Lista de exercicios - Gases

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UNINGÁ - UNIDADE DE ENSINO SUPERIOR INGÁ LTDA 
FACULDADE INGÁ 
RECREDENCIADA PELA PORTARIA N.º 699/12 DE 28 DE MAIO DE 2012. 
 
Cursos: Biomedicina 
Ano: 20 ano 
Aluno:____________________________________________________________________________________ 
 
 
Lista de exercícios sobre gases. 
 
1) Se 30,0 L de O2 nas CNTP são comprimidos para 16,8L a O °C, qual será a pressão final em 
(a) atm? 1,79 atm 
(b) mmHg? 1,36 x 103mmHg 
(c) Pa?1,81 x 105 Pa 
(d) kPa? 1,81 x 102 Pa 
 
2) Se 255 cm3 de H2 nas CNTP são expandidos até a pressão diminuir para 442 mmHg a O °C, qual será o volume 
final em 
a) cm3? 440 cm3 
(b) mL? 440 mL 
(c) L? 0,44L 
(d) dm3? 0,44L 
 
3) Se 123 cm3 de dióxido de carbono nas CNTP são aquecidos a 165 °C e 1,00 atm, qual será o volume final em 
(a)cm3? 197 cm3 
(b)mL? 197 mL 
(c)L? 0,197 L 
(d)dm3? 0,197 L 
 
4) volume de uma amostra de nitrogênio é 332 mL a 100 °C e 42,6 kPa. Qual o volume em mL que o gás ocuparia 
a 140 °C e à mesma pressão? 0,37 L 
 
5) Um frasco de 2,50 L é preenchido com metano, CH4, a 845 mmHg e 35 °C. Se o frasco for aquecido a 185 °C, 
qual será a nova pressão em atm? 1,65 atm 
 
6) Qual é o volume do gás CO2 a: 
(a) CNTP? 22,4 L 
(b)2,00 atm e 100 °C? 15,3L 
(c) 100 kPa e 50 °C? 26,9 L 
 
7) Qual é o volume molar do gás Cl2 a: 
(a) 2,00 atm e 125 °C? 16,32L 
(b) 348 mmHg e , 54 °C? 58,3L 
(c) 1,00 mmHg e O °C?, 17.088,55L 
(d) 100 kPa e 50 °C?, 26, 83L 
(e) 535 Pa e 145 °C? 6.491,6L 
 
8) 60,0 dm3 de dióxido de carbono a 44 °C e 125 kPa são comprimidos até que a pressão final seja 585 kPa a 74 
°C, qual é o volume final? 14 dm3 
 
9) Uma amostra de gás nitrogênio ocupa um volume de 21,0L a 128 °C e 747 mmHg. Qual é o volume que o 
gás ocuparia nas CNTP? 14,05 L 
 
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10) Se 7,28 L de metano a 1,50 atm e 66 °C são comprimidos para 4,56 L a 66 °C, qual é a pressão final em 
atmosferas?2,39 atm 
 
11) Se 234 dm3 de gás etano a 233 kPa e 35 °C são expandidos para 401 dm3 a 187 kPa, qual a temperatura final 
em graus Celsius? 425,24K 
 
12) Determine quantos litros 4,00 g de gás CO2 ocupariam a: (a) CNTP, (b) 185 °C e 4,00 atm, (c) -10°C e 125 
kPa. 2,04L, 0,854L, 1,59L 
 
13) Determine a massa em gramas de: (a) 1,00L de O2 nas CNTP, (b) 636 mL de N2 a 3,55 atm e 68 °C, (c) 9,25 
dm3 de F2 a 945 kPa e 25°C. 1,43g, 2,26g, 134g. 
 
