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Química – Frente 3 – Lista de Férias Prof.Thati 1 VAMOS LÁ, preparei uma lista (cheia de AMOR) para férias, com exercícios apenas de 2021 e 2020 de revisão. São exercícios BONITOS, de todos os assuntos que nós vimos até agora. A lista está em ordem dos assuntos, e vou deixar após o último exercício (antes do gabarito) o tema de cada exercício. ORIENTAÇÃO: faça a lista sem se preocupar com o tema de cada questão e sem assustar com o vestibular. São exercícios de vários níveis de dificuldade, alguns serão mais simples, outros mais trabalhosos. Ao final da lista tem a RESOLUÇÃO oficial do vestibular, confira seu resultado, caso não consiga fazer o exercício tente entender pela resolução. IMPORTANTE: tente identificar o assunto em que você tem dificuldade (consulte o tema da questão ao final da lista), e faça uma revisão mais detalhada desse assunto. Identifique qual foi sua dificuldade de conteúdo ao realizar o exercício. E retome esse conteúdo. CUIDADO: tem alguns exercícios interdisciplinares, você vai precisar de formulinhas de FÍSICA, mas tá tudo bem, você manja dos paranauê da física!!!! IMPORTANTÍSSIMO: DESCANSE!!!!!!! Final de julho estamos de volta pra BRILHAR nesse segundo semestre!!! Momento motivacional (sério!!!): CONFIA E BORA QUE 2021 É NOSSO!!!!!! Vou deixar o Link do Bom Dia na Fazendinha, vai que dá muita saudade... hahaha https://www.youtube.com/watch?v=LQyuCOWYyBU 1. (Unesp 2021) Um professor de química fez uma demonstração em que produziu hidrogênio gasoso 2(H ) pela reação, a quente, de ácido clorídrico (HC ) com 6,75 g de alumínio sólido (A ) sob forma de folhas amassadas. A equação que representa essa reação é: (s) (aq) 3(aq) 2(g) 3 A 3 HC A C H 2 + → + Considere que o hidrogênio seja um gás ideal, que a massa molar do alumínio seja 27 g mol e que 3 31L 10 m .−= Adote para a constante universal do gases o valor R 8 J (mol K).= Supondo que todo o gás hidrogênio produzido nessa reação seja armazenado a uma temperatura constante de 27 C em um recipiente rígido de volume 10 L, a quantidade de hidrogênio produzida nessas condições ficaria submetida a uma pressão de a) 4 26 10 N m . b) 4 28 10 N m . c) 4 25 10 N m . d) 4 29 10 N m . e) 4 24 10 N m . 2. (Unicamp 2021) “Hospital Municipal de Juruti (PA) recebe mais de 70 cilindros de oxigênio para tratar pacientes com Covid-19” (site G1, 01/06/2020). A oxigenoterapia é indicada para todos os pacientes graves, inicialmente variando de 5 a 10 L de 2O min. Para uma vazão constante e máxima na faixa considerada, o cilindro de cada paciente deverá, necessariamente, ser trocado após aproximadamente Dados: volume interno do cilindro 50 L;= volume aproximado do gás a 1atm de pressão em cada cilindro 310 m ;= pressão inicial no cilindro ~ 200 atm.= a) 17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 1atm. b) 33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 50 L e a pressão 0 atm. c) 33 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 0 atm. d) 17 horas de uso, sendo o volume de gás restante no cilindro igual a 0 L e a pressão 1atm. 3. (Famerp 2021) O oxigênio é o produto gasoso da reação de decomposição do clorato de potássio 3(KC O ), de acordo com a equação: 3 22 KC O 2 KC 3O→ + Considerando a constante universal dos gases igual a 1 10,082 atm L mol K ,− − o volume de gás oxigênio produzido na decomposição de 0,5 mol de clorato de potássio a 1atm e 400 K é igual a a) 32,8 L. b) 24,6 L. c) 49,2 L. d) 67,2 L. e) 98,4 L. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Por que o biogás é uma opção de energia renovável? O biogás é um biocombustível gasoso produzido a partir da decomposição da matéria orgânica por bactérias fermentadoras, em um processo chamado biodegradação anaeróbia, isto é, o processo ocorre na ausência de oxigênio. Nesse processo, produz-se um gás rico em metano (de 40% a 80% de sua composição, sendo o resto dióxido de carbono e pequenas quantidades de hidrogênio, nitrogênio, amônia, ácido sulfídrico, entre outros). Para gerar energia elétrica usando biogás, utiliza-se a conversão da energia química do gás em energia mecânica, por meio de um processo controlado de combustão, que ativa um gerador. O biogás também pode ser purificado para a geração de biometano, que é equivalente ao gás natural veicular. 