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91 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com c) 22,5 10 . d) 32,5 10 . e) 27,0 10 . 18. (Pucsp) A reação entre o gás nitrogênio (N2) e o gás hidrogênio (H2) produz o gás amônia (NH3). Em um recipiente fechado de 10L, a 800K, foram colocados 5mol de N2 e 20mol de H2. Considerando que o rendimento dessa reação nessas condições é de 40% e que não houve variação de temperatura, a relação entre a pressão final e inicial do sistema é a) Pf = 0,84 Pi b) Pf = Pi c) Pf = 1,19 Pi d) Pf = 0,4 Pi e) Pf = 0,6 Pi 19. (Pucsp) Um cilindro de 8,2L de capacidade contém 320g de gás oxigênio a 27°C. Um estudante abre a válvula do cilindro deixando escapar o gás até que a pressão seja reduzida para 7,5atm. Supondo-se que a temperatura permaneça constante, a pressão inicial no cilindro e a massa de gás liberada serão, respectivamente, a) 30 atm e 240 g. b) 30 atm e 160 g. c) 63 atm e 280 g. d) 2,7 atm e 20 g. e) 63 atm e 140 g. 20. (Fuvest) A figura a seguir representa três etapas de uma experiência em que ocorre reação química entre dois gases incolores (NO e O2), à mesma temperatura e pressão e contidos em seringas separadas. Após a mistura, houve consumo total dos reagentes com formação de um produto gasoso marrom, nas mesmas condições de pressão e temperatura dos reagentes. Se a reação química que ocorreu for representada por mNO + nO2 pNxOy os coeficientes estequiométricos, m, n e p deverão ser, respectivamente, a) 2, 1, 1 b) 4, 1, 2 c) 1, 2, 1 d) 4, 3, 2 e) 2, 1, 2 21. (Fuvest) Têm-se três cilindros de volumes iguais e à mesma temperatura, com diferentes gases. Um deles contém 1,3kg de acetileno (C2H2), o outro 1,6kg de óxido de dinitrogênio (N2O) e o terceiro 1,6kg de oxigênio (O2). massas molares (g/mol) C2H2........... 26 N2O............. 44 O2................ 32 Comparando-se as pressões dos gases nesses três cilindros, verifica-se que a) são iguais apenas nos cilindros que contêm C2H2 e O2. b) são iguais apenas nos cilindros que contêm N2O e O2. c) são iguais nos três cilindros. d) é maior no cilindro que contém N2O. e) é menor no cilindro que contém C2H2. 22. (Fuvest) H2(g) e Cl2(g) estão contidos em balões interligados por meio de um tubo com torneira, nas condições indicadas no desenho. Ao se abrir a torneira, os gases se misturam e a reação entre eles é iniciada por exposição à luz difusa. Forma-se então HCl(g), em uma reação completa até desaparecer totalmente, pelo menos um dos reagentes. Quanto vale a razão entre as quantidades, em mols, de Cl2(g) e de HCl(g), após o término da reação? 92 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 6 23. (Ufpr 2015) “Gelo de fogo” escondido em permafrost é fonte de energia do futuro? Conhecido como “gelo que arde”, o hidrato de metano consiste em cristais de gelo com gás preso em seu interior. Eles são formados a partir de uma combinação de temperaturas baixas e pressão elevada e são encontrados no limite das plataformas continentais, onde o leito marinho entra em súbito declive até chegar ao fundo do oceano. Acredita-se que as reservas dessa substância sejam gigantescas. A estimativa é de que haja mais energia armazenada em hidrato de metano do que na soma de todo petróleo, gás e carvão do mundo. Ao reduzir a pressão ou elevar a temperatura, a substância simplesmente se quebra em água e metano – muito metano. Um metro cúbico do composto libera cerca de 160 metros cúbicos de gás a pressão e temperatura ambiente, o que o torna uma fonte de energia altamente intensiva. Disponível em: http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2014/04/1 40421_energia_metano_ms.shtml. Acessado em 21/04/2014. Texto adaptado. Dado: 5 3 1 1R 8,2 10 m atmK mol Para armazenar todo o gás do interior de 31m de “gelo de fogo” num cilindro de 31m e a temperatura de 0 C, é necessária uma pressão (em atm) de a) 160. b) 146. c) 96. d) 48. e) 1. 