Gases
Parte I
1. (Uem 2012) Os chamados airbags (bolsas de ar) são dispositivos de segurança utilizados para minimizar as lesões graves
sofridas por motoristas, quando estes estão sujeitos a colisões frontais do veículo automotor que ocupam. O uso do airbag
reduz em 30% as lesões graves. O airbag consiste, basicamente, de uma bolsa de gás, que é colocada no volante do veículo, com
volume de, aproximadamente, 60 litros, de formato cilíndrico e com 30 cm de comprimento; é totalmente inflado em um
-3
intervalo de tempo de, aproximadamente, 40.10 s, devido à reação química entre NaN3, KNO3 e SiO2, a qual libera nitrogênio
em seu estado gasoso, após a colisão ser detectada. A colisão é detectada por um “acelerômetro”, que aciona
-3
instantaneamente o airbag, se a velocidade do veículo variar em, no mínimo, 15 km/h num intervalo de tempo de 5.10 s.
Considerando essas afirmações, assinale o que for correto.
3
01) A taxa média com que o airbag é inflado é de 1,5.10 L/s
02) A base cilíndrica do airbag, face que fica diretamente à frente do motorista, desloca-se 30 cm, quando o acessório estiver
totalmente inflado; portanto, sua velocidade final é de, aproximadamente, 7,5 m/s, tomando-se o veículo como referencial.
04) Ao colidir, se a cabeça do motorista estiver a 75 cm do volante do veículo, e o conjunto motorista/veículo estiver a 72 km/h,
-3
o veículo terá sua velocidade reduzida em 18 km/h, nos primeiros 5.10 s, e continuará com essa mesma desaceleração até
parar completamente. O airbag estará completamente inflado, antes de a cabeça do motorista atingi-lo, se o motorista não
estiver usando cinto de segurança, desprezando-se os atritos.
08) O diâmetro do airbag é maior que 80 cm.
16) A quantidade de nitrogênio necessária para inflar o airbag, à temperatura de 25ºC e à pressão de 1 atm, é maior que 4 mols,
se este for considerado um gás ideal.
2. (Fuvest 2014) A tabela abaixo apresenta informações sobre cinco gases contidos em recipientes separados e selados.
Recipiente
1
2
3
4
5
Gás
O3
Ne
He
N2
Ar
Temperatura (K)
273
273
273
273
273
Pressão (atm)
1
2
4
1
1
Volume (l)
22,4
22,4
22,4
22,4
22,4
Qual recipiente contém a mesma quantidade de átomos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm e
273 K?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
3. (Uerj 2014) Uma das técnicas empregadas para separar uma mistura gasosa de CO2 e CH4 consiste em fazê-la passar por uma
solução aquosa de Ba(OH)2.
Uma amostra dessa mistura gasosa, com volume total de 30 L, sob temperatura de 27 °C e pressão de 1 atm, ao reagir com a
solução aquosa de Ba(OH)2, produz a precipitação de 98,5 g de BaCO3. A fração gasosa remanescente, nas mesmas condições de
temperatura e pressão, contém apenas CH4.
O volume, em litros, de CH4 remanescente é igual a:
-1
-1
Dado: R = 0,082 atm.L.mol .K .
a) 10
b) 12
c) 15
d) 18
4. (Fuvest 2014) O rótulo de uma lata de desodorante em aerosol apresenta, entre outras, as seguintes informações:
“Propelente: gás butano. Mantenha longe do fogo”. A principal razão dessa advertência é:
a) O aumento da temperatura faz aumentar a pressão do gás no interior da lata, o que pode causar uma explosão.
b) A lata é feita de alumínio, que, pelo aquecimento, pode reagir com o oxigênio do ar.
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c) O aquecimento provoca o aumento do volume da lata, com a consequente condensação do gás em seu interior.
d) O aumento da temperatura provoca a polimerização do gás butano, inutilizando o produto.
e) A lata pode se derreter e reagir com as substâncias contidas em seu interior, inutilizando o produto.
5. (Ueg 2013) Uma amostra de 25 g de carbonato de cálcio impuro foi submetida à decomposição por aquecimento e
verificou-se a produção de 5 L de gás carbônico que foi medido a 30 °C e 1 atm. O porcentual de carbonato de cálcio
presente na amostra é aproximadamente:
Dados: MM ( CaCO3 ) = 100 g ⋅ mol−1; R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K −1
a) 20%
b) 60%
c) 80%
d) 90%
–1
6. (Ufpe 2013) O metano (CH4, massa molar 16 g mol ) é considerado um gás estufa, pois pode contribuir para aumentar a
temperatura da atmosfera, que, por sua vez, é composta praticamente por 75% em massa de dinitrogênio (N2, massa molar 28 g
–1
–1
mol ) e 25% em massa de dioxigênio (O2, massa molar 32 g mol ). Considerando gases ideais na mesma temperatura, analise
as proposições a seguir.
( ) A uma mesma pressão, 16 g de CH4 ocupa o mesmo volume que 28 g de N2.
( ) Na atmosfera, a pressão parcial de N2 é três vezes menor que a pressão parcial de O2.
