Informações de Tabela Periódica
Elemento
Massa
atômica
(u)
Número
atômico
H
C
N
O
F
Al
P
S
Cl
K
Ca
1
12
14
16
19
27
31
32
35,5
39
40
1
6
7
8
9
13
15
16
17
19
20
Constantes:
Constante de Faraday = 96500 C  mol –1
R  2, 00 cal  mol –1  K –1  8,314 J  mol –1  K –1  0, 082 atm  L  mol –1  K –1
K w  1, 0 1014 , a 25º C.
log 2  0,30
log 3  0, 48
Equações:
G  G º  RT In K
log 7  0,85
21/ 2  1, 4
E  E º  RT / (nF ) InQ
Questão 01
1, 0 mol de ácido acético é adicionado a uma solução de 1, 0 mol de álcool etílico e 36 g de água. Aguarda-se que o
meio formado atinja o equilíbrio à temperatura Teq , quando se verifica que a sua composição contém 0,5 mol de éster e
o restante de ácido acético, etanol e H 2 O . Calcule quantos mols de éster poderiam ser formados no equilíbrio, à mesma
temperatura Teq , se 2, 0 mols de etanol puro fossem misturados a 1, 0 mol de ácido acético num recipiente seco.
Resolução:
Primeiro equilíbrio:
(A)
H3C C
O
OH
(B)
+ CH3 CH2 OH € H3C C
A
Início
Reage e
forma
Equilíbrio
Kc 
(C)
C    D 
 A   B 
(D)
O
O CH2 CH3
+ H2O
1, 0 m o l
B
1,0 mol
C
0
D
2,0 mol
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
0,5 mol
2,5 mol
 Kc 
0,5  2,5
 Kc  5
0,5  0,5
Segundo equilíbrio:
Início
Reage e
forma
Equilíbrio
Kc 
C    D 
 A   B 
A
1,0 mol
B
2,0 mol
C
0
D
0
x
x
x
x
1,0  x
2,0  x
x
x
 5
xx
 x  0,867 mol de éster
(1  x)(2  x)
Questão 02
Determine as fórmulas estruturais planas de todos os compostos derivados do benzeno que satisfazem as seguintes
imposições:
i) em 1 mol do composto encontram-se 16 g de oxigênio e 7 mols de carbono;
ii) o elemento carbono corresponde a 77, 78% em massa do composto; e
iii) em 21, 6 g do composto encontram-se 1, 6 g de hidrogênio.
Resolução:
Cálculo da massa molar do composto:
84 g ___________ 77,78%
M ___________100%
M  108g/mol
Considerando que a fórmula do composto é Cx H y Oz , sabe-se que x  7 e z  1 , logo:
108  7(12)  y  16  y  8
Portanto a fórmula do composto é C7 H 8O.
São possíveis as seguintes estruturas:
Questão 03
As aminas biogênicas ( AB ) são bases orgânicas tóxicas produzidas pela descarboxilação de aminoácidos por
microrganismos, que podem ser encontradas como contaminantes em diversos alimentos. Dadas as estruturas das AB
feniletilamina 1 , putrescina  2  , cadaverina  3 , espermidina  4  e espermina  5  abaixo, determine o nome de cada
uma dessas moléculas de acordo com as normas da IUPAC.
Resolução:
1
 2
 3
 4
 5
2 -(4-hidroxifenil)etanamina
Butano- 1 , 4 -diamina
Pentano- 1 , 5 -diamina
4 -amino- N -( 3 -aminopropil)butano- 1 -amina
N , N -bis-( 3 -aminopropil)butano- 1 , 4 -diamina
2
Questão 04
O TNT ( 2 , 4 , 6 -trinitrotolueno) é um composto químico com propriedades combustíveis e explosivas. Em condições
específicas e controladas, m gramas de TNT entram em combustão completa em presença de ar estequiométrico sem
detonar ou explodir. Os produtos dessa reação foram coletados e transferidos para um sistema de captura de 820 L . Ao
atingirem equilíbrio térmico com o ambiente ( 27 C ), a pressão registrada no sistema de captura foi de 1, 77 atm .
Assumindo que a hipótese do gás ideal é válida, que o ar é uma mistura de N 2 e O2 na proporção volumétrica de 4 :1 ,
que todo o nitrogênio existente nos produtos está na forma de uma única substância simples e que não existem produtos
sólidos, determine o valor de m .
Resolução:
CH3
T.N.T
O2N
NO2
\ C7H5N3O6 (227g/mol)
NO2
Combustão completa:
4C7 H 5 N 3O6  l   21O2  g   28CO2  g   10 H 2O  l   6 N 2  g 
Considerando o nitrogênio:
4C7 H 5 N 3O6  l   21O2  g   84 N 2  g   28CO2  g   10 H 2O  l   90 N 2  g 
PV  nRT
1,77  820  n  0,082  300
n  59 mol
4 mol
TNT
4  227 g
m
118 mol
Gases
__________
118 mol
__________
59 mol
m  454 g
Questão 05
1, 00 kg de carbonato de cálcio, na temperatura de 298 K , é introduzido em um forno que opera a 101 kPa . O forno é
então aquecido até a temperatura Tc na qual ocorrerá a calcinação do carbonato de cálcio. Sabendo-se que o módulo
da variação da energia livre de Gibbs da reação de calcinação à temperatura Tc é igual a 10, 7 kJ/mol , determine a
temperatura de calcinação Tc e a quantidade de calor necessária à completa calcinação do carbonato. Despreze os
efeitos de mistura e considere que, para o sistema reacional, aplicam-se as seguintes equações:
T
•
H  H 0f  cP T
G  H  T S
•
S  S 0f  cP
•
T
Dados:
Entalpias e entropias de formação a 298 K e capacidades caloríficas médias:
Substância
ΔH 0f  kJ /mol  ΔS 0f  J / mol  K  C p  J / mol  K 
CO2  g 
394
213
54, 0
CaO  s 
636
39, 0
56, 0
CaCO3  s 
1207
94, 0
110
Resolução:
Reação de calcinação:
CaCO3  s   CaO  s   CO2  g 
H
Considerando:
H A  H CaCO3
I)
CPA  CPCaCO
3
 H A  H A0  CPA T
3
II)
H B  H CaO
CPB  CPCaO
 H B  H B0  CPB T
III)
H C  H CO2
CPC  CPCO
2
 H C  H C0  CPC T
Então:
H  H P  H R
H   H B  H C    H A 