24. (Ueg 2015) Uma massa de 708 g de um alcano foi armazenada em um recipiente de volume igual a 30 L e exerce uma pressão de 10 atm quando a temperatura é igual a 27 C. Dado: 1 1R 0,082 atm L Mol K De acordo com os dados apresentados, o composto contido no recipiente é o a) etano b) butano c) metano d) propano 25. (Puccamp) A massa molar de um gás que possui densidade da ordem de 0,08 g/L a 27°C e 1 atm é, aproximadamente, Dados: R=Constante universal dos gases 8×10-2 atm L mol-1 K-1 a) 5 g/mol b) 4 g/mol c) 3 g/mol d) 2 g/mol e) 1 g/mol 26. (Pucrj 2015) Assumindo que uma amostra de gás oxigênio puro, encerrada em um frasco, se comporta idealmente, o valor mais próximo da densidade, em 1gL , desse gás a 273 K e 1,0 atm é: Considere: 1 1R 0,082 atm L mol K 1 2M(O ) 32 g mol a) 1,0 b) 1,2 c) 1,4 d) 1,6 e) 1,8 27. (Mackenzie 2014) Considere a reação representada pela equação química 3(g) 2(g) 2(g)NH H N que não se encontra balanceada. Ao ser decomposto 51,7 10 g de gás amônia, em um processo cujo rendimento global seja de 100%, é correto afirmar que o volume total dos gases produzidos nas CNTP é de: Dados: massas molares 1(g mol ) H 1 e N 14, volume molar nas CNTP 1(L mol ) 22,4. a) 56,00 10 L b) 54,48 10 L c) 53,36 10 L d) 52,24 10 L e) 51,12 10 L 28. (Ufc) Acidentes com botijões de gás de cozinha são noticiados com bastante frequência. Alguns deles ocorrem devido às más condições de industrialização (botijões defeituosos), e outros por uso inadequado. Dentre estes últimos, um dos mais conhecidos é o armazenamento dos botijões em locais muito quentes. 93 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com Nestas condições, e assumindo a lei dos gases ideais, é correto afirmar que: a) a pressão dos gases aumenta, e o seu número de mols diminui. b) a pressão dos gases diminui, e o seu número de mols diminui. c) o número de mols permanece constante, e a pressão aumenta. d) a pressão e o número de mols dos gases aumentam. e) a pressão e o número de mols dos gases não são afetados pelo aumento de temperatura. 29. (Ufc) As pesquisas sobre materiais utilizados em equipamentos esportivos são direcionadas em função dos mais diversos fatores. No ciclismo, por exemplo, é sempre desejável minimizar o peso das bicicletas, para que se alcance o melhor desempenho do ciclista. Dentre muitas, uma das alternativas a ser utilizada seria inflar os pneus das bicicletas com o gás hélio, He, por ser bastante leve e inerte à combustão. A massa de hélio, necessária para inflar um pneu de 0,4L de volume, com a pressão correspondente a 6,11atm, a 25°C, seria: Constante universal dos gases: R = 0,082 L . atm . mol-1 . K-1 a) 0,4 g b) 0,1 g c) 2,4 g d) 3,2 g e) 4,0 g 30. (Ufc) O gráfico abaixo ilustra o comportamento referente à variação da pressão, em função do volume, de um gás ideal, à temperatura constante: Analise o gráfico e assinale a alternativa correta. a) Quando o gás é comprimido nestas condições, o produto da pressão pelo volume permanece constante. b) Ao comprimir o gás a um volume correspondente à metade do volume inicial, a pressão diminuirá por igual fator. c) Ao diminuir a pressão a um valor correspondente a 1/3 da pressão inicial, o volume diminuirá pelo mesmo fator. d) O volume da amostra do gás duplicará, quando a pressão final for o dobro da pressão inicial. e) Quando a pressão aumenta por um fator correspondente ao triplo da inicial, a razão P/V será sempre igual à temperatura. 