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Prof. Túlio Química Página 1 de 2 Lista de Exercícios – Estequiometria 1. (Ufsc 2019) A química dos fogos de artifício Os fogos de artifício foram descobertos na China há mais de 2.000 anos e de maneira acidental – alquimistas chineses tentavam produzir um elixir mágico e, a partir de uma mistura de mel, enxofre e nitrato de potássio, acabaram por produzir um explosivo que é o precursor da pólvora, utilizada até os tempos atuais. A combustão da pólvora produz energia suficiente para vaporizar e excitar eletronicamente espécies químicas que, instáveis, emitem fótons em diferentes regiões do espectro eletromagnético, produzindo as diferentes cores que hoje conhecemos em um espetáculo com fogos de artifício. A combustão da pólvora pode ser representada, de maneira simplificada, pela reação abaixo: 10 𝐾𝑁𝑂3(𝑠) + 8 𝐶(𝑠) + 3 𝑆(𝑠) → 2 𝐾2𝐶𝑂3(𝑠) + 3 𝐾2𝑆𝑂4(𝑠) + 6 𝐶𝑂2(𝑔) + 5 𝑁2(𝑔) Disponível em: <https://www.compoundchem.com/2013/12/30/the-chemistry-of- fireworks/>. [Adaptado]. Acesso em: 23 set. 2018. Sobre o assunto e com base nas informações acima, é correto afirmar que: Dados: 𝐾 = 39,1; 𝑁 = 14,0; 𝑂 = 16,0; 𝑆 = 32,1; 𝐶 = 12. 01) a combustão da pólvora caracteriza um processo exotérmico. 02) para que ocorra a combustão completa de 202,2 𝑔 de nitrato de potássio, são necessários 19,2 𝑔 de carbono e 19,3 𝑔 de enxofre. 04) se 10 𝑚𝑜𝑙 de nitrato de potássio entrarem em combustão em um sistema com excesso de carbono e de enxofre, serão produzidos 264 𝑔 de dióxido de carbono e 280 𝑔 de nitrogênio gasoso. 08) na combustão de um mol de nitrato de potássio, serão produzidos 11 𝑚𝑜𝑙 de produtos gasosos. 16) na combustão da pólvora, o carbono sofre redução, passando do estado de oxidação zero para −2. 32) o potássio sofre oxidação no processo de combustão, convertendo-se em carbonato de potássio e em sulfato de potássio. 2. (Unicamp 2019) A adição de biodiesel ao diesel tradicional é uma medida voltada para a diminuição das emissões de gases poluentes. Segundo um estudo da FIPE, graças a um aumento no uso de biodiesel no Brasil, entre 2008 e 2011, evitou-se a emissão de 11 milhões de toneladas de 𝐶𝑂2 (gás carbônico). (Adaptado de Guilherme Profeta, “Da cozinha para o seu carro: cúrcuma utilizada como aditivo de biodiesel”. Cruzeiro do Sul, 10/04/2018.) Dados de massas molares em 𝑔 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1: 𝐻 = 1, 𝐶 = 12, 𝑂 = 16. Considerando as informações dadas e levando em conta que o diesel pode ser caracterizado pela fórmula mínima (𝐶𝑛𝐻2𝑛), é correto afirmar que entre 2008 e 2011 o biodiesel substituiu aproximadamente a) 3,5 milhões de toneladas de diesel. b) 11 milhões de toneladas de diesel. c) 22 milhões de toneladas de diesel. d) 35 milhões de toneladas de diesel. 