 
H  H B0  CPB T  H C0  CPC T  H A0  CPA T

Sendo:
H 0  H B0  H C0  H A0 e CP  CPB  CPC  CPA
Assim:
H  H 0  T  CP
Cálculo de CP :
CP  56,0  54,0  110
C P  0
Portanto: H  H 0f e S  S 0f
- Cálculo de H :
 

0
0
0
H  H CaO
 H CO
 H CaCO
2
3

H  636   394     1207 
H  177 kJ/ mol
- Cálculo de S :

 
0
0
0
S  SCaO
 SCO
 SCaCO
2
3

S   39,0  213   94,0 
S  158 J/ mol K
- Cálculo de G :
G  H  T S
10,7  103  177  103  T  158 
T  1052,53 K
- Cálculo da quantidade de calor à completa calcinação ( Q ):
Sendo:
1 mol CaCO3 __________ 100 g
x __________ 1000 g
x  10 mol CaCO3
Logo:
Para elevar a temperatura de 298 K à temperatura de calcinação:
Q1  nCaCO3  CPCaCO  T
3
Q1  10  110  1052,53  298 
Q1  830 kJ
Assim:
1 mol CaCO3 __________ 177 kg
10 mol CaCO3 __________ Q2
Q2  1770 kJ
Portanto:
Q  Q1  Q2
Q  830  1770
Q  2600 kJ
Questão 06
O tetracloreto de carbono é um composto orgânico apolar, líquido à temperatura ambiente. Dentre outras aplicações,
foi amplamente utilizado no século passado como solvente, como pesticida e na síntese de agentes refrigerantes. Seu
emprego comercial, entretanto, foi progressivamente reduzido quando se tornaram evidentes os seus efeitos nocivos à
saúde humana e ao meio ambiente. Estudos constataram que a inalação é a principal via de exposição ao tetracloreto
de carbono para trabalhadores e para a população em geral em razão de sua pressão de vapor relativamente elevada e
de sua lenta degradação no ambiente.
4
Supondo que as energias livres padrão de formação G ºf

do tetracloreto de carbono, nos estados líquido e vapor a
25 º C , sejam 68, 6 kJ/ mol e 64, 0 kJ/ mol respectivamente, determine a sua pressão de vapor, à mesma temperatura,
em função da constante e (número de Neper).
Resolução:
Sendo:
CCl4  CCl4v
Assim:

