QUÍMICA
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1.
11º ANO
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS BASEADOS EM EQUAÇÕES QUÍMICAS
Na preparação comercial do hidróxido de sódio (soda cáustica - 𝑁𝑎𝑂𝐻) faz-se reagir o carbonato de sódio (𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 ) com
uma solução de hidróxido de cálcio (𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 ). A equação química que traduz esta reação é:
𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 (𝑎𝑞) → 2 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑞) + 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠)
1.1. Além do hidróxido de sódio obtém-se um outro produto de reação. Que nome tem?
1.2. Que massa de hidróxido de sódio se obtém quando se tratam 5,0 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑁𝑎2 𝐶𝑂3 com 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 ?
2.
Em qual das reações seguintes se consome mais ácido azótico para se obter 1,00 𝑚𝑜𝑙 de água?
(A) 3 𝐶𝑢 (𝑠) + 8 𝐻𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) → 3 𝐶𝑢(𝑁𝑂3 )2 (𝑎𝑞) + 2 𝑁𝑂 (𝑔) + 4 𝐻2 𝑂 (𝑙)
(B) 𝐴𝑙2 𝑂3 (𝑠) + 6 𝐻𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) → 2 𝐴𝑙(𝑁𝑂3 )3 (𝑎𝑞) + 3 𝐻2 𝑂 (𝑙)
(C) 4 𝑍𝑛 (𝑠) + 10 𝐻𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) → 4 𝑍𝑛(𝑁𝑂3 )2 (𝑎𝑞) + 𝑁𝐻4 𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 3 𝐻2 𝑂 (𝑙)
3.
Ao aquecer-se o nitrato de potássio (𝐾𝑁𝑂3 ), este decompõe-se em nitrito de potássio (𝐾𝑁𝑂2 ) e liberta oxigénio, de
acordo com a equação química:
2 𝐾𝑁𝑂3 (𝑠) → 2 𝐾𝑁𝑂2 (𝑠) + 𝑂2 (𝑔)
Supondo que se aqueceram 95,0 𝑔 de nitrato de potássio, determine:
3.1. O volume de oxigénio que se liberta nas condições PTN.
3.2. A quantidade de nitrito de potássio que se obteve.
4.
O óxido vermelho de mercúrio, 𝐻𝑔𝑂, decompõem-se por ação do calor, originando mercúrio metálico e libertando
oxigénio.
4.1. Escreva a equação química que traduz a decomposição do óxido vermelho de mercúrio, por ação do calor.
4.2. Que quantidade de mercúrio se obtém quando se decompõem totalmente 116,3 𝑔 de óxido vermelho de mercúrio.
4.3. Determine o volume de oxigénio libertado, nas condições PTN.
5.
Atestou-se o depósito de um automóvel com 40,0 𝑙 de combustível, sabendo que nesse volume de combustível existe,
aproximadamente, 265 𝑚𝑜𝑙 de octano (𝐶8 𝐻18 ).
A equação química que traduz a combustão do octano é a seguinte:
2 𝐶8 𝐻18 (𝑙) + 25 𝑂2 (𝑔) → 16 𝐶𝑂2 (𝑔) + 18 𝐻2 (𝑙)
Para percorrer um determinado percurso consumiram-se 10,0 𝑙 de combustível. Com base nestes dados, determine:
5.1. A quantidade de oxigénio necessária para queimar completamente estes 10,0 𝑙 de combustível.
5.2. O volume de dióxido de carbono que se liberta, nas condições PTN.
6.
Consumiram-se completamente 50 𝑔 de carbonato de cálcio puro, de acordo com a equação:
𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠) + 2 𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑞) → 𝐶𝑂2 (𝑔) + 𝐶𝑎𝐶𝑙2 (𝑞) + 𝐻2 𝑂 (𝑙)
Classifique as frases seguintes como verdadeiras ou falsas e corrija as falsas.
(A)
(B)
(C)
(D)
1
A quantidade de 𝐶𝑎𝐶𝑂3 gasta é de 0,50 𝑚𝑜𝑙.
