AGRUPAMENTO DE ESCOLAS DE VOUZELA E CAMPIA
AGEVC
10º ano de escolaridade
Teste Intermédio de Agrupamento
Física e Química A
11 páginas
Duração da prova: 90 min | 2015-02-10
VERSÃO 1
Indique de forma legível a versão do teste.
Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta indelével, azul ou preta.
É permitida a utilização de régua, esquadro, transferidor e calculadora gráfica.
Não é permitido o uso de corretor. Em caso de engano, deve riscar aquilo que pretende que não
seja classificado.
Para cada resposta, indique a numeração do grupo e do item.
Apresente as suas respostas de forma legível.
Apresente apenas uma resposta para cada item.
O teste inclui uma tabela de constantes, um formulário e uma Tabela Periódica.
As cotações dos itens encontram-se no final do teste.
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TABELA DE CONSTANTES
Constante de Avogadro
Volume molar de um gás (PTN)
NA = 6,02 × 1023 mol-1
Vm = 22,4 dm3 mol-1
FORMULÁRIO
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GRUPO I
Cientistas detetam luz estelar do início do Universo
Pesquisadores da Universidade de Berkeley usaram telescópio de raios gama para encontrar
emissões luminosas das primeiras estrelas do Universo. Luz estelar
antiga, emitida pelas primeiras estrelas do universo, foi detetada
com o uso do Telescópio Espacial Fermi, que deteta raios gama.
"É provável que tenham sido os primeiros objetos a se formarem
em nosso universo. Formaram-se aproximadamente 500 milhões
de anos depois do Big Bang. diz Marco Aello, astrofísico da Universidade de Berkeley.
Os cientistas supõem que o Big Bang, tenha ocorrido há aproximadamente 15 mil milhões de
anos e após esse instante surgiu a criação de nosso universo. As primeiras estrelas do universo
eram maciças e constituídas principalmente por hidrogénio. É bem provável que o hidrogénio se
tenha “queimado” por completo rapidamente e tenham explodido formando supernovas, logo
no início. Embora essas primeiras estrelas tenham desaparecido há muito tempo, a luz que emitiram continua a chegar até nós, afirmou Aello.
In The New York Times | 11/11/2012
1. Selecione a única opção que permite obter uma afirmação correta
De acordo com o texto, o conhecimento das primeiras estrelas que se formaram no universo foi
detetada pela análise …
(A) … da radiação visível emitida pelas estrelas.
(B) … da radiação gama emitida pelas estrelas.
(C) … dos espetros das estrelas na região do visível.
(D) … da radiação de fundo (micro-ondas) detetada no universo.
2. Relativamente ao ano-luz, uma unidade muito utilizada em astronomia, podemos afirmar que:
(A) O ano-luz é uma unidade de tempo.
(B) Um ano- luz corresponde ao tempo que a luz demora a percorrer a distância entre o Sol e a
Terra
(C) O ano-luz é uma unidade de distância.
(D) Um ano- luz corresponde ao tempo que e luz demora a percorrer a galáxia Via Láctea.
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3. O efeito fotoelétrico é uma das mais importantes evidências de que a interação da radiação com
a matéria (eletrões) pode ocorrer com absorção de quantidades discretas de energia, “quantum
de energia” ou “fotão”. O césio é um metal alcalino bastante utilizado em células fotoelétricas
em virtude de ser relativamente fácil de arrancar um eletrão de valência fazendo incidir radiação visível. A energia de remoção do césio é 3,0 x 10-19 J.
3.1. Sobre uma célula de césio fez-se incidir radiação ultravioleta. Cada fotão dessa radiação
possui energia de 0,4 x 10-17J.
De acordo com os dados apresentados podemos afirmar que:
(A) Não ocorre efeito fotoelétrico.
(B) Ocorre efeito fotelétrico e o eletrão é ejetado com energia de 3,7 x 10-18J.
(C) Ocorre efeito fotelétrico e o eletrão é ejetado com energia de 2,6 x 10-18J.
(D) Ocorre efeito fotelétrico mas o eletrão não possui energia cinética.
3.2. Relativamente ao efeito fotoelétrico, selecione a afirmação correta.
(A) A intensidade de eletrões emitidos por uma placa metálica na qual incide uma radiação,
depende da intensidade da radiação incidente.
(B) O número de eletrões emitidos por uma chapa metálica na qual incide uma radiação depende da energia dos fotões incidentes.
(C) A energia cinética dos eletrões emitidos por uma chapa metálica é tanto maior quanto maior a intensidade da radiação incidente.
(D) O número de eletrões emitidos por uma chapa metálica na qual incide uma radiação depende da energia de remoção dos eletrões do metal.
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Grupo II
1. Na figura 1, está representado um diagrama de níveis de energia, no qual estão assinaladas
algumas transições eletrónicas que podem ocorrer no átomo de hidrogénio.
Algumas das transições eletrónicas assinaladas na figura estão relacionadas com as riscas que se
observam no espectro de emissão do hidrogénio.
Considere que um átomo de hidrogénio se encontra no
primeiro estado excitado (n=2) e que sobre esse átomo
incide radiação de energia igual a 3,6 x 10-19J.