14) Determine a pressão de: 
(a) 3,35 x 1022 moléculas de O2 em um recipiente de 7,80 L a 35 °C, 0,180 atm 
(b) uma mistura consistindo em 3,76 x 1022 moléculas de CO2 e 6,37 x 1022 moléculas de O2 em um recipiente 
de 4,20 L a 45 °C. 1,05 atm 
 
15) Um frasco de 4,00 dm3 contém gás metano (CH4) a 343 kPa e -23 °C. Qual é a massa do metano? 12,02 g 
 
16) Suponha que 40,0 mL de hidrogênio e 50,0 mL de nitrogênio nas CNTP são transferidos para o mesmo 
recipiente. Qual é a pressão da mistura em atm a 0°C se o volume do recipiente é: 
(a) 90,0 mL? 1,0 atm 
(b) 155 mL? 0,581 atm 
(c) 75mL? 1,20 atm 
 
 
18) Suponha que 0,600 g de O2 são coletados a 25 °C. Calcule o volume ocupado pelo gás em milímetros se ele 
é coletado: 
(a) seco a 745 mmHg 467,38 ml 
(b) sobre água a uma pressão total de 745 mmHg NÃO PRECISA FAZER 
(c) sobre água a uma pressão total de 127kPa. NÃO PRECISA FAZER 
 
19) Determinar a densidade do gás metano (CH4) em g L-1 (a) nas CNTP,(b) a 1,20 atm e 45 °C, (c) a 92,4 kPa e 
28 °C. 0,714 g/L, 0,736 g/L, 0,591g/L 
 
20) A densidade do gás oxigênio é 1,47gL-1 a 125 °C e 1,50 atm. (a) Quantos gramas de O2 e (b) quantas moléculas 
de O2 estão presentes em 4,00 L sob estas condições? 5,88g, 1,11x1023 
 
21) A densidade do gás nitrogênio é 1,25g L-1 nas CNTP. Qual é a sua densidade a 398 °C e 3,00 atm? 1,526g/L 
 
22) Qual é a massa molecular de um gás, se a sua densidade nas CNTP é 1,44gL-1? 32,3g/mol 
 
23) Qual é a massa molecular de um gás, se a sua densidade é 2,43 g dm3 a 74,5 kPa e 109°C? 103,53g/mol 
 
 24) Determine o volume de ocupado por 2,34 gramas de gás carbônico na CNTP. 1,19L 
 
25) Uma amostra de argônio no CNTP ocupa 56,2 litros. Determine o número de mols de argônio e a massa na 
amostra. 2,50866 mols e 100,2 g 
 
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26) A que temperatura 0.654 mols de gás de neon ocuparão 12.30 litros em 1.95 atmosferas? 447K 
 
27) Uma amostra de 30,6 g de gás ocupa 22,414 L em CNTP. Qual é o peso molecular deste gás? 30,6 g/mol 
28) Uma amostra de gás de 40,0 g ocupa 11,2 L em CNTP. Encontre o peso molecular desse gás 80g/mol 
 
29) Uma amostra de 12,0 g de gás ocupa 19,2 L em CNTP. Qual é o peso molecular deste gás? 14 g 
 
30) 96.0 g de um gás ocupa 48,0 L a 700,0 mm Hg e 20,0 ° C. Qual é o seu peso molecular? 52,2 g/mol 
 
31) 20,83 g de um gás ocupa 4,167 L a 79,97 kPa a 30,0 ° C. Qual é o seu peso molecular? 157,5 g/mol 
 
32) 5.600 g de CO2 sólido são colocados em um contêiner vazio de 4.00 L a uma temperatura de 300 K. Quando 
todo o CO2 sólido se torna gás, qual será a pressão no recipiente? 0,781 atm 
 
33) Quantos mols de gás estão contidos em 890.0 mL a 21.0 ° C e 750.0 mm Hg de pressão? 0,038 mols 
 
34) Um balão cheio de hélio flutua a vários quilômetros de altura da atmosfera da Terra. O volume do balão é de 
800 m3. A temperatura e a pressão do enchimento de hélio é igual à temperatura e pressão do ar vizinho ao balão, 
que são -500C e 5,26 x103 Pa, respectivamente. Quantos mols de hélio estão presentes no balão? Qual é a massa 
do gás hélio? (Molar massa do hélio é M = 4 g / mol) 9084,48g 
 