31. (Ufc) "AR EM TUBULAÇÃO FAZ CONTA DE ÁGUA DISPARAR" (Folha de São Paulo, 27 de agosto de ). Esse fenômeno ocorre porqueo ar ocupa rapidamente os espaços vazios nas tubulações de água. Quando o fornecimento é regularizado, a água empurra a solução gasosa acumulada nas tubulações fazendo o hidrômetro girar rapidamente. Sabendo que há uma pressão moderada na tubulação, analise as afirmativas I, II e III, e assinale a alternativa correta. I. O ar é constituído de uma solução gasosa real, cujos componentes nas CNTP experimentam interações de atração que o tornam mais denso, se comparado a uma mistura ideal de mesma composição. II. O ar ocupa rapidamente os espaços vazios nas tubulações devido a sua elevada densidade, uma vez que trata-se de uma mistura heterogênea. III. Deve-se esperar uma redução na velocidade de rotação do hidrômetro em dias frios. a) Somente I e II são verdadeiras. b) Somente II é verdadeira. c) Somente III é verdadeira. d) Somente I e III são verdadeiras. e) Somente II e III são verdadeiras. 32. (Ufes) Pirita, FeS2, é a forma responsável pela maior parte do enxofre que o carvão contém. Na combustão do carvão, o oxigênio reage com a pirita para produzir óxido de ferro (III) e dióxido de enxofre. A ordem de grandeza da massa de Fe2O3, que é produzida da reação de 75 L de oxigênio a 2,00 atm e 227°C com um excesso de pirita, é (DADO: Constante dos gases R = 0,082 atm.L.K- 1.mol-1) a) 1 g b) 10 g c) 100 g d) 1.000 g e) 10.000 g 33. (Uff) O hélio, depois do hidrogênio, é o gás mais leve que existe. Dentre suas diversas aplicações, é utilizado para encher balões que transportam à atmosfera instrumentos de pesquisa. Um balão com 2,00 L de capacidade, ao se elevar do solo contém 0,40 g de hélio à temperatura de 17°C. Nessas condições, a pressão exercida pelo gás no interior do balão é, aproximadamente: 94 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com a) 0,07 atm b) 1,12 atm c) 1,19 atm d) 2,37 atm e) 4,76 atm 34. (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: Dado: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1. a) 10 b) 12 c) 15 d) 18 35. (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. 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. 36. (Uema 2014) Ao se adquirir um carro novo, é comum encontrar no manual a seguinte recomendação: mantenha os pneus do carro corretamente calibrados de acordo com as indicações do fabricante. Essa recomendação garante a estabilidade do veículo e diminui o consumo de combustível. Esses cuidados são necessários porque sempre há uma perda de gases pelos poros da borracha dos pneus (processo chamado difusão). É comum calibrarmos os pneus com gás comprimido ou nas oficinas especializadas com nitrogênio. O gás nitrogênio consegue manter a pressão dos pneus constantes por mais tempo que o ar comprimido (mistura que contém além de gases, vapor da água que se expande e se contrai bastante com a variação de temperatura). Considerando as informações dadas no texto e o conceito de difusão, pode-se afirmar, em relação à massa molar do gás, que a) a do ar comprimido é igual à do gás nitrogênio. b) quanto maior, maior será sua velocidade de difusão. c) quanto menor, maior será sua velocidade de difusão. d) quanto menor, menor será sua velocidade de difusão. e) não há interferência na velocidade de difusão dos gases. 