Indique justificando, se ocorrerá a transição do eletrão
para o nível energético seguinte.
2. A espectroscopia fotoeletrónica baseia-se no efeito fotoelétrico para se obter os valores das
energias de remoção dos eletrões num átomo. A partir dos valores das energias de remoção
eletrónica, pode-se inferir as energias dos níveis e subníveis dos eletrões nesse átomo, uma vez
que os valores das energias dos níveis e subníveis são simétricos dos valores das energias de
remoção. Numa experiência com o metal sódio (11Na), obtiveram-se experimentalmente os valores de energia de remoção:
E1= 172 x 10-18 J, E2=10,56 x 10-18 J; E3= 5,45 x 10- 18 J; E4= 0,82 x 10-18 J
2.1. Atendendo à configuração eletrónica do átomo de sódio no estado fundamental, justifique
a existência de quatro valores de energia de remoção para o átomo de sódio.
2.2. O valor da energia da orbital mais energética do átomo de sódio no estado fundamental é:
(A) E=+ 0,82 x 10-18 J.
(B) E= - 0,82 x 10-18 J.
(C) E= + 172x 10-18 J.
(D) E= - 172x 10-18 J.
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2.3. Indique um conjunto de números quânticos que possam caraterizar um eletrão de valência
do átomo de sódio, no estado fundamental.
2.4. No átomo de sódio, no estado fundamental, existem diversas orbitais preenchidas.
Dessas orbitais, apenas:
(A) três se encontram completamente preenchidas.
(B) uma de valência se encontra completamente preenchida.
(C) cinco se encontram completamente preenchidas.
(D) seis se encontram completamente preenchidas
Grupo III
A atmosfera atual, ao nível do mar, é constituída por ar seco (que por sua vez é composto pelo
seguintes gases, 78% de N2, 21% de O2 e 1% de outras substâncias gasosas) e por H2O em quantidade variável (percentagem molar inferior a 4%). A composição é constante nos constituintes
maioritários, mas existem constituinte vestigiais cuja ao papel é fundamental para a existência
de vida o planeta, como é caso do dióxido de carbono, e outros são poluentes como é o caso de
óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogénio (NO, NO2).
Nas camadas superiores da atmosfera, a composição gasosa é diferente por esse motivo a densidade da atmosfera varia com a altitude. No entanto, a densidade, não é o critério utilizado
para a divisão da atmosfera. A divisão da atmosfera em camadas baseia-se na existência de
pontos de inflexão na curva que traduz a relação da temperatura com a altitude.
1. A variação da temperatura na estratosfera deve-se…
(A) … ao facto da superfície da Terra aquecer as camadas do ar mais próximas
(B) … à absorção de radiação solar de elevada energia que provocam a ionização e a aceleração
das partículas nesta camada.
(C) … à elevada concentração de ozono que absorve radiação UV, ocorrendo reações químicas
exotérmicas.
(D) … à elevada concentração de ozono que absorve radiação IV, ocorrendo reações químicas
exotérmicas.
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2. Admita que tem à temperatura de 25° C e pressão de 1 atm, duas amostras gasosas. Uma das
amostras tem 16,0 g de oxigénio ( O2 ), a outra amostra tem 1,0 mol de nitrogénio (N2 ).
Pode-se afirmar que:
(A) O volume ocupado pelo gás oxigénio, O2(g), é aproximadamente um quarto do volume ocupado pelo gás nitrogénio N2.
(B) O volume ocupado pelo gás oxigénio, O2(g), é aproximadamente igual ao volume ocupado
pelo gás nitrogénio N2.
(C) O volume ocupado pelo gás oxigénio, O2(g), é aproximadamente o dobro do volume ocupado pelo gás nitrogénio N2.
(D) O volume ocupado pelo gás oxigénio, O2(g), é aproximadamente metade do volume ocupado pelo gás nitrogénio N2.
3. Considere uma amostra de 1 m3 ar atmosférico. Determine a massa de nitrogénio (N2), medidos
em condições PTN, existentes na amostra de ar atmosférico. {%(V/V)N2=78%.}
4. O dióxido de carbono, CO2(g), é um dos principais gases que contribuem para o efeito de estufa,
sendo conhecidas diversas ações conducentes à redução das suas emissões para a atmosfera.
No entanto, além do dióxido de carbono, o vapor de água, H 2O(g), e o metano, CH4(g), também
contribuem para esse efeito. Tanto a molécula H2O como a molécula CO2 têm um átomo central, respetivamente de oxigénio e de carbono, no entanto estas moléculas não apresentam a
mesma geometria.
Represente estas moléculas de acordo com a notação de Lewis e justifique a diferença apresentada na geometria.
5. Dos gases poluentes diariamente lançados para a atmosfera, o monóxido de carbono - CO é um
gás mais tóxico que o dióxido de carbono - CO2.
Relativamente a estes gases podemos afirmar que:
(A) A dose letal DL50 para o CO2 é superior ao da DL50 para o CO.
(B) É necessário inspirar maior quantidade de CO, do que de CO2 para provocar intoxicação.
