A2 MODELAGEM DO MUNDO FISICO QUIMICO

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As reações químicas são classificadas com base em diferentes características e critérios, como o tipo de produto formado, a variação no pH da solução, e a mudança no número de proteção. Essas categorias incluem reações de precipitação, neutralização, oxidação-redução, desprendimento de gás e decomposição. A representação de reações químicas é feita por equações químicas.
BROWN, Theodore L. et al. Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2017. Disponível na Biblioteca Virtual.
 
Com base no excerto apresentado, assinale a alternativa que descreve corretamente a reação de desprendimento de gás.
· Esta reação resulta na formação de um sal e água.
· Esta reação ocorre quando um único reagente dá origem a dois ou mais produtos. 
· Esta reação envolve a formação de um produto insolúvel. 
· Esta reação ocorre quando há variação no número de oxidação de alguns elementos químicos. 
· Resposta correta
Esta reação tem pelo menos um produto gasoso dentre os produtos formados.
"... Os gases diferem de maneira significativa dos sólidos e dos líquidos em vários aspectos. Por exemplo, um gás se expande espontaneamente preenchendo totalmente o volume do seu recipiente. [...] Dois ou mais gases formam uma mistura homogênea independentemente de suas identidades ou proporções relativas..."
BROWN, Theodore et al. Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Prentice-Hall, 2015. p. 422. Disponível em: Biblioteca Virtual.
Considerando o apresentado, assinale a alternativa correta que diz respeito a característica fundamental do estado gasoso que o diferencia dos outros estados da matéria.
· O estado gasoso é o único estado em que as partículas possuem uma organização estrutural rígida.
· Resposta correta
O estado gasoso é o único estado em que as partículas estão em movimento e sem uma organização fixa.
· Os gases têm propriedades químicas específicas que os diferenciam dos líquidos e sólidos.
· As partículas no estado gasoso estão fortemente ligadas umas às outras por forças de atração.
· No estado gasoso, as partículas possuem grande interação e atração entre si.
A estequiometria é um campo essencial na química, pois permite a realização de explicações quantitativas acerca das massas de substâncias e volumes de solução envolvidos em reações químicas. Através de tensões químicas balanceadas, podemos obter informações como a quantidade de reagente necessária para a produção de uma quantidade específica de produto ou a quantidade de produto que pode ser formada a partir de uma certa quantidade de reagente. Em resumo, a estequiometria examina as quantidades das substâncias consumidas e produzidas nas reações químicas (BROWN, LEMAY, BURSTEN, BURDGE, 2017).
BROWN, Theodore L.; LEMAY Jr., H. Eugene; BURSTEN, Bruce E.; BURDGE, Julia R. Química: a ciência central. 13. ed. São Paulo: Prentice Hall, 2017. Disponível em: Biblioteca Virtual. Acesso em: 12 jun. 2023.
 
Dentro do contexto apresentado no texto, suponha que um laboratório está interessado em produzir uma reação de síntese de amônia a partir do hidrogênio e do nitrogênio. A substância química balanceada para essa reação é N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g). O laboratório dispõe de 28 gramas de partículas (N2) e quer saber qual a massa de hidrogênio (H2) necessária para reagir completamente com todo o paciente.
Considerando as informações do texto, assinale a alternativa que aponta corretamente qual seria a massa do hidrogênio de acordo com o texto apresentado.
· A massa de hidrogênio necessária é de 21 gramas.
· A massa de hidrogênio necessária é de 6 gramas.
· A massa de hidrogênio necessária é de 9 gramas.
· A massa de hidrogênio necessária é de 3 gramas.
· Resposta correta
A massa de hidrogênio necessária é de aproximadamente 30 gramas.
A primeira lei da termodinâmica, também conhecida como a lei da conservação de energia, estabelece que a energia total de um sistema isolado permanece constante. 
NETZ, P. A. N.; ORTEGA, G. G. Fundamentos de físico-química: uma abordagem conceitual para as ciências farmacêuticas. Porto Alegre: Grupo A, 2014. Disponível em: Minha Biblioteca. Acesso em: 17 jun. 2023.
 