35) Determine quantos litros ocupam cada um dos seguintes compostos: 
(a) 25,0 g de propano, C3H8 nas CNTP 12,72L 
(b) 35,0 g de butano (C4H10) a 34 °C e 3,40 atm 4,44L 
(c) 20,2 g de Cl2 a 46 °C e 228 kPa 3,30 L 
(d) 4,28 x 1021 moléculas de dióxido de carbono a 1°C e 785 mmHg.0,155L 
 
36) Dê uma explicação baseada na teoria cinético-molecular para cada um dos seguintes enunciados: 
(a) o aquecimento aumenta a pressão de um gás encerrado em um recipiente de volume constante; 
(b) partículas minúsculas de pó no ar exibem movimento desordenado; 
(c) um gás expande-se muito rapidamente para encher o volume do recipiente; 
(d) um balão cheio de gás fica maior quando sua temperatura aumenta; 
(e) dobrar o número de gramas de nitrogênio em um recipiente resulta na duplicação da pressão de um gás, se a 
temperatura permanece constante. 
 
37) Quais os dois fatores que contribuem para que o gás seja não-ideal? Como cada fator afeta a pressão de um 
gás real, num recipiente, num certo volume e temperatura? 
 
38) Qual o significado físico para cada uma das constantes a e b de van der Waals? 
 
39) Que tipos de gases teriam valores maiores que a constante a de van der Waals? 
 
40) Para cada um dos seguintes pares, qual das duas substâncias tem a maior constante b de van der Waals: 
(a) CH4 ou C2H6? 
(b)NH3 ou CH4? 
Em cada caso, justifique sua resposta. 
 
 
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41) Considere um gás composto de moléculas que não ocupam volume, mas entre as quais existem forças 
atrativas. Como o comportamento desse gás difere de um gás ideal? Escreva a equação de estado para esse gás. 
 
42) Como um gás difere de um liquido com base em cada uma das seguintes propriedades: (a) densidade; 
(b) compressibilidade; (e) habilidade para misturar-se com outras substâncias na mesma fase para formar misturas 
homogêneas? 
 
43) (a) Em Titã, a maior lua de Saturno, a pressão atmosférica é 1,63 x105 Pa. Qual é a pressão atmosférica de 
Titã em atm? (b) Em Vênus, a pressão atmosférica na superfície é aproximadamente 90 atmosferas da Terra. Qual 
é a pressão atmosférica de Vênus em quilopascals? 1,609 atm, 9119.25kPa 
 
44) Suponha que haja uma amostra de gás em um recipiente com um pistão móvel como o da ilustração. (a) 
Redesenhe o recipiente paramostrar como ele ficará se a temperatura do gás for aumentada de 300 K para 500 K 
enquanto a pressão for mantida constante. (b) Redesenhe o recipiente para mostrar con10 ele ficará se a pressão 
no pistão é aun1entada de 1,0 atn1 para 2,0 atm enquanto a temperatura for mantida constante. 
 
 
 
Resposta 
 
 
 
 
45) Uma quantidade fixa de gás a 23 0C exibe pressão de 748 torr ocupa um volume de 10,3 L. (a) Use a lei de 
Boyle para calcular o volume que o gás ocupará a 23 ºC se a pressão for aumentada para 1,88 atm. (b) Use a lei 
de Charles para calcular o volume que o gás ocupará se a temperatura for aumentada para 165ºC enquanto a 
pressão for mantida constante. (a) 5,39 L (b) 15,2 L 
 
46) (a) Escreva a equação do gás ideal e dê as unidades usadas para cada termo na equação quando R = 0,0821 L 
atm / mol K. (b) O que é um gás ideal? 
 
