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PROVA ESCRITA DISCURSIVA QUÍMICA Antes de iniciar a prova, leia atentamente as seguintes instruções. Esta prova contém 14 (quatorze) questões e uma dissertação. Verifique se este caderno de questões está completo. A prova terá duração máxima de 5 (cinco) horas. Preencha as informações solicitadas no rodapé da folha, abaixo da linha pontilhada, ÚNICO LOCAL AUTORIZADO PARA A IDENTIFICAÇÃO DO CANDIDATO, sob pena de desclassificação. O candidato somente poderá retirar-se do local onde se realiza a prova após decorridos 60 (sessenta) minutos de seu início. A interpretação dos enunciados faz parte da aferição de conhecimentos e da avaliação, não cabendo, portanto, esclarecimentos adicionais durante a realização da prova. Será eliminado do Concurso Público o candidato que: a) UTILIZAR-SE DE QUALQUER ARTIFÍCIO QUE O IDENTIFIQUE EM QUALQUER ESPAÇO FORA DO RODAPÉ DESTA PÁGINA; b) usar, durante a realização da prova, máquina de calcular, rádios, gravadores, fones de ouvido, telefones celulares, pagers, quaisquer equipamentos eletrônicos ou fontes de consulta/comunicação de qualquer espécie; c) ausentar-se da sala sem assinar a lista de presença, diante do fiscal. A prova deverá ser respondida, obrigatoriamente, com caneta esferográfica de tinta azul ou preta. Para efeito de avaliação, o rascunho não será considerado. Deverá ser obedecido o espaço reservado para a resposta. Os três últimos candidatos, ao entregarem suas provas, permanecerão em sala como testemunhas do encerramento dos trabalhos a cargo do fiscal de sala. Entregue o caderno de questões completo ao fiscal ao término da prova. AGUARDE AUTORIZAÇÃO PARA COMEÇAR A RESPONDER ÀS QUESTÕES. ............................................................................................................................................. Reservado para Avaliação 1 o Examinador: ...................... 2 o Examinador: ...................... 3 o Examinador: ...................... 4 o Examinador: ...................... Reservado para a Coordenação NOME: (letra de forma) ........................................................................................................................ ÁREA DE ATUAÇÃO/ CONHECIMENTO: QUÍMICA Nº DE INSCRIÇÃO: ........................ ASSINATURA: ..................................................................................................................................... Grau obtido Reservado para a Coordenação COLÉGIO PEDRO II Concurso Público de Provas e Títulos para preenchimento de cargos vagos da Carreira de Magistério do Ensino Básico, Técnico e Tecnológico - 2013 COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 2 PROVA ESCRITA DISCURSIVA DE QUÍMICA PRIMEIRA PARTE - QUESTÕES DISCURSIVAS (70 pontos) 1ª QUESTÃO Valor total da questão: 5 pontos Um químico colocou 6,0 g de uma mistura de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio em um cadinho. Após a calcinação, obteve um resíduo que pesou 3,26 g. Calcule as massas de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio presentes na amostra. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 3 2ª QUESTÃO Valor total da questão: 5 pontos Explique por que o modelo atômico análogo ao dos planetas em nosso sistema solar não corresponde ao deslocamento do elétron ao redor do núcleo. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 4 3a QUESTÃO Valor do item a: 2 pontos Valor do item b: 3 pontos Valor total da questão: 5 pontos Considerando o processo físico: H2O(s) → H2O(L), a) Determine os valores de energia livre de Gibbs nas temperaturas de 27 °C e 0 °C. b) Explique a espontaneidade do processo de fusão em cada temperatura em questão. Dados: (Entalpia de fusão = 6,01 kJ/mol e Entropia de fusão = +22 J/Kmol) OBS: Os valores das variáveis dadas são independentes da temperatura em todo o intervalo considerado. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 5 4a QUESTÃO Valor do item a: 2 pontos Valor do item b: 3 pontos Valor total da questão: 5 pontos Na superfície da Terra, há uma imensa variedade de substâncias formadas ao longo de milhares de anos pela natureza não-viva. Às vezes, dependendo da composição química e da abundância do mineral, é possível a extração desses metais. O minério é uma rocha que contém grande quantidade de um elemento químico livre ou combinado. Uma rocha é considerada minério quando tem importância econômica, o que depende da concentração e da viabilidade econômica de extração de uma substância de interesse. Na metalurgia do ferro, a reação de redução do minério (hematita) para ferro metálico ocorre em presença do monóxido de carbono, conforme a sequência de reações: 3 X + CO → 2 Y + CO2 Y + CO → 3 Z + CO2 Z + CO → W + CO2 a) Faça um esquema, em diagrama de blocos, da sequência de processos presentes na metalurgia, visando obter o ferro a partir do minério correspondente. b) Represente as fórmulas moleculares de X, Y e Z. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 6 5a QUESTÃO Valor do item a: 2 pontos Valor do item b: 3 pontos Valor total da questão: 5 pontos Um técnico de laboratório colocou uma mesma solução X em dois tubos de ensaio, contendo o elemento metálico A, realizando os seguintes experimentos: No primeiro tubo, adicionou ácido clorídrico, observando que não houve formação de corpo de fundo. No segundo tubo, adicionou sulfeto de amônio em meio amoniacal, produzindo um precipitado preto. Ao transferir o corpo de fundo obtido para outro tubo de ensaio, adicionou uma solução de hexacianoferrato (II) de potássio, obtendo um precipitado branco que, em seguida, transformou-se na coloração azul pálido. a) Identifique a que grupo de cátions pertence o elemento A. b) Represente o cátion metálico. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 7 6ª QUESTÃO Valor total da questão: 5 pontos Quantos gramas de HCl gasoso deveriam ser dissolvidos em 500 mL de solução de acetato de sódio 1,0 mol/L para formar uma solução de pH igual a 4,74? Dados: Ka do ácido acético = 1,8 x 10-5 e pKa = 4,74. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 8 7a QUESTÃO Valor do item a: 2 pontos Valor do item b: 3 pontos Valor total da questão: 5 pontos Após finalização dos conteúdos de reações orgânicas, como revisão, um professor propôs etapas reacionais para que seus alunos pudessem avaliar os diferentes tipos de reações e as propriedades dos compostos envolvidos. As instruções acerca das etapas reacionais seguem abaixo: I. Propeno + H2O A II. A + [O] + B III. B + CH3MgBr + H2O → C IV. Propeno + HCl → D Considerando apenas o principal produto orgânico formado em cada etapa, a) apresente as fórmulas estruturais e a nomenclatura (oficial da IUPAC) dos compostos orgânicos que correspondem, respectivamente, a A, B, C e D. b) explique a diferença de volatilidade entre os compostos A e B. H + K2Cr2O7 H2SO4 COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 9 8a QUESTÃO Valor do item a: 2 pontos Valor do item b: 3 pontos Valor total da questão: 5 pontos Os complexos [Ni(CO)4] 2+ e [NiCl4] 2- apresentam comportamentos magnéticos diferentes, embora o níquel, em ambos, tenha o mesmo número de oxidação. a) Dê a nomenclatura oficial dos compostoscoordenados em questão e faça as hibridações dos orbitais. b) Represente a estrutura espacial e justifique o comportamento magnético dos compostos. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 10 9a QUESTÃO Valor do item a: 4 pontos Valor do item b: 1 pontos Valor total da questão: 5 pontos Uma via para obtenção de derivados oxidados é a reação de oxidação com permanganato de potássio em meio ácido. Considerando a reação de oxidação de 1 mol de um dieno de forma a obter o ácido 3-ceto-butanóico, com liberação de 2 mols de gás carbônico, a) represente a equação da oxidação descrita. b) apresente a nomenclatura do composto orgânico envolvido. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 11 10ª QUESTÃO Valor total da questão: 5 pontos Na eletrólise de uma solução aquosa de sulfato de potássio, por uma corrente de 2 A, calcule a massa e o número de mols da substância produzida no catodo em 1 hora do processo. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 12 11a QUESTÃO Valor do item a: 2,5 pontos Valor do item b: 2,5 pontos Valor total da questão: 5 pontos Os compostos orgânicos que possuem a carbonila em suas moléculas apresentam efeito eletrônico de ressonância, gerando formas iônicas. a) Comparando o caráter de ligação simples do grupo carbonila das fórmulas iônicas da ressonância, justifique, dentre a etanamida e o etanoato de metila, qual dentre elas apresenta maior caráter de ligação simples. b) Qual o motivo principal que justifica a maior acidez dos ácidos carboxilicos em relação aos fenóis? COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 13 12a QUESTÃO Valor do item a: 3 pontos Valor do item b: 2 pontos Valor total da questão: 5 pontos Em uma aula prática, uma solução foi preparada utilizando-se 5,25 g de ácido hipocloroso para perfazer um litro de solução. Em seguida, seu pH foi testado por um medidor, a 25ºC, e constatou-se ser 4,26. Dado: (antilog -4,26 = 5,5 x 10-5) a) Calcule o Ka para o ácido hipocloroso nessa temperatura. b) Qual a porcentagem de ácido ionizado? COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 14 13ª QUESTÃO Valor total da questão: 5 pontos Dada uma solução 1,0 mol/L de cloreto de lítio e outra de mesma concentração de cloreto de rubídio, qual a melhor condutora de corrente elétrica? Justifique a sua resposta. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 15 14ª QUESTÃO Valor total da questão: 5 pontos Explique, com base na teoria dos orbitais moleculares, por que as moléculas dos halogênios são coloridas. Use o bromo molecular como exemplo. COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 16 CLASSIFICAÇÃO PERIÓDICA DOS ELEMENTOS COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 17 SEGUNDA PARTE - DISSERTAÇÃO (30 pontos) Desenvolva o tema sorteado sob a forma de Dissertação, utilizando, no mínimo três páginas e, no máximo, cinco. Se desejar, utilize as folhas de rascunho, sem destacá-las do corpo da prova. Entretanto, para efeito de avaliação, o rascunho não será considerado. TEMAS PARA DISSERTAÇÃO 1) Ligações químicas 2) Teorias atômicas 3) Radioatividade 4) Isomeria 5) Reações orgânicas de oxidação 6) Acidez e basicidade de compostos orgânicos 7) Soluções 8) Cinética química 9) Pilhas 10) Termoquímica COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 18 COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 19 COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 20 COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 21 COLÉGIO PEDRO II CONCURSO PÚBLICO PARA DOCENTES - 2013 PROVA ESCRITA DISCURSIVA - QUÍMICA 22