O volume de 𝐶𝑂2 libertado, nas condições PTN, é de 22,4 𝑙.
Consumiram-se 6,0 × 1023 moléculas de 𝐻𝐶𝑙.
A massa de 𝐻2 𝑂 formada é 18,0 𝑔.
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7.
11º ANO
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS BASEADOS EM EQUAÇÕES QUÍMICAS
O hidróxido de sódio reage com o ácido bromídico, em solução aquosa, de acordo com a equação química:
2 𝐻𝐵𝑟 (𝑎𝑞𝑞) + 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 (𝑎𝑞) → 𝐶𝑎𝐵𝑟2 (𝑎𝑞) + 2 𝐻2 𝑂 (𝑙)
Que volume de ácido bromídrico , com a concentração molar de 0,50 𝑚𝑜𝑙. 𝑑𝑚−3,é preciso para reagir completamente
com 0,75 𝑚𝑜𝑙 de hidróxido de cálcio?
8.
23,65 𝑚𝑙 de uma solução de ácido clorídrico reage com 25,00 𝑚𝑙 de uma outra solução 0,105 𝑚𝑜𝑙. 𝑑𝑚−3 em hidróxido
de sódio , de acordo com a equação química seguinte:
𝐻𝐶𝑙 (𝑎𝑞) + 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑞) → 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑎𝑞) + 𝐻2 𝑂 (𝑙)
Determina a concentração do ácido clorídrico.
9.
Um excesso de nitrato de prata em solução aquosa reage com 100,0 𝑚𝑙 de uma outra solução de cloreto de alumínio,
originando 0,275 𝑔 de precipitado de cloreto de prata.
𝐴𝑙𝐶𝑙3 (𝑎𝑞) + 3 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) → 3 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑠) + 𝐴𝑙(𝑁𝑂3 )3 (𝑎𝑞)
9.1. Calcule a concentração molar em cloreto de alumínio.
9.2. Que quantidade de iões cloreto existe nos 100,00 𝑚𝑙 de solução de cloreto de alumínio?
10. Ao fazer reagir 100,00 𝑐𝑚3 de uma solução de sulfato de potássio (𝐾2 𝑆𝑂4 ) com uma outra solução de cloreto de bário
(𝐵𝑎𝐶𝑙2 ) obtém-se 2,30 𝑔 de precipitado de sulfato de bário, de acordo com a equação química:
𝐾2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞) + 𝐵𝑎𝐶𝑙2 (𝑎𝑞) → 𝐵𝑎𝑆𝑂4 (𝑠) + 2 𝐾𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
10.1.
10.2.
Que quantidade de sulfato de potássio existia na solução inicial?
Determine a concentração molar inicial do sulfato de potássio e em iões potássio (𝐾 + ).
11. Uma solução de 𝐻𝐶𝑙, 30% em massa, tem a densidade de 1,15 𝑔. 𝑐𝑚−3 .
11.1.
Calcule a concentração da solução de 𝐻𝐶𝑙.
11.2. Transferiram-se 10,0 𝑚𝑙 desta solução para um balão volumétrico de 1,0 𝑙 de capacidade e adicionou-se água
até ao traço de referência. Fizeram-se reagir 20,0 𝑚𝑙 desta solução diluída com zinco metálico, de acordo com a
equação química seguinte:
𝑍𝑛 (𝑠) + 2 𝐻𝐶𝑙8 (𝑎𝑞) → 𝑍𝑛𝐶𝑙2 (𝑎𝑞) + 𝐻2 (𝑔)
Que volume de hidrogénio, nas condições PTN, se obteve?
12. Dissolveram-se 15,0 𝑔 de hidróxido de sódio em água, tendo-se obtido 250 𝑚𝑙 de solução. Se 25 𝑚𝑙 desta solução
reagirem completamente com 18,5 𝑚𝑙 de uma solução de ácido sulfúrico, de acordo com a equação:
2 𝑁𝑎𝑂𝐻 (𝑎𝑞) + 𝐻2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞) → 𝑁𝑎2 𝑆𝑂4 (𝑎𝑞) + 2 𝐻2 𝑂 (𝑙)
Determine:
12.1.
