desconhecida de He
17)
2
gasoso é mantida nas condições normais de pressão e temperatura. Se uma massa de
10,0g de H2 gasoso for adicionada à mistura, mantendo-se as condições de pressão e temperatura constantes, o volume dobra.
Calcule a massa de He gasoso presente na mistura.
Massas atômicas: H = 1; He = 4.
Constante universal dos gases = 0,0821 L atm/mol K.
Volume ocupado por um mol de gás nas condições normais de pressão e temperatura
= 22,4 litros.
18) (Unicamp-2006) Algumas misturas gasosas podem ser importantes em ambientes hospitalares, assim como na prática de esportes, como mergulho autônomo a grandes profundidades. Uma dessas misturas, denominada Trimix, contém 16 % de oxigênio, 24 % de hélio
e 60 % de nitrogênio (porcentagem em volume). Suponha um cilindro de Trimix mantido à
temperatura ambiente e a uma pressão de 9000 kPa.
a) Escreva as fórmulas dos gases da mistura.
b) Qual é a pressão parcial do hélio no cilindro? Mostre os cálculos.
c) Qual é a massa molar média da mistura? Mostre os cálculos.
-1
-1
Dado: R = 8,3 kPa L mol K .
19) (Unioeste) 12,8g de gás oxigênio (O2) ocupam o volume de 2,46L a 27°C. Determine a
pressão exercida.
Dados:
Massa molar: O=16g/mol e R=0,082atm.L.mol-1.K-1
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20) (Unitau) Qual a massa molecular de 45g de uma substância gasosa que está dentro de
um recipiente de 3 litros a uma pressão de 5 atm e a uma temperatura de 27°C?
Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K
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QUESTÕES DISSERTATIVAS - ESTEQUIOMETRIA
Texto para a próxima questão
(Unicamp) Vestibular, tempo de tensões, de alegrias, de surpresas... Naná e Chuá formam
um casal de namorados. Eles estão prestando o Vestibular da Unicamp 2001. Já passaram
pela primeira fase e agora se preparam para a etapa seguinte. Hoje resolveram rever a
matéria de Química. Arrumaram o material sobre a mesa da sala e iniciaram o estudo:
– Será que estamos preparados para esta prova? – pergunta Naná.
– Acho que sim! – responde Chuá. – O fato de já sabermos que Química não se resume
à regra de três e à decoração de fórmulas nos dá uma certa tranquilidade.
– Em grande parte graças à nossa professora – observa Naná.
– Bem, vamos ao estudo!
1) Vamos mudar um pouco de assunto. Lembra-se daquele experimento feito em classe
pela professora? Ele é muito bom para exercitarmos um pouco de estequiometria – diz
Naná. – Temos aí as reações de magnésio metálico e de alumínio metálico com ácido
clorídrico. As quantidades em moles dos sólidos são iguais. Olhe aqui! O alumínio está do
lado A e o magnésio do lado B. Agitam-se as garrafas para virar os recipientes contendo
ácido de modo a iniciar as reações.
a) Escreva a equação que representa a reação entre o alumínio e o ácido.
b) Após a reação ter-se completado, os níveis das colunas I e II do líquido no tubo em
forma de U irão se alterar? Explique.
a) Cite duas funções químicas às quais pertence a novocaína.
b) Calcule o número de cátions contidos em 0,273g desse anestésico.
Número de Avogadro = 6,0 x 1023
Massa molar de novocaína = 273g/mol
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2) (Fuvest) Novocaína, usada como anestésico local, tem a seguinte fórmula:
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3) (Fuvest) O limite máximo de “ingestão diária aceitável” (IDA) de ácido fosfórico, aditivo
em alimentos, é de 5 mg/kg de peso corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo
ácido fosfórico na concentração de 0,6 g/L, que uma pessoa de 60 kg deve ingerir para
atingir o limite máximo de IDA.
4) (G1) Quantos átomos estão contidos em 20g de hidróxido de sódio (NaOH)?
Dados: H = 1u; O = 16u; Na = 23u
Constante de Avogadro = 6,0×1023
5) (UFRJ) A tabela a seguir fornece alguns dados referentes a uma certa amostra da substância de fórmula AB.
a) Qual o número atômico do elemento B?
b) Qual a massa total da amostra?
6) (Unicamp) Em uma pessoa adulta com massa de 70,0kg, há 1,6kg de cálcio. Qual seria a
massa desta pessoa, em kg, se a Natureza houvesse, ao longo do processo evolutivo, escolhido o bário em lugar de cálcio?
Dados: massas atômicas relativas: Ca = 40, Ba = 137.
a) Qual a “fórmula química”escrita pelo estudante?
b) Se no total houvesse 60 feijões no prato, quantos moles de arroz havia no prato?
c) Quantos moles do “composto feijão com arroz” havia no prato?