47) (a) Como a lei de volumes combinados é explicada pela hipótese de Avogadro? (b) Considere um frasco de 
1,0 L contendo gás neônio e um frasco de 1,5 L contendo gás xenônio. Ambos os gases estão à mesma pressão e 
temperatura. De acordo com a lei de Avogadro, o que pode ser dito sobre a razão do número de átomos nos dois 
frascos? 
 
48) Os gases nitrogênio e hidrogênio reagem para formar gás amônia como segue: NÃO PRECISA FAZER 
N2(g) + 3H2(g) D 2NH3(g) 
 
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Em certa temperatura e pressão, 1,2 L de N2 reagem com 3,6 L de H2. Se todo N2 e H2 são consumidos, qual o 
volume de NH3, à mesma temperatura e pressão, que será produzido? 
 
49) Calcule cada uma das seguintes grandezas para um gás ideal: (a) o volume de gás, em litros, se 2,46 mol tiver 
pressão de 1,28 atm à temperatura de -6 0C; (b) a temperatura absoluta do gás na qual 4,79 x 10-2 mol ocupa 135 
mL a 720 torr; (c) a pressão, em atmosferas, se 5,52 x 10-2 mol ocupa 413 mL a 88 ºC; (d) a quantidade de gás, 
em mols, se 88,4 La 54 ºC têm pressão de 9,84 kPa. (a) 42,1 L (b) 32,5 K (c) 3,96 atm (d) 0,320 mol 
 
50) Para um gás ideal, calcule as seguintes grandezas: 
(a) a pressão do gás se 0,215 mol ocupa 338 mL a 32ºC; (b) a temperatura (em kelvins) na qual 0,0412 mol ocupa 
3,00 L a 1,05 atm; (e) a quantidade de matéria em 98,5 La 236 K e 690 torr; (d) o volume ocupado por 
5,48 x 10-J mol a 55 0C e sob pressão de 3,87 kPa. 
 
51) Um tanque de um aparelho de mergulhador contém 0,29 kg de O2 comprimido em um volume de 2,3 L. (a) 
Calcule a pressão de gás dentro do tanque a 9 ºC. (b) Que volume esse oxigênio ocuparia a 26 ºC e 0,95 atm? 
 
52) O cloro é muito utilizado para purificar águas fornecidas pelos municípios e para tratar águas de piscinas. 
Suponha que o volume de uma amostra, em particular de gás O2, é 9,22L, 1124 torr a 24 ºC. (a) Quantos gramas 
de Cl2 a amostra contém? (b) Qual o volume que Cl2 ocupará nas CNTP? (e) À qual temperatura o volume será 
15,00 L se a pressão for 8,76 x 102 torr? (d) À qual pressão o volume será igual a 6,00 L se a temperatura for 58 
ºC? 
 
53) Uma mistura contendo 0,538 mol de He(g), 0,315 mol de Ne(g) e 0,103 mol de Ar(g) é confinada em um 
recipiente de 7,00 L a 25 ºC. (a) Calcule a pressão parcial de cada um dos gases na mistura. (b) Calcule a pressão 
total da mistura. 
 
54) Uma mistura de gases contém 0,75 mol de N2, 0,30 mol de O2 e 0,15 mol de CO2. Se a pressão total é 1,56 
atm, qual é a pressão parcial de cada componente? 
 
55) Suponha que 40,0 mL de hidrogênio e 50,0 mL de nitrogênio nas CNTP são transferidos para o mesmo 
recipiente. Qual é a pressão da mistura em atm a 0°C se o volume do recipiente é: 
(a) 90,0 mL? 
(b) 155 mL? 
(c) 75mL? 
 
56) Suponha que 35,0 cm3 de oxigênio a 85 °C e 92,0 kPa são adicionados a um recipiente de 40,0 cm3 que já 
contém dióxido de carbono a 40°C e 70 kPa. Se a temperatura da mistura final é elevada a 55 °C, qual é a sua 
pressão final em kPa? 
 