12.2.
12.3.
2
A quantidade de hidróxido de sódio que se consumiu.
A massa de sulfato de sódio que se obteve.
A concentração molar do ácido sulfúrico.
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11º ANO
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS BASEADOS EM EQUAÇÕES QUÍMICAS
13. O nitrato de prata reage com o cloreto de bário, em solução aquosa, de acordo com a equação química:
2 𝐴𝑔𝑁𝑂3 (𝑎𝑞) + 𝐵𝑎𝐶𝑙2 (𝑎𝑞) → 𝐵𝑎(𝑁𝑂3 )2 (𝑎𝑞) + 2 𝐴𝑔𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
Se adicionarmos 12,6 𝑔 de 𝐴𝑔𝑁𝑂3 a 8,4 𝑔 de 𝐵𝑎𝐶𝑙2 :
13.1.
13.2.
Qual é o reagente limitante?
Que quantidade de cloreto de prata precipita?
14. O sódio metálico reage com o cloreto de potássio, por ação do calor, originando potássio metálico e cloreto de sódio.
𝑁𝑎 (𝑠) + 𝐾𝐶𝑙 (𝑠) → 𝐾 (𝑠) + 𝑁𝑎𝐶𝑙 (𝑠)
Se aquecermos 100,0 𝑔 de 𝑁𝑎 com 100,0 𝑔 de 𝐾𝐶𝑙:
14.1.
14.2.
14.3.
Indique o reagente que se encontra em excesso na reação.
Que quantidade química de cloreto de sódio se obtém?
Quantos átomos de sódio são consumidos?
15. Uma amostra de 1,945 𝑘𝑔 de sulfureto de zinco com 15% de impurezas, ao sofrer a combustão completa numa
atmosfera de 1,00 𝑘𝑔 de oxigénio, origina óxido de zinco (II) e dióxido de enxofre, de acordo com a equação seguinte:
3 𝑍𝑛𝑆 (𝑠) + 3 𝑂2 (𝑔) → 2 𝑍𝑛𝑂(𝑠) + 2 𝑆𝑂2 (𝑔)
Determine:
15.1.
15.2.
15.3.
O reagente limitante.
A quantidade química de óxido de zinco formado.
A massa do reagente em excesso que não reagiu.
16. 337,0 𝑔 de óxido de silício ao serem aquecidos com 44,6 𝑔 de carvão em pó originaram carbite de silícios (𝑆𝑖𝐶) e
monóxido de carbono (𝐶𝑂).
𝑆𝑖𝑂2 (𝑠) + 3 𝐶 (𝑠) → 𝑆𝑖𝐶 (𝑠) + 2 𝐶𝑂 (𝑔)
16.1.
16.2.
16.3.
Qual dos reagente se encontra em excesso?
Qual a quantidade de reagente que não se consumiu?
Qual é o volume de monóxido de carbono que se libertou, nas condições PTN?
17. A reação abaixo esquematizada processa-se até que o reagente limitante se consuma completamente.
2 𝐴𝑙 (𝑠) + 3 𝑀𝑛𝑂 (𝑠) → 𝐴𝑙2 𝑂3 (𝑠) + 3 𝑀𝑛 (𝑠)
Uma mistura constituída por 100,0 𝑔 de alumínio e 200,0 𝑔 de óxido de manganês foi sujeita a aquecimento para que a
reação se processasse.
17.1.
17.2.
17.3.
Qual das substâncias se encontra em defeito?
Calcule a quantidade de reagente que não foi consumido?
Que massa de manganês se obteve?