G º


G º  G ºf CCl4v  G ºf CCl4
G º  64  68,6

G º  4,6 kJ/ mol
Portanto:
G º   RT nP
4,6  103   8,31  298 nP
4,6  103
2, 476  103
nP  1,86
nP  
P  e 1,86 atm
Questão 07
Dê a configuração eletrônica no estado fundamental do elemento com número atômico Z  79 . Determine o período e
o grupo da Tabela Periódica a que pertence o elemento.
Resolução:
Elemento: 79 Au
Logo:  Xe 6 s1 5d 10
Sendo:
*
6º período e grupo 11
Questão 08
Estabeleça a relação entre as estruturas de cada par abaixo, identificando-as como enantiômeros, diastereoisômeros,
isômeros constitucionais ou representações diferentes de um mesmo composto.
CH3
H
a)
C
CH3
Br
F
e
C
H
Br
F
b)
e
CH3
H3C
CH3
c)
d)
CH3
H3C
Cl
H
C
Br
H
C
Cl
e
H
C
CH3
H
C
CH3
CH3
Br
CH3
CH3
H
C
Cl
H
C
CH3
e
Cl
C
H
F
C
H
CH3
F
e)
e
H3C
CH3
CH3
H3C
5
Resolução:
a)
b)
c)
d)
e)
Mesmo composto
Enantiômeros
Mesmo composto
Diastereoisômeros
Diastereoisômeros
Questão 09
Determine o pH no ponto de equivalência da titulação de 25, 0 mL de ácido hipocloroso aquoso  K a  3  10 – 8  com
concentração 0 , 010 mol / L , com hidróxido de potássio 0 , 020 mol / L , realizada a 25 º C .
Resolução:
No ponto de equivalência o pH é calculado pela hidrólise do íon hipoclorito:
ClOaq   H 2O l   HClO aq   OH aq 
Cuja constante de hidrólise é:
K
1014
106
KH  W  KH 
 KH 
8
KA
3  10
3
Como a concentração da base é o dobro da concentração do ácido, o volume de KOH consumido na equivalência será 12,5mL .
Logo a concentração do hipoclorito pode ser calculada por:
C  v  C'  v'
0,01  25  C'  37 ,5
C'  2 3  102
mol
L
Como: OH    K B  C e, nesse caso, K B  K H , teremos OH   
 OH   
106 2
  102
3
3
2
mol
 108
9
L
Então o pOH será dado por:
1
2

pOH  log   109 
9

pOH  4 ,33  pH  9,67
2
Questão 10
A reação abaixo segue a mesma cinética do decaimento radioativo.
A  2 B  12 C
Ao se acompanhar analiticamente o desenvolvimento desta reação na temperatura T1 , obtêm-se o Gráfico 1, o qual
estabelece uma relação entre a concentração molar da substância A no meio reacional e o tempo de reação.
0,022
0,020
0,018
[A]mol/L
0,016
0,014
0,012
0,010
0,008
0,006
0,004
0
100 200 300 400 500 600 700 800
Tempo (s)
Gráfico 1 – Concentração da substância A
no tempo
6
–5,0
–5,5
–6,0
–6,5
In K
–7,0
–7,5
–8,0
–8,5
–9,0
–9,5
–10,0
0,0029
0,0030
0,0031
0,0032
0,0033
–1
1/T (K )
Gráfico 2 – In K versus 1/T
Ao se conduzir esta mesma reação em diversas temperaturas, obtêm-se diferentes valores para a constante de velocidade
de reação k, conforme os dados da Tabela 1.
Tabela 1 – Efeito da temperatura na constante de velocidade k
Temperatura  ºC 
25
45
55
65
Constante de velocidade,
k  s 1 
3, 2  105
5,1 104
1, 7  103
5, 2  103
Finalmente, com um tratamento matemático dos dados da Tabela 1, pode-se construir o Gráfico 2, o qual fornece uma
relação entre a constante de velocidade e a temperatura.
Com base nas informações fornecidas, considerando ainda que ln 2  0 , 69 e que a constante universal dos gases é
igual a 8,3 J / mol.K , determine
a) a temperatura T1 ;
b)
a energia de ativação, em kJ / mol , da reação.
Resolução:
a)
Como a reação é de primeira ordem, fato que pode ser observado pela unidade da constante  s 1  , do gráfico 1 podemos obter
a meia-vida:
t 1 2  400s (tempo necessário para a concentração diminuir de 0,020
Teremos: K 
mol
mol
para 0,010
)
L
L
ln 2
0 ,69
K 
 K  1,725  103 s 1
p
400
Pela tabela fornecida observa-se que a temperatura é 55º C .
b)
Equação de ARRHENIUS:
 E 
K  A  exp   a 
 RT 
Para linearizarmos tal expressão, aplicaremos o ln dos dois lados da equação:
E 1
ln K  ln A  a 
R T
Tal expressão corresponde a equação de uma reta onde o coeficiente angular  a  é dado por:
 Ea
R
Pelo gráfico 2 obtém-se o coeficiente angular:
9 ,8  5,2
a
 a  1,150  104
0 ,0033  0 ,0029
 Ea
 Ea
kJ
 1,150  104 
Como: a 
 Ea  95, 45
8,3
R
mol
a
7
Professores:
Química
Daniel Tostes
Everton
Gildão
Luís Cícero
Thé
Welson
Colaboradores
Aline Alkmin
Carolina Chaveiro
José Diogo
Moisés Humberto
Digitação e Diagramação
Daniel Alves
Érika Rezende
João Paulo
Valdivina Pinheiro
Desenhistas
Luciano Barros
Rodrigo Ramos
Vinicius Ribeiro
Projeto Gráfico
Vinicius Ribeiro
Assistente Editorial
Valdivina Pinheiro
Supervisão Editorial
José Diogo
Rodrigo Bernadelli
Marcelo Moraes
Copyright©Olimpo2013
A Resolução Comentada das provas do IME poderá ser obtida diretamente no
OLIMPO Pré-Vestibular, ou pelo telefone (62) 3088-7777
As escolhas que você fez nessa prova, assim como outras escolhas na vida, dependem de conhecimentos,
competências, conhecimentos e habilidades específicos. Esteja preparado.
www.grupoolimpo.com.br
8