( ) Num recipiente com volume constante contendo a mesma massa de CH4 e de O2, a pressão parcial de CH4 é duas vezes
maior que a pressão parcial de O2.
( ) A energia cinética média de um mol de N2 é 7/8 menor que a de um mol de O2.
( ) Um mol de CH4 tem 5/2 vezes mais energia potencial que um mol de N2.
7. (Uem 2013) Um recipiente hermeticamente fechado, que pode ter sua temperatura e sua pressão controladas, está
preenchido com 30 g de gás hidrogênio, 64 g de gás oxigênio e 84 g de gás nitrogênio. A partir dessas informações, assinale a(s)
alternativa(s) correta(s). Assuma que os gases se comportam como gases ideais.
01) Nas CNTP, a pressão parcial do gás hidrogênio é maior do que a soma das pressões parciais dos gases oxigênio e nitrogênio.
02) Nas CNTP, o volume parcial de oxigênio é 10% do volume total.
04) A razão entre as pressões parciais de hidrogênio e oxigênio se altera com a mudança na temperatura do recipiente de 300 K
para 350 K, na pressão de 1 atm.
08) Nas CNTP, o volume do recipiente é de 448 litros.
16) Essa mistura será sempre homogênea, entre as temperaturas de –270°C e 300°C, a 5 atm de pressão.
8. (Unesp 2013) Uma forma de obter hidrogênio no laboratório é mergulhar zinco metálico em uma solução de ácido clorídrico,
conforme a reação descrita pela equação apresentada a seguir.
Zn(s) + 2HCℓ (aq) → ZnCℓ (aq) + H2 (g)
Considere que uma tira de zinco metálico foi colocada em um recipiente contendo HCℓ em solução aquosa na concentração de
1 mol/L. Em 20 segundos a temperatura do recipiente elevou-se em 0,05 °C e 25 mL de hidrogênio foram produzidos.
Considerando que essa reação ocorreu a 27 °C e 1 atm, determine a velocidade da reação em mL H2/s e em mol H2/s.
Use: R = 0,082 L ⋅ atm ⋅ K –1 ⋅ mol–1
9. (Unicamp 2013) Na década de 1960, desenvolveu-se um foguete individual denominado “Bell Rocket Belt", que fez grande
sucesso na abertura das Olimpíadas de 1984.
Simplificadamente, esse foguete funciona à base da decomposição de peróxido de hidrogênio
contido no compartimento 2, onde ele é estável. Abrindo-se a válvula 3, o peróxido de
hidrogênio passa para o compartimento 4, onde há um catalisador. Nesse compartimento, o
peróxido se decompõe muito rapidamente, de acordo com a equação abaixo:
H2O2 ( ℓ ) → H2O ( g) + ½ O2 ( g ) ;
∆H = −54 kJ mol−1
Com base nessas informações, responda:
a) No funcionamento do dispositivo há liberação ou absorção de energia? Justifique.
b) Considerando a decomposição total de 68 quilogramas de peróxido de hidrogênio contidos no
dispositivo, quantos metros cúbicos de gases são produzidos? Leve em conta que nas condições
3
-1
de uso do dispositivo o volume molar gasoso é de 0,075 m mol .
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10. (Ufsj 2013) O dióxido de carbono é o gás dos refrigerantes e sua dissolução é influenciada pela pressão, pela temperatura e
pela reação química com a água. Em relação a isso, é INCORRETO afirmar que
a) a mudança de temperatura do refrigerante não afeta a reação química entre o dióxido de carbono e a água.
b) a dissolução diminui devido ao abaixamento da pressão parcial do gás em seu interior, quando a garrafa for aberta.
c) a dissolução do dióxido de carbono na solução aumenta ao se colocar a garrafa lacrada na geladeira.
d) o gás estabelece um equilíbrio químico com a água, ácido carbônico, íons hidrogênio e íons HCO3 − .
11. (Ufg 2013) Analise o esquema a seguir.
Ao se introduzir uma bolha de gás na base do cilindro, ela inicia sua ascensão ao longo da coluna de líquido, à temperatura
constante. A pressão interna da bolha e a pressão a que ela está submetida, respectivamente,
a) aumenta e diminui.
b) diminui e diminui.
c) aumenta e permanece a mesma.
d) permanece a mesma e diminui.
e) diminui e permanece a mesma.
12. (Ufg 2013) Em um processo industrial, um reator de 250 L é preenchido com uma mistura gasosa composta de 50 kg de N2O;
37 kg de NO e 75 kg de CO2. Considerando-se a temperatura de 527 °C, a pressão interna, em atm, do reator, será,
aproximadamente,
Dado:
-1 -1
R = 0,082 atm L mol K
a) 1
b) 108
c) 350
d) 704
e) 1069
13. (Ufg 2013) Analise o esquema a seguir.