18. A combustão de 70,0 𝑘𝑔 de um carvão produz 155,0 𝑘𝑔 de dióxido de carbono. Determine o grau de pureza deste carvão,
sabendo que a reação de combustão do carvão se processa segundo a equação:
𝐶 (𝑠) + 𝑂2 (𝑔) → 𝐶𝑂2 (𝑔)
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19. Aqueceram-se 200,0 𝑘𝑔 de calcário (𝐶𝑎𝐶𝑂3 ) com um grau de pureza de 95%, tendo-se obtido óxido de cálcio (𝐶𝑎𝑂) e
libertado dióxido de carbono, de acordo com a equação química:
𝐶𝑎𝐶𝑂3 (𝑠) → 𝐶𝑎𝑂 (𝑠) + 𝐶𝑂2 (𝑔)
19.1.
19.2.
Que massa de 𝐶𝑎𝐶𝑂3 se decompôs?
Calcule o volume de dióxido de carbono libertado, nas condições PTN.
20. Por oxidação de 75,0 𝑘𝑔 de tolueno (𝐶6 𝐻5 𝐶𝐻3 ) obtiveram-se 73,4 𝑘𝑔 de ácido benzóico (𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻). A equação
química que traduz esta reação é a seguinte:
𝐶6 𝐻5 𝐶𝐻3 + 𝑂2 → 𝐶6 𝐻5 𝐶𝑂𝑂𝐻 + 𝐻2
Qual foi o rendimento desta reação?
21. O cianeto de sódio (𝑁𝑎𝐶𝑁) obtém-se industrialmente pelo processo de Castner. Têm-se como reagentes, o sódio, o
carbono e o amoníaco e obtêm-se como produtos de reação o cianeto de sódio e o hidrogénio. Para obter
9,00 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 de cianeto de sódio, a reação tem de processar-se a uma temperatura de 750 º𝐶 durante 8 a 12 horas.
A equação química que traduz esta reação é:
2 𝑁𝑎 (𝑠) + 2 𝐶 (𝑠) + 2 𝑁𝐻3 (𝑔) → 2 𝑁𝑎𝐶𝑁 (𝑠) + 3 𝐻2 (𝑔)
Sabendo que se consumiram 4,8 𝑡𝑜𝑛𝑒𝑙𝑎𝑑𝑎𝑠 de sódio, calcule:
21.1.
21.2.
O rendimento deste processo industrial.
A quantidade de hidrogénio que se libertou.
22. O acetileno (𝐶2 𝐻2 ) é um gás inflamável de chama muito luminosa que, por isso, foi utilizado durante muitos anos para
iluminação. Um dos modos de obter o acetileno é a partir da carbite (𝐶𝑎𝐶2 ). A carbite produz-se em fornos elétricos e a
altas temperaturas, de acordo com a equação química seguinte:
𝐶𝑎𝑂 (𝑠) + 3 𝐶 (𝑠) → 𝐶𝑎𝐶2 (𝑠) + 𝐶𝑂 (𝑔)
Por sua vez, o acetileno obtém-se a partir da carbite, de acordo com a equação química:
𝐶𝑎𝐶2 (𝑠) + 2 𝐻2 𝑂 (𝑙) → 𝐶2 𝐻2 (𝑔) + 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2 (𝑎𝑞)
Que volume de acetileno, medido nas condições PTN, se obtém a partir de 2,00 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑂 sabendo que o rendimento
desta reação na produção da carbite é de 35%?
23. O rendimento da reação entre 𝑃𝐶𝑙3 e 𝐶𝑙2 é de 85%.
𝑃𝐶𝑙3 + 𝐶𝑙3 → 𝑃𝐶𝑙5
Que massa de 𝑃𝐶𝑙3 se deve empregar para se obter 50 𝑔 de 𝑃𝐶𝑙5 ?
24. O ferro pode ser obtido a partir do minério de ferro por redução como carvão, de acordo com a equação química:
2 𝐹𝑒2 (𝑠) + 3 𝐶 (𝑠) → 4 𝐹𝑒 (𝑠) + 3 𝐶𝑂2 (𝑔)
Que massa de minério de ferro com 50% de impurezas se deve empregar para se obter 100,0 𝑘𝑔 de ferro numa reação
com o rendimento de 60%?