Considere um sistema que absorve 500 Joules de calor e realiza um trabalho de 200 Joules sobre o ambiente. De acordo com a primeira lei da termodinâmica, em relação à alteração na energia interna desse sistema, é correto afirmar que:
· a energia interna do sistema aumenta em 700 Joules.
· Resposta correta
a energia interna do sistema aumenta em 300 Joules.
· a energia interna do sistema aumenta em 500 Joules.
· a energia interna do sistema diminui em 200 Joules.
· a energia interna do sistema diminui em 300 Joules.
 PRÓXIMA QUESTÃO 
A equação de van der Waals é uma equação empírica que corrige a equação dos gases ideais para levar em conta os desvios do comportamento real dos gases. Ela introduz dois parâmetros que dependem do tipo de gás e que representam, respectivamente, as forças de atração e de repulsão entre as moléculas. Esses parâmetros são maiores ou menores dependendo das características das moléculas do gás.
 
Com base no texto apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
 
I. O parâmetro que representa as forças de atração é maior para os gases que apresentam maior polaridade, pois eles possuem forças intermoleculares mais intensas. 
PORQUE
II. O parâmetro que representa as forças de repulsão é maior para os gases que apresentam maior massa molar, pois eles possuem moléculas mais volumosas. 
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta: 
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
· As asserções I e II são proposições falsas.
· A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
· A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição falsa.
· Resposta correta
As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 
 PRÓXIMA QUESTÃO 
A velocidade de uma reação química pode ser influenciada por diversos fatores, como temperatura, concentração dos reagentes, presença de catalisadores e estado físico dos reagentes. Esses fatores alteram a rapidez das colisões entre as moléculas e afetam a taxa de formação dos produtos. O estudo desses fatores é fundamental para entender e controlar as reações químicas em diversas áreas da indústria e da ciência.
BROWN, Lawrence S.; HOLME, Thomas A. Química geral aplicada à engenharia. Cengage Learning Brasil, 2021. E-book. ISBN 9788522128679. Disponível em: Minha Biblioteca. Acesso em: 17 jul. 2023.
 
Considerando o apresentado, que diz respeito à reação química, é correto afirmar que:
· O estado físico dos reagentes determina a pressão em uma reação química.
· O catalisador é uma substância que diminui a velocidade da reação química.
· A pressão influencia a concentração de sólidos em uma reação química.
· A temperatura é responsável por diminuir a velocidade da reação química.
· Resposta correta
A concentração se refere à proporção de reagente em uma determinada quantidade de solvente.
A constante de Avogadro (6,02 x 10^23) é um valor essencial no estudo da química. O termo "mol" é usado para se referir a esta quantidade imensa de partículas, seja ela átomos, íons, etc. A relação entre o número de mols e a massa de uma substância é um aspecto-chave para entender as substâncias químicas e realizar reações químicas.
 