37. (Ime 2015) Uma amostra de 1,264g de Nitropenta, uma substância sólida explosiva cuja fórmula estrutural é dada abaixo, é detonada num vaso fechado resistente de 30,050dm de volume interno, pressurizado com a quantidade estequiométrica de oxigênio puro, a 300K, necessária para a combustão completa. Calcule a pressão inicial do vaso, considerando o comportamento dos gases como ideal. 38. (Ufpi) O gás cloro pode ser condensado à líquido na pressão atmosférica, pelo resfriamento em um recipiente contendo gelo seco e acetona na temperatura de -35°C. Considerando que nestas condições o gás encontra-se no ponto crítico (Tc, Pc e Vc), correspondente ao gráfico das isotérmicas de um gás real, analise as afirmativas abaixo e marque a opção correta. a) Para temperaturas maiores que -35°C e com a pressão constante, o gás condensará. b) Em temperaturas superiores a -35°C e pressão maior que a atmosférica, o gás condensará. c) Para temperaturas superiores a -35°C e pressão maior que a atmosférica, o gás tem comportamento real. d) Em temperaturas inferiores a -35°C e pressão menor que a atmosférica, o gás tem comportamento ideal. 95 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com e) Para temperaturas inferiores a -35°C e pressão menor que a atmosférica, o gás condensará. 39. (Ufpi) Pilotos levam tabletes de LiH para, no caso de acidente no mar, encher barcos ou coletes salva-vidas com gás hidrogênio obtido da reação desse composto com água: LiH + H2O LiOH + H2 Considerando R = 0,082 atm.L/mol.K, indique quantos gramas de LiH são necessárias para inflar um barco salva-vidas, de volume igual a 8,20 L, pressão de 3,00 atm e temperatura de 27,0 °C. a) 7,94 g b) 11,1 g c) 37,8 g d) 44,4 g e) 87,7 g 40. (Ufrn) Em todo o mundo, os índices de acidentes de trânsito têm levado os órgãos responsáveis a tomar medidas reguladoras, entre elas campanhas educativas. Paralelamente, a indústria automobilística desenvolveu o "air bag", um balão que infla rapidamente para diminuir o impacto do passageiro com as partes internas do veículo. Em caso de colisão, a reação química principal a ocorrer no interior do balão é: 2 NaN3(s) 2 Na(s) + 3 N2(g) azida de sódio A massa de azida de sódio necessária para produzir gás suficiente que ocupe um balão com 74 litros de volume, a uma temperatura de 27°C e 1,0 atm de pressão, é aproximadamente a) 130 g. b) 1.440 g. c) 195 g. d) 65 g. GABARITO Resposta da questão 1: [A] O aumento da temperatura faz aumentar a pressão do gás no interior da lata, o que pode causar uma explosão do gás butano. Resposta da questão 2: [C] Teremos: 4 4 He CH He He CH M 4 ; M 16 m p V R T p V4 m p V R T 16 4CH p V m R T 4 m R T 16 4 He CH p 16 4 p 4 Resposta da questão 3: [C] (s) (aq) 3(aq) 2(g)2A 6HC 2A C 3H 2 27g 6g 5 13,5g x 405 x 7,5g 54 P V n R T 7,5 1 V 0,082 273 2 V 83,9 84L Resposta da questão 4: [B] Podemos considerar que a pressão interna do gás é equivalente à pressão externa exercida pela água. Ocorre que, durante a subida, a pressão hidrostática vai diminuindo e, portanto, a pressão interna do gás também sofre diminuição. Nesse caso, estamos desconsiderando o efeito da temperatura, pois a mesma é constante. Resposta da questão 5: [C] Teremos as seguintes reações de combustão: 3 22 2 Metanol CH OH 1,5O CO 2H O 1mol 4 10 2 2 2 Butano 1,5 22,4 L C H 6,5O 4CO 5H O 1mol 8 18 2 2 2 Butano 6,5 22,4 L C H 12,5O 8CO 9H O 1mol 12,5 22,4 L 1,5 : 6,5 : 12,5 ( 2) 3 : 13 : 25