2 A tabela a seguir compara as composições químicas médias dos principais componentes do biogás e do biometano. Gás Principais componentes (% em volume) Biogás 60% metano; 40% dióxido de carbono Biometano 95% metano; 5% dióxido de carbono 4. (Unesp 2021) Quando se comparam volumes iguais de biogás e de biometano sob pressão de 2,0 atm, é possível calcular a diferença: Pressão parcial de metano no biometano – Pressão parcial de metano no biogás. O valor dessa diferença é a) 0,20 atm. b) 0,35 atm. c) 1,05 atm. d) 0,70 atm. e) 1,5 atm. 5. (Unesp 2021) Mediante aprovação pelo Comitê de Ética na Experimentação Animal, um laboratório realizou um experimento no qual um animal foi colocado em contato com água pura (c 1cal g C),= contida no interior de um recipiente fechado e isolado termicamente. As massas do animal e da água eram equivalentes e iguais a 500 g. As temperaturas iniciais do animal e da água eram 38 C e 20 C, respectivamente. Ao final do experimento, o animal foi recuperado sem sofrimento ou risco à vida e com a mesma taxa metabólica do início do experimento. Constatou-se que a água atingiu o equilíbrio térmico a 38 C. O animal utilizado no experimento e a quantidade de calorias transferida para a água foram a) um peixe e 18.000 calorias. b) uma galinha e 9.000 calorias. c) uma galinha e 18.000 calorias. d) um sapo e 18.000 calorias. e) um sapo e 9.000 calorias. 6. (Fuvest 2021) No fragmento a seguir, o autor explora conceitos químicos na forma de poesia: Químico apaixonado 1 Sua presença é 2 5 ( ) 2(g) 2(g) 2 ( )"C H OH 3 O 2 CO 3 H O "+ → + de sentimento 2 É explosão de 6 12 6(aq) 2(g) 2(g) 2 ( )"C H O 6 O 6 CO 6 H O ATP"+ → + + 3 É de pensamento 4 Sinergia 5 Sua ausência, meu desalento 6 (s) 2(g) 2 3(s)"4 Fe 3 O 2 Fe O "+ → o meu ser 7 Um modelo incompleto, 8 Impede-me de viver 9 Morte em pleno deserto. Wilmo Ernesto Francisco Junior, Ciência em prosa e verso - Acepipes para quem ousa gostar (ou ensinar), 2018 (adaptado), apud Lopes, MJ.M. Dissertação de Mestrado, 2019. Disponível em http://www.repositorio.ufal.br/. Sobre os conceitos mencionados, foram feitas as seguintes afirmações: I. A equação química mostrada na linha 2 pode ser associada à liberação de energia, pois corresponde à reação de fotossíntese com consumo de gás carbônico. II. A equação química apresentada na linha 6 representa uma reação na qual o número de oxidação das espécies é alterado, sendo associada a corrosão. III. O modelo incompleto referido na linha 7 refere-se ao proposto por Thomson, que identificava a presença de partículas com carga negativa dentro de uma esfera. Está correto o que se afirma no(s) item(ns): a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 7. (Famerp 2021) O etanol 2 6(C H O) pode ser produzido em laboratório por meio da hidratação do etileno 2 4(C H ), conforme a equação: 2 4 2 2 6C H H O C H O+ → A entalpia dessa reação pode ser calculada por meio da Lei de Hess, utilizando-se as equações: 3 2 4 2 2 2 2 4 2 6 2 2 2 2 6 C H 3O 2CO 2H O H 1.322 kJ mol de C H C H O 3O 2CO 3H O H 1.367 kJ mol de CH O Δ Δ + → + = − + → + = − Com base nas informações fornecidas, a produção de 10 mol de etanol a) absorve 2.689 kJ de energia. b) libera 45 kJ de energia. c) libera 450 kJ de energia. d) absorve 450 kJ de energia. e) libera 2.689 kJ de energia. 8. (Ufjf-pism 3 2021) O ácido clorídrico e o hidróxido de sódio, ambos os compostos comercializados com os nomes de ácido muriático e soda cáustica, respectivamente, podem reagir entre si quando em solução aquosa, formando um sal e água, numa reação de neutralização, como descrito abaixo: (aq) (aq) (aq) 2 ( )HC NaOH NaC H O H 0Δ+ → + A partir da reação de neutralização, assinale a alternativa CORRETA. a) A reação direta é endotérmica, com liberação de energia. b) A diminuição da temperatura favorece a reação direta. c) O aumento da concentração de (aq)NaC favorecerá a reação direta. d) A diminuição da concentração de (aq)HC favorece a reação direta. e) O aumento da temperatura aumentará também o valor da constante de equilíbrio. 9. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2020) Uma das maneiras de se obter industrialmente o hidrogênio é pelo processo conhecido como “reforma de hidrocarbonetos a vapor”, que envolve a reação entre hidrocarboneto e água no estado gasoso, gerando como produtos gasosos CO e 2H . Considere os valores das entalpias de formação indicados na tabela. Substância Entalpia de formação (kJ mol) 4(g)CH 75− 2 (g)H O 242− (g)CO 111− 2(g)H zero A partir das informações fornecidas, calcula-se que a produção de cada mol de hidrogênio pela reforma a vapor do metano a) absorve 101kJ. b) absorve 69 kJ. c) libera 35 kJ. d) libera 69 kJ. e) libera 101kJ. 10. (Unioeste 2020) O óxido de magnésio é utilizado como matéria prima ou precursor na síntese de vários compostos de magnésio para aplicação química, industrial e farmacêutica. Quando se adiciona óxido de magnésio (MgO) à água, há uma liberação de calor devido à seguinte reação química: 2 2MgO H O Mg(OH) X kcal mol+ → + Sabendo-se que as entalpias de formação dos compostos envolvidos são a 1atm e 25 C (condições-padrão): 2 2 H (MgO) 152 kcal mol; H (H O) 68 kcal mol; H (Mg(OH) ) 240kcal mol; Δ Δ Δ = − = − = − Em relação à reação e o calor envolvido no processo, assinale a alternativa CORRETA. a) A reação é exotérmica e libera 20 kcal mol. b) A reação é endotérmica e o valor de X é 40 kcal mol. c) A reação é exotérmica e o valor de X é 40 kcal mol.− d) A reação é endotérmica e absorve 40 kcal mol. e) O magnésio se reduz e libera 20 kcal mol. 11. (Unicamp 2020) Numa fritadeira a ar com potência de 1400 W, um pedaço de carne ficou pronto para ser consumido após 18 minutos de funcionamento do equipamento. Um cozimento semelhante foi realizado em menor tempo em um fogão a gás. Nesse caso, foram consumidos 16 gramas de gás propano, cuja reação de combustão é dada por: 1 3 8(g) 2(g) 2(g) 2 (g)C H O 3 CO 4 H O ; H 2046 kJ mol .Δ −+ → + = − Comparando os dois processos de cozimento, o consumo de energia foi maior empregando-se Dados: C 12; H 1.= = a) o fogão a gás, sendo cerca de 1,5 vezes maior que o consumo da fritadeira a ar. b) o fogão a gás, sendo cerca de 12 vezes maior que o consumo da fritadeira a ar. c) a fritadeira a ar, sendo cerca de 6 vezes maior que o consumo do fogão a gás. d) a fritadeira a ar, sendo cerca de 2 vezes maior que o consumo do fogão a gás. 12. (Ufrgs 2020) A reação de formação do etanol é definida abaixo. (s) 2(g) 2(g) 2 5 ( )2 C 3 H 1 2 O C H OH+ + → Embora essa reação, tal como está escrita, não possa ser realizada em laboratório, pode-se calcular seu efeito térmico, mediante uma combinação adequada de outras reações. Usando as reações abaixo, 4 (s) 2(g) 2(g)C O CO+ → 1fHº 394 kJ molΔ −= − 2(g) 2(g) 2 ( )H 1 2 O H O+ → 1fHº 286 kJ molΔ −= − 2 5 ( ) 2(g) 2(g) 2 ( )C H OH 3 O 2 CO 3 H O+ → + 1fHº 1368 kJ molΔ −= − a entalpia da reação de formação do etanol, em 1kJ mol ,− é a) 2048.− b) 1368.− c) 278.− d) 394.+ e) 2048.+ 13. (Acafe 2021) Diversos processos químicos utilizam, atualmente, catalisadores com o objetivo de tornar o processo mais vantajoso economicamente. Os catalisadores atuam em um processo químico sem serem consumidos. Em relação aos catalisadores, são feitas as seguintes afirmações: I. O catalisador aumenta ou diminui a velocidade de uma reação química, modificando o seu equilíbrio químico. II. A energia de ativação de uma reação química aumenta com a presença de um inibidor, diminuindo a velocidade da reação. III. A catálise homogênea ocorre quando o catalisador está na mesma fase dos reagentes em um processo químico. IV. Em reações reversíveis, a velocidade da reação direta será aumentada pela presença do catalisador, enquanto que a velocidade da reação inversa não sofrerá alteração. V. A adição de um catalisador a uma reação química não altera a variação de entalpia do sistema. Todas as afirmações corretas estão em: a) II - III - V b) I - III - V c) I - II - IV d) III - IV - V 14. (Uem 2020) Assinale o que for correto. 01) A velocidade média de uma reação é igual ao módulo da velocidade de consumo de um dos reagentes (ou igual à velocidade de formação de um dos produtos), módulo este dividido pelo respectivo coeficiente estequiométrico da substância na equação da reação balanceada. 