Considerando que o ferro tem uma massa molar de aproximadamente 56 g/mol, a quantidade, em mols, de ferro em uma amostra que pesa 280 g é:
· 28 mols, pois a massa da amostra é cinco vezes a massa molar do ferro. Logo, dividindo a massa da amostra pela massa molar do ferro, obtém-se o número de mols da amostra.
· 2 mols, pois a massa da amostra é cinco vezes a massa molar do ferro. Logo, dividindo a massa da amostra pela massa molar do ferro, obtém-se o número de mols da amostra.
· Resposta correta
5 mols, pois a massa da amostra é cinco vezes a massa molar do ferro. Logo, dividindo a massa da amostra pela massa molar do ferro, obtém-se o númerode mols da amostra.
· 10 mols, pois a massa da amostra é cinco vezes a massa molar do ferro. Logo, dividindo a massa da amostra pela massa molar do ferro, obtém-se o número de mols da amostra.
· 56 mols, pois a massa da amostra é cinco vezes a massa molar do ferro. Logo, dividindo a massa da amostra pela massa molar do ferro, obtém-se o número de mols da amostra.
· O Ciclo de Carnot, concebido pelo físico francês Sadi Carnot, é um conceito fundamental na termodinâmica que descreve um processo cíclico idealizado, constituído por duas etapas isotérmicas e duas etapas adiabáticas . Este ciclo teórico é usado como referência para determinar a máxima eficiência que qualquer motor a calor pode atingir, servindo como um limite teórico. Em outras palavras, o ciclo de Carnot descreve a maior eficiência possível para a conversão de energia térmica em trabalho mecânico, tendo como base as leis da termodinâmica.
· Considerando essas informações e seus conhecimentos sobre a termodinâmica, é correto afirmar que um motor de Carnot operando entre duas reservas de calor a temperaturas T1 e T2 (onde T1 > T2):
· terá 100% de eficiência, independentemente das temperaturas T1 e T2.
· poderá alcançar eficiência maior que 1 se operar em um ciclo reverso.
· terá sua eficiência aumentada se a quantidade de calor absorvido de T1 for aumentada.
· poderá ter eficiência maior que 1 se T1 for muito maior que T2.
· Resposta correta
terá sua eficiência dada por (T1 - T2)/T1.
No campo da termodinâmica, a segunda lei é um dos pilares fundamentais para a compreensão dos processos naturais. Este princípio, às vezes chamado de "lei do aumento da entropia", descreve a tendência natural dos sistemas físicos e químicos de evoluir para estados de maior desordem. 
Considerando o texto apresentado, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. A entropia de um sistema fechado sempre aumenta e processos com aumento de entropia são invariavelmente espontâneos.
PORQUE
II. Os processos espontâneos são exotérmicos e resultam em aumento da entropia do universo.
 
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta.
· Resposta correta
A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
· As asserções I e II são proposições falsas.
· A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
· Com a estequiometria é permitido a conclusão de previsões quantitativas de reações químicas. Essas previsões são de suma importância na indústria, onde a eficiência e dependência fortemente dependente de precisas de reagentes e produtos. Na prática, um fator que deve ser levado em consideração em cálculos estequiométricos é a pureza dos reagentes, pois nem sempre os reagentes são 100% puros, podendo conter impurezas que não reagem. Assim, a quantidade real de reagente disponível para a reação é geralmente menor do que a quantidade total de substância.
·  
· Suponha que em uma indústria, um produto químico está conduzindo uma reação para a produção de amônia a partir de álcool e hidrogênio de acordo com a seguinte prescrição química balanceada: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g). Ele dispõe de 50 gramas de fermento, mas sabe-se que a pureza do reagente é de 80%. Ao realizar cálculos estequiométricos, a quantidade efetivamente disponível para resistir é de:
· Resposta correta
40 gramas
· 10 gramas
· 30 gramas
· 60 gramas
· 50 gramas
Leia o trecho a seguir:
Em um experimento de laboratório, um estudante está investigando as propriedades dos estados físicos da matéria. Durante suas observações, ele percebeu que ao aquecer um recipiente contendo uma substância líquida, observa-se a formação de um gás acima da superfície líquida. O estudante, intrigado com o fenômeno, questiona-se sobre as diferenças entre o estado gasoso e o estado de vapor dessa substância.
Considerando o texto apresentado, avalie as afirmações a seguir:
I. A baixas pressões, o estado gasoso se caracteriza pela ausência de interações moleculares, enquanto o estado de vapor apresenta interações fracas entre as moléculas.
II. O estado de vapor é uma forma gasosa de uma substância líquida específica, enquanto o estado gasoso pode se referir a qualquer substância no estado gasoso.
III. O estado gasoso ocorre em altas temperaturas e baixas pressões, enquanto o estado de vapor pode ocorrer em uma pequena  faixa de temperaturas e pressões.
IV. A transição do estado líquido para o estado gasoso ocorre apenas por meio da vaporização, enquanto a formação de vapor a partir de uma substância líquida ocorre por evaporação ou ebulição.
V. O estado de vapor está sempre em equilíbrio com seu estado líquido, enquanto o estado gasoso pode existir independentemente da presença de um líquido correspondente.
É correto o que se afirma em:
· 
II e III, apenas.
· Resposta correta
I, II e IV, apenas.
· I, IV e V, apenas.
· II, III e IV, apenas.
· I, III e V, apenas.
Leia o trecho a seguir.
 