57) Suponha que 0,600 g de O2 são coletados a 25 °C. Calcule o volume ocupado pelo gás em milímetros se ele 
é coletado: 
(a) seco a 745 mmHg 
(b) sobre água a uma pressão total de 745 mmHg 
(c) sobre água a uma pressão total de 127kPa. 
 
58) Uma mistura de gases contém 12,47 g de N2, 1,98 g de 8,15 g de NH3.Se a pressão total da mistura é 2,35 
atm, qual é a pressão parcial de cada componente? 
 
 
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59) (a) Quais são as frações em quantidade de matéria de cada componente na mistura de 6,55 g de O2, 4,92 g de 
N2 e1,32 g de H2? (b) Qual é a pressão parcial em atm de cada componente dessa mistura se ela for mantida em 
um recipiente de 12,40 L a 15 ºC 
 
60) Seria possível uma amostra de 131 g de xenônio gasoso, em um recipiente de volume igual a 1,0 L, exercer 
uma pressão de 20 atm, a 25°C, se seu comportamento fosse de um gás perfeito? Em caso negativo, qual seria a 
pressão do gás? 
 
 
61) Um gás perfeito sofre uma compressão isotérmica que reduz de 2,20dm³ o seu volume. A pressão final do 
gás é 5.04 bar e o volume final é 4,65dm³. Calcule a pressão inicial do gás em: 
a) bar b) atm 
 
62) Uma amostra de hidrogênio gasoso tem a pressão de 125 kPa na temperatura de 23°C. Qual a pressão do gás 
na temperatura de 284,15K? 
 
63) Calcule a pressão exercida por 1,0mol de C2H6 que se comporta como (a) um gás perfeito (b) um gás de van 
der Walls em cada caso, quando está confinado nas seguintes condições:(i) a 273,15k em 22,414L (ii) a 1000k 
em 100cm3 
 
64) Um gás a 250K e 15atm tem volume molar 12% menor do que o calculado pela lei dos gases perfeitos. 
Calcule o fator de compressibilidade. Que forças são dominantes no gás, atrativas ou repulsivas? 
 
65) Considere uma amostra de 1mol de dióxido de enxofre, com uma pressão de 5atm e um volume de 10L. 
Calcule a temperatura dessa amostra de gás usando a equação de Van der Waals. Dados: SO2 a = 
6,714atm.L²/mol²; b = 0,05636L/mol 
 
66) Você foi solicitado para projetar um tanque de aço onde CO2 será estocado a 60°C. O tanque tem 8 m3 e você 
precisa estocar 450 kg de CO2 nele. Qual a pressão que o CO2 irá exercer? (a) Use a equação dos gases ideais e 
(b) use a equação de van der Waals. 
 
67) Analise a seguinte afirmativa: “o gás tem comportamento mais próximo de ideal, quando submetido às 
condições de baixa temperatura e alta pressão”. Comente utilizando argumentos na escala molecular. 
68) Os fatores de compressibilidade Z do CO2, O2 e H2 à 0ºC e 200 atm são, respectivamente, 0,25; 0,90; 1,1. 
Qual desses gases é o menos compressível nessas condições. Justifique sua resposta utilizando argumentos na 
escala molecular. 
69) Considere uma amostra de 1,0 mol de CO2 confinada a um volume de 3,0 L a 0,0°C. Calcule a pressão do 
gás usando (a) a equação do gás ideal e (b) a equação de van der Waals. Considere para o CO2 a = 3,59 L2 
atm/mol2 e b = 0,0427 L/mol. 
 
70) Uma mistura gasosa formada de: 7,0 g de N2, 16,0 g de O2 e 3,30 g de H2. Sabendo que essa mistura está 
contida num frasco de 80 L e numa temperatura de 50 ºC e considerando um comportamento próximo ao ideal, 
determine: 
a) A pressão parcial exercida por cada gás. 
b) A fração molar de cada gás. 
 
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c) A pressão total.