02) A velocidade instantânea de uma reação é igual ao módulo do limite da velocidade média de consumo de um dos reagentes (ou da velocidade de formação de um dos produtos), módulo este dividido pelo respectivo coeficiente da substância na equação da reação balanceada, quando o intervalo de tempo t tende a zero. 04) Energia de ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que a colisão entre as partículas dos reagentes, em uma orientação favorável, seja efetiva e, portanto, resulte em reação. 08) Complexo ativado de uma reação é uma estrutura intermediária e instável entre os reagentes e os produtos. 16) Quanto menor for a energia de ativação, menor será a velocidade da reação. 15. (Enem 2020) A sacarase (ou invertase) é uma enzima que atua no intestino humano hidrolisando o dissacarídeo sacarose nos monossacarídeos glicose e frutose. Em um estudo cinético da reação de hidrólise da sacarose 12 22 11(C H O ), foram dissolvidos 171g de sacarose em 500 mL de água. Observou- se que, a cada 100 minutos de reação, a concentração de sacarose foi reduzida à metade, qualquer que fosse o momento escolhido como tempo inicial. As massas molares dos elementos H, C e O são iguais a 1, 12 e 116 g mol ,− respectivamente. Qual é a concentração de sacarose depois de 400 minutos do início da reação de hidrólise? a) 3 12,50 10 mol L− − b) 2 16,25 10 mol L− − c) 1 11,25 10 mol L− − d) 1 12,50 10 mol L− − e) 1 14,27 10 mol L− − 16. (Uem 2019) Considere o seguinte esquema, em nível microscópico. referente a uma reação química elementar. Sabendo que as esferas cinzas representam o elemento nitrogênio e que as esferas pretas representam o elemento oxigênio. assinale o que for correto. 01) Uma reação química elementar bimolecular é aquela em que as moléculas dos produtos se formam após uma única colisão entre duas moléculas dos reagentes. 02) A reação química representativa do esquema dado é 2 2 2N O NO N NO .+ → + 04) A lei cinética dessa reação é 2 2v k [N ] [NO ].= 08) O princípio da conservação da quantidade de movimento não é válido para reações químicas. 16) A colisão entre moléculas sempre provoca uma reação química. 17. (Fuvest 2021) O gás carbônico atmosférico reage com a águado mar conforme detalhado em (I): (I) 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂 ⇄ 𝐻2𝐶𝑂3 ⇄ 𝐻𝐶𝑂3 − + 𝐻+ As condições ambientais causadas pelo aumento de gás carbônico na atmosfera influenciam em processos caracterizados pela reação (II) durante o desenvolvimento de diversos organismos marinhos: (II) 𝐶𝑎2+ + 𝐶𝑂3 2− ⇄ 𝐶𝑎𝐶𝑂3 Tendo por base essas afirmações, assinale a alternativa correta: Note e adote: Considere o bicarbonato solúvel e o carbonato de cálcio insolúvel. a) O processo (I) resulta em diminuição da alcalinidade da água do mar, comprometendo a estruturação de recifes por interferir na formação dos esqueletos calcários dos corais, conforme a reação (II). b) O processo (I) resulta em aumento da alcalinidade da água do mar, comprometendo processos de contração muscular de 5 vertebrados marinhos por diminuir o cálcio livre disponível, como demonstrado em (II). c) O processo (I) não altera a alcalinidade da água do mar, mas compromete o processo de formação de conchas de moluscos marinhos, nos quais a estrutura básica é o carbonato de cálcio, produto da reação (II). d) O processo (I) resulta em diminuição da alcalinidade da água do mar, aumentando o pH e beneficiando o processo demonstrado em (II), o que favorece o crescimento de recifes de algas calcárias. e) O processo (I) resulta em aumento da alcalinidade da água do mar, beneficiando os processos de fermentação por bactérias marinhas em regiões de recifes de coral, que são formados pelo processo (II). 18. (Ucpel 2021) Segundo estudos, a hidroxiapatita 5 4 3(Ca (PO ) OH), um mineral natural que correspondente a 96% da composição do esmalte dentário, sofre considerável processo de desmineralização induzida por sistemas com pH inferiores a 5,0. Dentro da cavidade oral ocorre o seguinte equilíbrio: 𝐶𝑎5(𝑃𝑂4)3𝑂𝐻(𝑠) + 4 𝐻(𝑎𝑞) + ⇄ 5 𝐶𝑎(𝑎𝑞) 2+ + 3 𝐻𝑃𝑂2(𝑎𝑞) −4 + 𝐻2𝑂(ℓ) Ao ingerir uma solução de __________ o processo de desmineralização é acentuado pois desloca o equilíbrio da reação acima no sentido dos __________. A alternativa que completa corretamente a afirmativa acima é: a) Suco de limão; produtos. b) Bicarbonato de sódio; reagentes. c) Vinagre; reagentes. d) Cloreto de sódio; produtos. e) Hipoclorito de sódio; produtos. 