(C) A dose letal DL50 para o CO2 é inferior ao da DL50 para o CO.
(D) É necessário inspirar menor quantidade de CO2, do que de CO para provocar intoxicação.
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6. Na parte mais alta da atmosfera, moléculas de oxigénio (O2) e de nitrogénio (N2) filtram a
radiação solar de um modo que nenhuma energia maior que 9,0 x 10-19 J atinge a superfície da
Terra. Já a radiação da gama de energias inferiores, valores compreendidos entre 6,0 x 10-19 J a
9,0 x 10-19J é filtrada principalmente pelas moléculas de ozono, O3, que se encontram na parte
média e baixa da estratosfera. Na tabela seguinte estão registados os valores das energias de
dissociação e de ionização para as moléculas O2 e N2.
Molécula
N2
O2
Energia de dissociação /J
Energia de ionização/J
-18
2,5 x 10-18
1,9 x 10-18
1,6 x 10
8,3 x 10-19
6.1. A radiação UV é filtrada pela atmosfera em particular na termosfera e na estratosfera.
Com base no texto e nos dados da tabela apresente um sucinto texto em que aborde os seguintes tópicos:
-Tipo de reações fotoquímicas que ocorrem em cada camada, e o respetivo tipo de radiação
UV responsável por essas reações.
- Apresente uma equação química da reação fotoquímica para cada uma das duas camadas
referidas no texto.
-As moléculas de N2 não sofrem dissociação com a correspondente formação de radicais N*
na estratosfera.
6.2. No gráfico da figura, estão representadas duas curvas que correspondem à variação da
energia potencial quando se formam duas moléculas diatómicas X2 e Y2
Pode-se afirmar que:
(A) O comprimento de ligação na molécula Y2 é menor
do que na molécula X2.
(B) A molécula X2 é mais estável que a molécula Y2.
(C) A formação da molécula X2 a partir dos átomos
isolados requer a absorção de maior valor de energia.
(D) À medida que os átomos se aproximam a estabilidade das moléculas diminui.
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6.3. Sabendo que a ordem de ligação na molécula de X2 é 3 e que a ordem de ligação na molécula Y2 é 2.
Selecione a alternativa que contém os valores que devem substituir as letras (a) e (b), respetivamente, de modo a tornar verdadeira a afirmação seguinte.
A molécula X2 possui __(_a_)__ eletrões ligantes e__(_b_)__ eletrões não ligantes. A molécula
Y2, como possuí __(_c_)__ número de eletrões ligantes, o valor do comprimento médio dessa
ligação é __(_d_)__ ao da molécula de X2.
(A) ... seis ... quatro…maior…superior.
(B)... seis ... quatro…menor…superior.
(C) ... três ... dois…menor…superior.
(D) ... três ... quatro…menor…inferior.
7. Considere o alcano de cadeia ramificada, cuja fórmula de estrutura está representada na figura.
Selecione a alternativa que corresponde ao nome deste alcano, de acordo com as regras da IUPAC.
(A) 4-bromo-4,5-dicloro-2-etilpentano
(B) 5-bromo-5,6-dicloro-3-metil-hexano
(C) 2-bromo-1,2-dicloro-4-metil-hexano
(D) 2-bromo-1,2-dicloro-heptano
Grupo IV
Numa atividade laboratorial, um grupo de alunos preparou, com rigor, 250 cm3 de uma solução
de hidróxido de sódio NaHO, de concentração 3,00 x 10-2 moldm-3, por pesagem de um soluto
sólido.
1. Calcule a massa de hidróxido de sódio que os alunos pesaram para prepararem esta solução.
(Apresente todas as etapas de resolução)
2. Indique o material que os alunos utilizaram para preparar a solução.
3. Considere que os alunos prepararam ainda, com rigor, 50 cm3 de uma solução de concentração 6,00 x 10-3 moldm-3, por diluição da solução 3,00 x 10-2 moldm-3 de hidróxido de sódio.
Determine o volume de solução mais concentrada, que os alunos tiveram que medir para preparar a solução mais diluída. (comece por determinar o fator de diluição).
FIM
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Cotações
GRUPO I
1. .......................................................8 pontos
2. .......................................................8 pontos
3.1. ...................................................8 pontos
3.2. ...................................................8 pontos
----------------32 pontos
GRUPO III
1. ................................................ 8 pontos
2. ................................................ 8 pontos
3. .............................................. 16 pontos
4. .............................................. 12 pontos
5.1. ............................................. 8 pontos
6.1. ........................................... 16 pontos
GRUPO II
1. .....................................................12 pontos
6.2. .............................................. 8 pontos
2.1. ...................................................8 pontos
7. ................................................ 8 pontos
6.3. .............................................. 8 pontos
2.2. ...................................................8 pontos
----------------92 pontos
2.3. ...................................................8 pontos
2.4. ...................................................8 pontos
----------------44 pontos
GRUPO IV
1. .............................................. 12 pontos
2. ................................................ 8 pontos
3. .............................................. 12 pontos
----------------32 pontos
Total
-----------------200 pontos
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