Na garrafa PET ilustrada no esquema, foram colocados alguns
mL de etanol. Em seguida, homogenizou-se o etanol com a
atmosfera interna, agitando-se a garrafa. Ao acender um
fósforo próximo ao pequeno orifício na tampa, ocorre a
combustão do etanol no interior da garrafa e ela é deslocada
do ponto 1 para o ponto 2. Considerando-se o exposto,
a) escreva a equação balanceada da combustão do etanol
ocorrida (admita a combustão completa);
b) explique por que a garrafa se desloca do ponto 1 para o
ponto 2.
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14. (Uerj 2013) Dois balões idênticos são confeccionados com o mesmo material e apresentam volumes iguais. As massas de
seus respectivos conteúdos, gás hélio e gás metano, também são iguais. Quando os balões são soltos, eles alcançam, com
temperaturas internas idênticas, a mesma altura na atmosfera.
Admitindo-se comportamento ideal para os dois gases, a razão entre a pressão no interior do balão contendo hélio e a do balão
contendo metano é igual a:
a) 1
b) 2
c) 4
d) 8
15. (Ufg 2013) Uma lata de refrigerante tem o volume total de 350 mL. Essa lata está aberta e contém somente o ar
atmosférico, e é colocada dentro de um forno a 100°C. Após a lata atingir essa temperatura, ela é fechada. A seguir, tem sua
temperatura reduzida a 25°C. Com o decréscimo da temperatura, ocorre uma redução da pressão interna da lata que levará a
uma implosão. Ante o exposto, calcule a pressão no interior da lata no momento imediatamente anterior à implosão e o volume
final após a implosão.
16. (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
17. (Ufpr 2013) Nos últimos dois anos, a imprensa divulgou notícias sobre o risco de explosão oferecido por condomínios de
luxo e um Shopping Center de São Paulo. Os estabelecimentos foram construídos sobre antigos lixões. Nesses casos, o órgão
responsável, ligado à Secretaria de Meio Ambiente, autuou os estabelecimentos, exigindo providências quanto à instalação de
sistema de extração de gases.
Em relação a esse risco, considere as seguintes afirmativas:
1. O risco de explosão deve-se principalmente à presença de metano, produzido por micro-organismos em condições
anaeróbicas, na decomposição do material orgânico presente no lixão.
2. Os gases oferecem risco de explosão porque reagem vigorosamente com agentes oxidantes fortes.
3. O gás metano é facilmente detectado pelo odor característico.
4. Os gases que oferecem risco de explosão apresentam alta densidade, formando lençóis nos compartimentos de subsolo,
como garagens subterrâneas.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.
e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
Parte II: como cai na UFJF
1. (Ufjf 2007) A calibração dos pneus de um automóvel deve ser feita periodicamente. Sabe-se que o pneu deve ser calibrado a
2
°
uma pressão de 30 lb/pol em um dia quente, a uma temperatura de 27 C. Supondo que o volume e o número de mol injetados
°
são os mesmos, qual será a pressão de calibração (em atm) nos dias mais frios, em que a temperatura atinge 12 C?
2
Dado: Considere 1 atm ≈ 15 lb/pol .
a) 1,90 atm.
b) 2,11 atm.
c) 4,50 atm.
d) 0,89 atm.
e) 14,3 atm.
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2. (Ufjf 2007) Existem vários tipos de extintores de incêndio, um deles é chamado de "extintor de espuma". No seu interior,
encontram-se em dois compartimentos separados, carbonato de sódio sólido e ácido sulfúrico aquoso. Quando esse tipo de
extintor é colocado de cabeça para baixo, um tampão que separa os compartimentos se rompe e permite que ocorra a seguinte
reação:
Na2CO3(s) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(ℓ) + CO2(g)
a) Qual é o tipo de reação que acontece e qual é o nome do sal formado?
b) Esses extintores não podem ser utilizados para apagar fogo em instalações elétricas, pois a espuma formada pelos produtos
da reação é eletrolítica, ou seja, conduz corrente elétrica. Explique porque essa condutividade aparece.
c) O CO2 formado produz uma pressão dentro do recipiente e é eliminado. Sendo mais denso do que o ar, o CO2 evita o contato
do material que está queimando com o oxigênio. Por que o CO2 é mais denso do que o ar?
Dado: A massa molar média do ar é 28,9 g/mol.
d) Outros extintores são chamados de extintores de pó químico e utilizam substâncias sólidas, por exemplo, bicarbonato de
sódio que, ao entrar em contato com o material que está queimando, se decompõe pelo calor e libera CO2 de acordo com a
reação a seguir:
2 NaHCO3(s) 
Δ → Na2CO3(aq) + H2O(ℓ) + CO2(g)
Quantos litros de CO2 seriam gerados a partir de 1 kg de bicarbonato, considerando as CNTP?
e) Explique a seguinte frase: "O oxigênio do ar propaga as chamas de um incêndio".
3. (Ufjf 2003) Sabendo-se que, nas CNTP, 1 mol de qualquer gás ocupa um volume igual a 22,4 L, determine a massa, em
gramas, de gás carbônico que se obtém, quando se provoca a combustão completa de 5,6 L do gás metano nas CNTP.
a) 22,4
b) 5,6
c) 28
d) 44
e) 11
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