19. (Famerp 2021) Considere as equações químicas: I. 𝑁2𝑂4(𝑔) ⇄ 2𝑁𝑂2(𝑔) II. 𝐶𝑎𝑂(𝑠) + 𝐶𝑂2(𝑔) ⇄ 𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠) III. 𝑁𝐻4𝐶ℓ(𝑠) ⇄ 𝑁𝐻3(𝑔) + 𝐻𝐶ℓ(𝑔) IV. 𝑆𝑛𝑂(𝑠) + 𝐻2(𝑔) ⇄ 𝑆𝑛(𝑠) +𝐻2𝑂(𝑔) V. 4𝐴ℓ(𝑠) + 3𝑂2(𝑔) ⇄ 2𝐴ℓ2𝑂3(𝑠) Considerando x um dos compostos químicos presentes nas equações citadas, a expressão da constante de equilíbrio representada por p 1 K p(x) = descreve corretamente o equilíbrio representado na equação a) V. b) I. c) III. d) II. e) IV. 20. (Uem 2020) 1mol de 2(g)H e 1mol de 2(g)CO foram misturados em um balão com capacidade para 10 L, a uma dada temperatura, e espera-se atingir o equilíbrio com constante igual a 16, conforme reação abaixo. Assinale o que for correto. 𝐻2(𝑔) + 𝐶𝑂2(𝑔) ⇄ 𝐻2𝑂(𝑔) + 𝐶𝑂(𝑔) Dado: C 12; O 16.= = 01) Se x é a quantidade de matéria de cada um dos produtos, então x é igual a 5 4 mol. 02) A concentração do 2(g)H no equilíbrio é 0,02 mol L. 04) A concentração de (g)CO no equilíbrio é 2,24 g L. 08) A concentração de água no equilíbrio é 0,08 mol L. 16) Trata-se de uma reação de oxirredução. 21. (Ufrgs 2020) A combustão incompleta de substâncias, contendo carbono, pode formar o monóxido de carbono, o qual é extremamente tóxico. O monóxido de carbono, na presença de oxigênio, pode ser convertido no dióxido de carbono, em catalisadores automotivos, de acordo com a reação abaixo. 2 𝐶𝑂(𝑔) + 𝑂2(𝑔) ⇄ 2 𝐶𝑂2(𝑔) Em um determinado recipiente, contendo inicialmente monóxido de carbono e oxigênio, estabeleceu-se um equilíbrio em que se pode determinar a pressão total da mistura, 6,1atm, as pressões parciais de monóxido de carbono e de dióxido de carbono, as quais foram, respectivamente, 0,5 atm e 4,0 atm. O valor da constante de equilíbrio será igual a a) 1,6. b) 10,6. c) 22,4. d) 32. e) 40. ASSUNTOS: 1 a 4 - Gases: 1- Estequiometria e PV=nRT. 2 – Pressão e volume totais. 3 – PV=nRT. 4 – Pressão parcial. 5 a 12 - Termoquímica: 5 e 6 – Teoricos. 7 e 12 – Lei de Hess. 8, 9 e 10 – Entalpia de formação. 11 – Potência (física). 13 a 16 – Cinética química. 17 a 21 – Equilíbrio químico. 6 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] (s) (aq) 3(aq) 2(g) 3 1 A 3 HC 1 A C H 2 27 g + → + 1,5 mol 6,75 g 2 2 H H n 6,75 g 1,5 mol n 0,38 mol 27 g = = 2H 1 1 1 1 1 1 3 3 n 0,38 mol V 10 L P ? T 27 273 300 K R 8 J mol K P V n R T P 10 L 0,38 mol 8 J mol K 300 K P 9 10 J L (I) 1J 1N m 1L 10 m − − − − − − = = = = + = = = = = = = Substituindo em (I), vem: ( ) 1 1 3 3 1 3 3 4 2 P 9 10 1N m 10 m 9 10 1N m 10 m P 9 10 N m − − −= = = Resposta da questão 2: [A] Variação máxima da oxigenoterapia: 10 L de 2O min. Quando a pressão interna do gás oxigênio dentro do cilindro se igualar à pressão externa o volume restante será de 50 L. 2 2 cilindro int erna externa 3 total (1atm) utilizado de O total (1atm) cilindro utilizado de O V 50 L P 200 atm P 1atm V 10 m 10000 L V V V V 10000 L 50 L 9950 L 10 L = = = = = = − = − = 1minuto 9950 L t 9950 L 1minuto t 995 minutos 10 L 1hora = = 60 minutos x 995 minutos 1hora 995 minutos x 16,58 horas 60 minutos x 17 horas = = Resposta da questão 3: [B] 3 22 KC O 2 KC 3 O 2 mol → + 3 mol 0,5 mol 2 2 2 2 2 2 O O 1 1 O O 1 1 O O n 0,5 mol 3 mol n 0,75 mol 2 mol P 1atm T 400 K R 0,082 atm L mol K P V n R T 1atm V 0,75 mol 0,082 atm L mol K 400 K V 24,6 L − − − − = = = = = = = = Resposta da questão 4: [D] Gás Principais componentes (% em volume) Biometano 95% metano = 0,95 metano Metano no biometanop 0,95 2,0 atm 1,9 atm= = Biogás 60% metano = 0,60 metano Metano no biogásp 0,60 2,0 atm 1,2 atm= = Diferença 1,9 atm 1,2 atm 0,7 atm. Diferença 0,70 atm. = − = = Resposta da questão 5: [B] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] O animal utilizado no experimento foi a galinha, um animal endotérmico (diferentemente de peixes e anfíbios), que utiliza o calor gerado pelo próprio metabolismo para manter a temperatura corporal relativamente constante; evidenciado pela temperatura constante do animal no início e no fim do experimento, de 38°C. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] A galinha é um animal homeotermo cuja temperatura é maior do que a de um sapo (anfíbio). Logo, a galinha trocou calor com a água, que atingiu o equilíbrio térmico, ou seja, a temperatura da água passou de 20 C para 38 C. O calor envolvido no processo descrito no texto pode ser calculado da seguinte maneira: ( ) ( ) ( ) Δ − − = = = = − = 1 1 c 1cal g C m 500 g Q m c T Q 500 g 1cal g C 38 C 20 C Q 9000 cal [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física] A quantidade de calorias transferida é equivalente à energia necessária para elevar a temperatura de 500 g de água de 20 C para 38 C. Ou seja: 7 ( ) Q m c Q 500 1 38 20 Q 9000 cal Δθ= = − = E para que o animal mantivesse a sua temperatura após transferir calor para a água, ele deve ser homeotermo, pois é capaz de gerar calor a partir do próprio metabolismo. Sendo assim, dentre as opções, se trata de uma galinha. Respostada questão 6: [B] [I] Incorreto. A equação química mostrada na linha 2 pode ser associada à liberação de energia (ATP), porém corresponde à reação respiração com consumo de gás oxigênio e produção de gás carbônico. [II] Correto. A equação química apresentada na linha 6 representa uma reação na qual o número de oxidação das espécies é alterado, ou seja, o Nox do ferro varia de zero para +3. + + − − − + − = = + + → ⎯⎯⎯⎯⎯→ + 2 3 3 3 2 2 2 2 2 3 oxidação0 3 Fe Nox(Fe) 0 Fe O : Fe Fe O O O Nox(Fe) 3 4 Fe 3 O 2 Fe O Fe Fe 3e [III] Incorreto. O modelo incompleto referido na linha 7 refere- se ao proposto por Rutherford, que identificava a presença de partículas com carga negativa “girando” ao redor de um núcleo positivo dentro de uma “esfera”. Resposta da questão 7: [D] Δ Δ + → + = − + → + = − 2 4 2 2 2 2 4 2 6 2 2 2 2 6 1C H 3O 2CO 2H O H 1.322 kJ mol de C H (manter) 1C H O 3O 2CO 3H O H 1.367 kJ mol de C H O (inverter) ( ) 2 4 2 2 2 1 2 2 2 6 2 2 2 4 2 2 6 1 2 1 2 1C H 3O 2CO 2H O H 1.322 kJ 2CO 3H O 1C H O 3O H 1.367 kJ 1C H 1H O 1C H O H H H H H H H 1.322 kJ 1.367 kJ 45 kJ mol H 0 absorção de energia. 1mol Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ Δ + → + = − + → + = + + → = + = + = − + + = + absorve 45 kJ 10 mol absorve 450 kJ Resposta da questão 8: [B] [A] Incorreta. A reação direta é exotérmica, com liberação de energia, pois o valor da variação de entalpia é negativo ( )H 0 .Δ [B] Correta. A diminuição da temperatura favorece a reação direta, pois se trata de uma reação exotérmica. Δ Δ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ H 0 (reação exotérmica; T ) (aq) (aq) (aq) 2 ( ) H 0 (reação endotérmica; T ) HC NaOH NaC H O [C] Incorreta. O aumento da concentração de (aq)NaC favorecerá a reação inversa. ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯(aq) (aq) (aq) 2 ( ) Deslocamento para a esquerda Aumento de concentração HC NaOH NaC H O [D] Incorreta. A diminuição da concentração de (aq)HC favorece a reação inversa. ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯(aq) (aq) (aq) 2 ( ) Deslocamento para a esquerdaDiminuição de concentração HC NaOH NaC H O [E] Incorreta. O aumento da temperatura diminuirá o valor do quociente de equilíbrio. Resposta da questão 9: [B] Reforma do metano 4 2 21CH 1H O 1CO 3 H+ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ + Para 1 mol de 2H : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Reforma do metano 4 2 2 Reforma do metano 4 2 2 0 kJ 1 1 1 75 kJ 242 kJ 111kJ 3 3 3 produtos reagentes 1 1 1 CH H O CO 1H 3 3 3 1 1 1 CH H O CO 1H H ? 3 3 3 H H H 1 1 1 H 111kJ 0 kJ 75 kJ 242 kJ 3 3 3 Δ Δ Δ Δ − − − + ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ + + ⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ + = = − = − + − − + − H 68,67 kJ 69 kJ= Resposta da questão 10: [A] ( ) 2 2 2 2 152 kcal 68 kcal 240 kcal Pr odutos Reagentes MgO H O Mg(OH) X kcal mol (liberação de energia; reação exotérmica) 1MgO 1H O 1Mg(OH) H X kcal mol H H H H 240 kcal 152 kcal 68 kcal H 240 kcal 220 k Δ Δ Δ Δ − − − + → + + → = − = − = − − − + − = − + cal H 20 kcal (liberação de 20 kcal)Δ = − Resposta da questão 11: [D] Para a fritadeira a ar: 8 cozimento (fritadeira) J 1 W 1 s J 1400 W 1400 s t 18 minutos 18 60 s 1080 s 1400 J E 1s 1080 s 1080 s 1400 J E 1s E E 1512 kJ = = = = = = = = = Para o fogão: 3 8 3 8 1 C H 1 3 8(g) 2(g) 2(g) 2 (g) C H 3 12 8 1 44 M 44 g mol C H O 3 CO 4 H O ; H 2046 kJ mol 44 g Δ − − = + = = + → + = − 2046 kJ liberados 16 g cozimento (fogão) cozimento (fritadeira) cozimento (fogão) cozimento (fritadeira) cozimento (fogão) cozimento (fritadeira) E' 16 g 2046 kJ E' 44 g E' 744 kJ liberados E' E 744 kJ E 1512 kJ 1512 kJ 2,03 2 E 744 kJ 744 kJ E 2 E E = = = = = = = = = cozimento (fogão)2 E Resposta da questão 12: [C] 1 (s) 2(g) 2(g) f 1 2(g) 2(g) 2 ( ) f 1 2 5 ( ) 2(g) 2(g) 2 ( ) f C O CO Hº 394 kJ mol (multiplicar por 2) H 1 2 O H O Hº 286 kJ mol (multiplicar por 3) C H OH 3 O 2 CO 3 H O Hº 1368 kJ mol (inverter) Δ Δ Δ − − − + → = − + → = − + → + = − (s) 2(g) 2(g)2 C 2 O 2 CO+ → 1 2(g) 2(g) 2 ( ) H 2( 394) kJ 3 H 3 2 O 3 H O Δ = − + → 2 2(g) H 3( 286) kJ 2 CO Δ = − 2 ( )3 H O+ 2 5 ( ) 2(g) 3C H OH 3 O H 1368 kJΔ→ + = + Global (s) 2(g) 2(g) 2 5 ( ) 1 2 32 C 3 H 1 2 O C H OH H H H HΔ Δ Δ Δ+ + ⎯⎯⎯⎯→ = + + 1 2 3H H H H H 2( 394) kJ 3( 286) kJ 1368 kJ H 278 kJ mol Δ Δ Δ Δ Δ Δ = + + = − + − + = − Resposta da questão 13: [A] [I] Incorreta. O catalisador aumenta a velocidade de uma reação química, porém não desloca um equilíbrio químico. [II] Correta. A energia de ativação de uma reação química aumenta com a presença de um inibidor ou anticatalisador, diminuindo a velocidade da reação. [III] Correta. A catálise homogênea ocorre quando o catalisador está na mesma fase dos reagentes em um processo químico. [IV] Incorreta. Em equilíbrios químicos os catalisadores aumentam a velocidade, tanto das reações direta como das inversas. [V] Correta. A adição de um catalisador a uma reação química não altera a variação de entalpia do sistema. Resposta da questão 14: 01 + 02 + 04 + 08 = 15. [01] Correto. A velocidade média de uma reação é igual ao módulo da velocidade dividido pelo respectivo coeficiente estequiométrico da substância na equação da reação balanceada. Esquematicamente: + → + − − = = = CA B D aA bB cC dD vv v v a b c d [02] Correto. A velocidade instantânea de uma reação é igual ao módulo do limite da velocidade média de consumo de um dos reagentes (ou da velocidade de formação de um dos produtos), módulo este dividido pelo respectivo coeficiente da substância na equação da reação balanceada, quando o intervalo de tempo t tende a zero. [04] Correto. Energia de ativação é a quantidade mínima de energia necessária para que a colisão entre as partículas dos reagentes, em uma orientação favorável, seja efetiva e, portanto, resulte em reação. [08] Correto. Complexo ativado de uma reação é uma estrutura intermediária e instável entre os reagentes e os produtos. [16] Incorreto. Quanto menor for a energia de ativação, maior será a velocidade da reação e vice-versa. Resposta da questão 15: [B] Foram dissolvidos 171g de sacarose em 500 mL (0,5 L) de água. − − − = + + = = = = = = = = = = = 12 22 1112 22 11 12 22 11 12 22 1112 22 11 12 22 11 12 22 11 1 C H OC H O C H O 1 C H OC H O água C H O 12 22 11 1 12 22 11 C H O 12 12 22 1 11 16 342 mM 342 g mol 171g n 0,5 mol MM 171g 342 g mol V V 0,5 L n 0,5 mol C H O V 0,5 L C H O 1mol L 9 − − − − = = ⎯⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯⎯→ = = = 100 min 100 min 100 min 100 minmol mol mol mol mol L L L L L 1 1 12 22 11 final 2 1 12 22 11 final t 400 min 4 100 min 1 1 1 1 1 2 4 8 16 1 C H O mol L 0,0625 mol L 16 C H O 6,25 10 mol L Resposta da questão 16: 01 + 02 = 03. [01] Verdadeira. Como mostra a ilustração, temos uma reação elementar, pois ocorre em apenas uma etapa e bimolecular devido a presença de duas moléculas de reagente em colisão única e efetiva. [02] Verdadeira. O enunciado deixa claro as cores representativas do nitrogênio e do oxigênio na reação. [04] Falsa. A lei cinética é representada pelo produto das concentrações molares dos reagentes elevados nos expoentes que indicam a molecularidade envolvida na reação elementar e da constante cinética da reação. Na afirmativa foram mencionadas as concentrações molares dos produtos. A expressão correta é: 2v k [N O] [NO].