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-1
Dados: considerar a constante de Avogadro como 6×10 mol
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7) (Unicamp) Um estudante do primeiro ano do curso de Química da UNICAMP, após uma
aula sobre tamanho relativo de cátions e ânions e sobre fórmulas químicas, foi almoçar no
restaurante universitário. Para mostrar aos colegas o que havia aprendido, resolveu fazer
uma analogia com a mistura de arroz e feijão contida no seu prato. Primeiro estimou o
número de grãos de arroz e de feijão, tendo encontrado uma proporção: dois de feijão para
sete de arroz. Depois, considerando o tamanho relativo dos grãos de arroz e de feijão e
fazendo analogia com o tamanho relativo dos cátions e ânions, escreveu a “fórmula química”
do “composto feijão com arroz”, representando o feijão por F e o arroz por A.
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8) (Unitau) O álcool é um líquido volátil e de odor característico, sendo que seu odor é
percebido no ar em taxas acima de 2,1 ppm. A análise do ar feita dentro de um bar noturno
mostrou que existe 0,00025% em volume de álcool. Você, ao entrar neste bar, sentiria ou
não o cheiro de álcool no ar? Explique.
9) (Fuvest) O tolueno (metilbenzeno) é obtido industrialmente pelo processo conhecido
como “reforma catalítica”, que, no caso, consiste no aquecimento de heptano com
catalisador adequado. Nesse processo forma-se também hidrogênio:
heptano + catalisador → tolueno + hidrogênio
a) Calcule o volume de hidrogênio, nas “condições ambiente”, produzido na reforma
catalítica de 500 mols de heptano.
b) Deseja-se obter o benzeno pelo mesmo processo. Dê a fórmula ou o nome de um
composto que possa produzi-lo.
Dado: volume molar de gás, nas “condições ambiente” = 24,8 litros/mol
10) (Ufes) A decomposição térmica do carbonato de cálcio produz óxido de cálcio e dióxido
de carbono. Decompondo-se 5,0g de carbonato de cálcio impuro e recolhendo-se todo o
dióxido de carbono produzido num recipiente contendo uma solução de hidróxido de bário,
obtiveram-se 8,0g de carbonato de bário.
Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16; Ba = 137
a) Escreva as equações das reações.
b) Qual a pureza do carbonato de cálcio?
11) (Ufscar) Um homem exala cerca de 25 mols de dióxido de carbono por dia em sua
respiração. O acúmulo de dióxido de carbono em recintos fechados pode tornar impossível
a sobrevivência de seres vivos, tornando-se necessário controlar seu nível no ambiente.
Durante a primeira viagem de balão sem escala ao redor da Terra, realizada em 1999, o
nível de dióxido de carbono na cabina do balão foi controlado pelo uso de hidróxido de lítio
sólido. No processo, ocorre reação entre o hidróxido de lítio e o dióxido de carbono, formando carbonato de lítio sólido e água como produtos.
a) Escreva a equação balanceada da reação entre hidróxido de lítio e dióxido de carbono.
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b) Calcule a massa de hidróxido de lítio (massa molar=24g/mol), necessária para reagir
com todo o dióxido de carbono exalado na respiração de um homem durante um
dia. Suponha que a reação de absorção do dióxido de carbono ocorra com 100% de
rendimento.
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12) (UFV) Na revista “Journal of Chemical Education” (maio de 2000) foi descrita uma experiência interessante e de fácil execução para a obtenção da substância iodeto de sódio, a
partir de sódio metálico e iodo. Um tubo de ensaio pequeno contendo iodo é pendurado
dentro de um tubo maior que contém o sódio metálico, conforme ilustrado pela figura adiante.
Aquecendo-se o sistema, o sódio metálico se funde formando sódio líquido (e também
vapor de sódio). O iodo, por sua vez, se vaporiza e se desloca na direção do fundo do tubo
maior.
No encontro das duas substâncias ocorre vigorosa reação química, com emissão de luz
e calor. O iodeto de sódio sólido se deposita nas paredes do tubo.
a) Escreva a equação balanceada para a reação química descrita anteriormente:
b) O tipo de ligação química existente entre os átomos de iodo no I‚ é __________.
c) O tipo de ligação química existente entre os átomos de sódio no cubo de Na é __________.
d) O tipo de ligação química existente entre os átomos de sódio e iodo no iodeto de
sódio é
__________.
e) Supondo que o sódio seja 90% puro e que a massa do cubinho de sódio seja igual a
2,60g, havendo iodo em excesso, serão obtidos __________g de iodeto de sódio.
f) Conforme descrito no item anterior, o iodo estava presente em excesso. Foram
13) (UNB) O processo de fabricação dos circuitos integrados impressos, usados na construção de microcomputadores, emprega o ácido sulfúrico de alta pureza. Sendo ele um ácido
muito forte, o resíduo industrial do processo necessita ser tratado antes de ser lançado no
meio ambiente. Uma indústria resolveu alterar o procedimento normal e tratar seu resíduo
com cal hidratada (hidróxido de cálcio). A partir dos dados apresentados na tabela periódica, calcule, em toneladas, a quantidade de sulfato de cálcio que será produzida ao se neutralizarem 49 toneladas de ácido sulfúrico. Desconsidere a parte fracionária do resultado,
caso exista.