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CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS BASEADOS EM EQUAÇÕES QUÍMICAS
25. O gás natural é o combustível fóssil de maior conteúdo energético. É constituído, essencialmente, por metano, 𝐶𝐻4 , um
hidrocarboneto muito volátil, inflamável e inodoro.
25.1. Quando o metano arde no ar, os únicos produtos dessa reação são dióxido de carbono (𝐶𝑂2 ) e água (𝐻2 𝑂),
sendo a reação de combustão traduzida pela seguinte equação química:
𝐶𝐻4 (𝑔) + 2 𝑂2 (𝑔) → 𝐶𝑂2 (𝑔) + 2 𝐻2 𝑂 (𝑔)
Numa reação, ocorrendo em condições normais de pressão e temperatura (PTN), gastou-se 40,0 𝑔 de metano e
obteve-se um volume de 78,4 𝑑𝑚3 de vapor de água.
Determine o rendimento da reação de combustão. Apresente todas as etapas de resolução.
25.2. Um composto derivado do metano, mas com características bem diferentes, é o diclorometano, 𝐶𝐻2 𝐶𝑙2 , que é
um solvente orgânico volátil, não inflamável e de cheiro agradável.
25.2.1. O diclorometano é um composto cuja unidade estrutural é constituída por átomos de carbono, de cloro e
de hidrogénio. Selecione a afirmação correta:
(A) A configuração eletrónica do átomo de carbono, no estado de energia mínima, é 1𝑠 2 2𝑠 2 3𝑠 2 .
(B) Os eletrões do átomo de cloro, no estado de energia mínima, estão distribuídos por três orbitais.
(C) A configuração eletrónica 1𝑠 2 2𝑠 2 2𝑝1 3𝑠1 pode corresponder ao átomo de carbono.
1
(D) O conjunto de números quânticos (3, 0, 1, ) pode caracterizar um dos eletrões mais energéticos do
2
átomo de cloro, no estado de energia mínima.
25.2.2. O esquema seguinte representa um diagrama de níveis de energia no qual estão indicadas algumas
transições eletrónicas possíveis no átomo de hidrogénio.
Selecione a afirmação correta, relativamente às transições assinaladas no diagrama com as letras X, Y, Z e
T.
(A) A transição Z corresponde a uma risca, na região do infravermelho, do espectro de absorção do
hidrogénio.
(B) A transição Y está associada à emissão de radiação menos energética pelo átomo de hidrogénio.
(C) A transição X está associada à absorção de radiação ultravioleta pelo átomo de hidrogénio.
(D) A transição T corresponde à risca azul do espectro de emissão do hidrogénio.
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25.2.3. Considere que o valor de energia do eletrão no átomo de hidrogénio, no estado fundamental, é igual a
−2,18 × 10−18 𝐽.
Selecione a alternativa que completa corretamente a frase seguinte.
Se, sobre um átomo de hidrogénio no estado fundamental, incidir radiação cujos fotões têm energia igual
a 2,18 × 10−18 𝐽...
(A)
(B)
(C)
(D)
… o eletrão não é removido do átomo e permanece no mesmo nível energético.
… o eletrão é removido do átomo e fica com um valor nulo de energia cinética.
… o eletrão é removido do átomo e fica com um valor não nulo de energia cinética.
… o eletrão não é removido do átomo e transita para um nível energético superior.
25.2.4. A tabela seguinte apresenta os valores da primeira energia de ionização dos elementos flúor, cloro, bromo
e iodo.
Elemento
Flúor (𝑭)
Energia de ionização
(𝒌𝑱. 𝒎𝒐𝒍−𝟏 )
1680
Cloro (𝑪𝒍)
1260
Bromo (𝑩𝒓)
1140
Iodo (𝑰)
1010
Interprete a variação encontrada nos valores da primeira energia de ionização dos diferentes halogénios
considerados, atendendo aos valores da tabela.
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