= [08] Falsa. O princípio da conservação da quantidade de movimento é válido para reações químicas, pois faz parte de um dos pilares da Física assim como da conservação da energia e da carga elétrica. [16] Falsa. A colisão efetiva entre moléculas resultanuma reação química, mas as colisões podem ser não efetivas e não resultar em reação. Para que uma colisão resulte em reação química, a mesma deve ter energia suficiente para romper as ligações pré-existentes e formar novas ligações, ter uma posição de choque favorável a esse rompimento e uma frequência de choques razoável para a verificação da reação química. Resposta da questão 17: [A] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] A elevação da concentração de cátions +H (diminuição da alcalinidade da água do mar) provoca o deslocamento do equilíbrio (I) para a esquerda: − +⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯2 2 2 3 3 Deslocamento Deslocamento Aumento depara a esquerda para a esquerda concentração CO H O H CO HCO H . Consequentemente a disponibilidade dos íons 3HCO − e 2 3CO − diminui e os processos caracterizados pela reação (II) 2 2 3 3(Ca CO CaCO ) + −+ ficam prejudicados. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia] O processo (I) mostra a reação do gás carbônico 2(CO ) com a água 2(H O), que apresenta como produtos ácido carbônico 2 3(H CO ), que se dissocia em íons bicarbonato, e íons de hidrogênio, causando a diminuição do pH, ou seja, tornando a água ácida; a consequência dessa acidez interfere na formação dos esqueletos calcários de organismos marinhos (processo II), como os corais, alterando o ecossistema marinho. Resposta da questão 18: [A] Suco de limão: meio ácido. + + −⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→+ + +⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ Deslocamento para a direita 2 4 5 4 3 (s) (aq) (aq) 2(aq) 2 ( ) Aumento de Pr odutos da reação direta concentração Ca (PO ) OH 4 H 5 Ca 3 HPO H O Resposta da questão 19: [D] [I] 2 4(g) 2(g)1N O 2NO ( ) ( ) 2(g) 2 4(g) 2 NO p 1 N O p K p = [II] (s) 2(g) 3(s)1CaO 1CO 1CaCO+ 2(g) p p CO 1 1 K K p p(x) = = [III] 4 (s) 3(g) (g)1NH C 1NH 1HC+ ( ) ( )3(g) (g) 1 1 p NH HCK p p= [IV] (s) 2(g) 2 3(s)4A 3O 2A O+ ( )2(g) p 3 O 1 K p = Resposta da questão 20: 02 + 04 + 08 + 16 = 30. [01] Incorreto. Se x é a quantidade de matéria de cada um dos produtos, então x é igual a 4 5 mol. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) + + − − + + − − + + = = − − = − = − − 2(g) 2(g) 2 (g) (g) 2 e 2 2 2 2 2 1H 1CO 1H O 1CO 1mol 1mol 0 mol 0 mol (início; em 10 L) x mol x mol x mol x mol (durante; em 10 L) 1 x mol 1 x mol x mol x mol (equilíbrio; em 10 L) H O CO K H CO x x 10 1016 1 x 1 x 10 10 x 16 1 x x x 16 1 x 1 x ( ) = = = − − = = 16 x 4 x 4 4x 1 x 5x 4 4 x 5 10 [02] Correto. A concentração do 2(g)H no equilíbrio é 0,02 mol L. ( ) ( ) ( ) 2(g) 2(g) 2 (g) (g) 4 4 4 4 5 5 5 5 4 4 4 4 5 5 5 5 4 5 2 2 1H 1CO 1H O 1CO 1mol 1mol 0 mol 0 mol (início; em 10 L) mol mol mol mol (durante; em 10 L) 1 mol 1 mol mol mol (equilíbrio; em 10 L) 1 moln H V 10 L 1 mol 5 H 0,02 mol L 10 L ⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯ − − + + − − + + − = = = = [04] Correto. A concentração de (g)CO no equilíbrio é 2,24 g L. ( ) ( ) 2(g) 2(g) 2 (g) (g) 4 4 4 4 5 5 5 5 4 4 4 4 5 5 5 5 1 CO 1H 1CO 1H O 1CO 1mol 1mol 0 mol 0 mol (início; em 10 L) mol mol mol mol (durante; em 10 L) 1 mol 1 mol mol mol (equilíbrio; em 10 L) 4 mol n 5 CO 0,08 mol L V 10 L CO 12 16 28; M 28 g − ⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯ − − + + − − + + = = = = + = = 1 CO CO 1 1 CO mol C CO M C 0,08 mol L 28 g mol 2,24 g − − − = = = [08] Correto. A concentração de água no equilíbrio é 0,08 mol L. ( ) ( ) 2(g) 2(g) 2 (g) (g) 4 4 4 4 5 5 5 5 4 4 4 4 5 5 5 5 1 2 1H 1CO 1H O 1CO 1mol 1mol 0 mol 0 mol (início; em 10 L) mol mol mol mol (durante; em 10 L) 1 mol 1 mol mol mol (equilíbrio; em 10 L) 4 mol n 5 H O 0,08 mol L V 10 L − ⎯⎯⎯→+ +⎯⎯⎯ − − + + − − + + = = = [16] Correto. Trata-se de uma reação de oxirredução, pois ocorre com variação de Nox. 2 2 4 2 2 2 1 1 2 2 2 2(g) 2(g) 2 (g) (g) Oxidação0 1 Redução4 2 H Nox(H) 0 (substância simples) CO : C O O Nox(C) 4; Nox(O) 2 H O : H H O Nox(H) 1; Nox(O) 2 CO : C O Nox(C) 2; Nox(O) 2 H CO H O CO 2 H 2 H 2 e C 2 e C + − − + + − + − + − + − + = = + = − = + = − = + = − + + ⎯⎯⎯⎯⎯→ + + ⎯⎯⎯⎯⎯→ Resposta da questão 21: [E] 2 2 2 2 2 2 CO O CO total O O (g) 2(g) 2(g) 2 CO p 2 1 CO O 2 p 2 1 p p p p P 0,5 atm p 4,0 atm 6,1atm p 6,1atm 0,5 atm 4,0 atm 1,6 atm 2 CO 1O 2 CO 0,5 atm 1,6 atm 4,0 atm (equilíbrio) (p ) K (p ) (p ) (4,0) K (0,5) (1,6) K 40 + + = + + = = − − = + = = =