Dados: H = 1 u; O = 16 u, Ca = 40 u; S = 32 u
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consumidos __________ g de iodo.
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14) (Unesp) O solvente acetato de etila é obtido pela reação entre ácido acético e etanol,
em presença de pequena quantidade de ácido sulfúrico. Forma-se, também, água no processo. (Massas molares, em g/mol: ácido acético = 60; acetato de etila = 88.)
a) Escreva a equação balanceada da reação.
b) Sabendo-se que o rendimento do processo é de 80%, calcule a massa de ácido acético
necessária para a produção de 70,4 kg de acetato de etila.
15) (Unesp) A reação entre amônia e metano é catalisada por platina. Formam-se cianeto
de hidrogênio e hidrogênio gasoso.
a) Escreva a equação química balanceada da reação.
b) Calcule as massas dos reagentes para a obtenção de 2,70kg de cianeto de hidrogênio,
supondo-se 80% de rendimento da reação.
(massas molares, em g/mol: H = 1; C = 12; N =14)
16) (Unesp) Quando uma solução aquosa de iodeto de potássio é adicionada a uma solução aquosa de nitrato de chumbo(II), forma-se um precipitado amarelo imediatamente.
a) Escreva a equação química balanceada da reação que ocorre, indicando o composto
que precipita.
b) Calcule a massa, em gramas, do precipitado, quando se adiciona um excesso de
iodeto de potássio a 100,0mL de uma solução aquosa de nitrato de chumbo(II), de
concentração 0,1000mol/L. Considere o precipitado insolúvel em água.
Massas molares em g/mol: I= 127,0; Pb=207,2.
17) (Unesp) Considere o etanol anidro e o n-octano, dois combustíveis que podem ser empregados em motores de combustão interna. Sobre estes dois combustíveis, são disponíveis os dados fornecidos a seguir.
a) Escreva as equações químicas que representam a combustão completa de cada um
dos combustíveis.
b) Sabe-se que, para realizar o mesmo trabalho gerado pela queima de 10 litros
de n-octano, são necessários 14 litros de etanol. Nestas condições, compare, através
de cálculos, a poluição atmosférica por gás carbônico produzida pelos dois
combustíveis.
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Suponha dois motores idênticos em funcionamento, cada um deles movido pela queima completa de um dos combustíveis, com igual aproveitamento da energia gerada.
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18) (Unicamp) Após tomar posse das terras “brasileiras”, Cabral seguiu para as Índias, onde
se envolveu em um conflito, acabando por bombardear, ininterruptamente, a cidade de
Calicut, durante dois dias. A pólvora usada pelos portugueses naquele tempo apresentava
aproximadamente a seguinte composição em massa: 66% de nitrato de potássio, 24% de
carvão e o restante, enxofre.
a) O oxigênio necessário para a reação explosiva que ocorre com a pólvora é oriundo
apenas de um de seus componentes. Escreva a fórmula química deste componente.
b) Considerando a combustão completa de 1,0 kg de pólvora, calcule nas condições
normais de pressão e temperatura o volume de gás carbônico formado nessa reação.
(Massa molar do carbono = 12 g mol-¢)
c) Desenhe um gráfico que represente esquematicamente a variação da pressão no
interior do canhão, em função do tempo, desde o momento em que foi aceso o
pavio até depois da saída da bala pela boca do canhão.
19) (Unicamp) Em um recipiente aberto à atmosfera com capacidade volumétrica igual a
2,24 litros, nas condições normais de temperatura e pressão, colocou-se uma massa de
0,36 g de grafite. Fechou-se o recipiente e, com o auxílio de uma lente, focalizando a luz
solar sobre o grafite, iniciou-se sua reação com o oxigênio presente produzindo apenas gás
carbônico. Assuma que todo o oxigênio presente tenha sido consumido na reação.
a) Escreva a equação química da reação.
b) Qual é a quantidade de gás carbônico formado, em mol?
c) Qual será a pressão dentro do recipiente quando o sistema for resfriado até a
temperatura inicial? Justifique.
a) Escreva a reação, não balanceada, de obtenção do trinitrotolueno a partir do tolueno.
b) Partindo-se de 9,2g de tolueno, foram obtidos 20,43g de trinitrotolueno. Qual o
rendimento percentual desta reação?
(Massas atômicas: H = 1u; C = 12u; N = 14 u; O = 16 u)
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20) (UniRio) O trinitrotolueno, ou TNT, um explosivo muito conhecido, apresenta a seguinte
fórmula:
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21) (Unesp) Um estudante quer obter no laboratório exatamente 14,9 g de cloreto de potássio sólido. Ele tem, à sua disposição, três soluções de concentração 0,500 mol/L dos seguintes compostos:
I. carbonato de potássio
II. hidróxido de potássio
III. ácido clorídrico
Escolha duas dessas soluções, que permitam obter o composto desejado.
a) Escreva a equação química da reação correspondente.
b) Calcule as quantidades necessárias de cada solução escolhida, em mL, para se obter
a massa requerida de KCl, supondo rendimento de 100%.
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Dado: Massa molar do KCl = 74,5 g/mol.