“Diferentemente dos sólidos e líquidos, os gases têm como principal característica a baixa interação entre as moléculas que o compõem, resultado da repulsão ou das forças de atração de baixa intensidade, principalmente, em situações de baixas pressões”.
DIAS, S. V. E.; COSTA, G. da. Físico-química e termodinâmica. Curitiba: Intersaberes, 2020. p. 24. Disponível em: Biblioteca Virtual. Acesso em: 23 jul. 2023.
 
Com base no excerto apresentado, avalie as afirmações a seguir.
I. Em uma transformação isobárica, as partículas do gás se afastam umas das outras quando a temperatura aumenta. 
II. Em uma transformação isométrica, as partículas do gás se movem mais rapidamente quando a pressão aumenta. 
III. Em uma transformação isotérmica, as partículas do gás mantêm sua energia cinética média constante. 
IV. Em uma transformação isobárica, o gráfico de pressão versus volume é uma reta horizontal. 
V. Em uma transformação isométrica, o gráfico de pressão versus temperatura é uma reta inclinada.
É correto o que se afirma em:
· 
Resposta correta
I, II e IV, apenas.
·  I, IV e V, apenas.
·  I e II, apenas.
· III e IV, apenas.
· I e V, apenas.
A unidade mol é uma das mais fundamentais na química e é utilizada para expressar a quantidade de substância. Dentre suas aplicações, a mais comum é em cálculos estequiométricos, onde auxilia na conversão entre a massa de uma substância e o número de entidades (átomos, sinalização, íons etc.) que ela contém. Usando uma relação existente entre mol, a constante de Avogadro e a massa, é possível calcular a quantidade de introdução ou fórmulas em uma certa massa de matéria.
 
Considere a massa molar do carbono como sendo 12 g/mol. Se você possui 24g de carbono, o número de mols presentes é: 
· 
0,5 mol
· Resposta correta
2 mols
· 1 mol
· 12 mols
· 24 mols
Na termodinâmica, o conceito de espontaneidade é essencial para a compreensão de processos reversíveis e irreversíveis. A entropia é uma função de estado termodinâmica um pouco complexa, em síntese, ela descreve o "sentido possível" de um fenômeno acontecer, e também a "tendência" maior ou menor para que esse fenômeno aconteça. Com isso, considere que durante um experimento laboratorial, você tem a tarefa de medir a variação da entropia de um sistema químico composto por 1 mol de N2(g), 3 mols de H2(g) e 2 mols de NH3(g) na reação de formação de amônia a 298 K. 
DIAS, Sarah V. S.; COSTA, Gabriela. Físico-química e termodinâmica. Curitiba: InterSaberes, 2020. Disponível em: Biblioteca Virtual. Acesso em: 28 jul. 2022. 
Sendo as entropias molares padrão S° do N2(g), H2(g) e NH3(g) iguais a 191.6, 130.6 e 192.5 J/(mol.K) respectivamente, a variação da entropia do sistema para esta reação é mais próxima de qual valor?
· 
+385.4 J/K
· -385.4 J/K
· 0 J/K
· +198.7 J/K
· Resposta correta
-198.4 J/K
A estequiometria é uma ferramenta crucial na química que permite a realização de previsões quantitativas de reações químicas.Parte crucial dessas previsões é a identificação do reagente limitante, ou seja, o reagente que será consumido primeiro na reação e, portanto, determina a quantidade máxima de produto que pode ser formado. Para identificar o reagente limitante, é necessário considerar tanto a quantidade inicial de cada reagente quanto a sua relação estequiométrica na prescrição química balanceada.
 
Considerando o contexto apresentado, suponha que em um laboratório estão sendo conduzidos reações para a produção de amônia a partir de intoxicação e hidrogênio de acordo com a seguinte aprovação química balanceada: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g). Se o laboratório iniciar a reação com 10 mols de hidrogênio (N2) e 25 mols de hidrogênio (H2), o reagente limitante será o(a):
· 
Amônia (NH3) e Nitrogênio (N2)
· Amônia (NH3)
· Nitrogênio (N2)
· Resposta correta
Hidrogênio (H2)
· Nitrogênio (N2) e hidrogênio (H2)