3. (G1 - ifce 2019) O menor dos hidrocarbonetos, o metano (𝐶𝐻4), é um gás incolor e pode causar danos ao sistema nervoso central se for inalado. Pode ser obtido da decomposição do lixo orgânico, assim como sofrer combustão como mostra a reação balanceada: 𝐶𝐻4(𝑔) + 2 𝑂2(𝑔) → 𝐶𝑂2(𝑔) + 2 𝐻2𝑂(ℓ) 𝛥𝐻 = −890 𝑘𝐽 A massa de metano que, em g, precisa entrar em combustão para que sejam produzidos exatamente 54 𝑔 de água é igual a Dados: 𝑀(𝐻) = 1 𝑔 𝑚𝑜𝑙 , 𝑀(𝐶) = 12 𝑔 𝑚𝑜𝑙 e 𝑀(𝑂) = 16 𝑔 𝑚𝑜𝑙 . a) 36 b) 24 c) 20 d) 44 e) 52 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto para responder à(s) questão(ões) a seguir. Tomando como base um Boeing 737-800, seus tanques de combustível podem comportar até 21 𝑡 (21 toneladas) de querosene de aviação (𝑄𝐴𝑉). O consumo do QAV tem como principal variável o peso total da aeronave. Além disso, altitude, velocidade e temperatura também influenciam na conta. Quanto mais longo o percurso, mais eficiente a aeronave será, pois o consumo do 𝑄𝐴𝑉 em altitude é muito menor, devido à atmosfera mais rarefeita, que causa menos resistência ao avanço e, ao mesmo tempo em que ocorre o consumo, reduz-se o peso da aeronave. Em voo de cruzeiro (quando o avião alcança a velocidade e altitude ideais) o consumo de 𝑄𝐴𝑉 é de aproximadamente 2.200 𝑘𝑔 ℎ . A fase do voo com maior consumo de combustível é a subida, pois a aeronave precisa de muita força para decolar e ganhar altitude. O consumo de 𝑄𝐴𝑉 chega a ser o dobro, se comparado ao voo de cruzeiro. Já na descida, o consumo é menor, chegando a ser 1 3 em comparação ao voo de cruzeiro. (www.agenciaabear.com.br. Adaptado.) 4. (Unesp 2019) Voando na altitude de cruzeiro com uma velocidade média, em relação ao solo, de 800 𝑘𝑚 ℎ , um Boeing 737- 800 percorreu uma distância de 2.400 𝑘𝑚. Considere que: - o 𝑄𝐴𝑉 é constituído por hidrocarbonetos cujas cadeias carbônicas contêm, em média, 12 átomos de carbono e 26 átomos de hidrogênio, apresentando massa molar média de 170 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ; - a combustão do 𝑄𝐴𝑉 na altitude de cruzeiro é completa. De acordo com os dados, a massa de 𝐶𝑂2(𝑔) gerada pela combustão do 𝑄𝐴𝑉 na distância percorrida pelo avião foi próxima de a) 13 t. b) 20 t. c) 11 t. d) 25 t. e) 6 t. 5. (Uerj 2018) A hemoglobina é uma proteína de elevada massa molar, responsável pelo transporte de oxigênio na corrente sanguínea. Esse transporte pode ser representado pela equação química abaixo, em que 𝐻𝐵 corresponde à hemoglobina. 𝐻𝐵 + 4 𝑂2 → 𝐻𝐵(𝑂2)4 Em um experimento, constatou-se que 1 𝑔 de hemoglobina é capaz de transportar 2,24 × 10−4 𝐿 de oxigênio molecular com comportamento ideal, nas CNTP. A massa molar, em 𝑔 𝑚𝑜𝑙 , da hemoglobina utilizada no experimento é igual a: a) 1 × 105 b) 2 × 105 c) 3 × 105 d) 4 × 105 Prof. Túlio Química Página 2 de 2 6. (Ufrgs 2018) A decomposição térmica do ácido nítrico na presença de luz libera 𝑁𝑂2 de acordo com a seguinte reação (não balanceada). 𝐻𝑁𝑂3(𝑎𝑞) → 𝐻2𝑂(ℓ) + 𝑁𝑂2(𝑔) + 𝑂2(𝑔) Assinale a alternativa que apresenta o volume de gás liberado, nas CNTP, quando 6,3 𝑔 de 𝐻𝑁𝑂3 são decompostos termicamente. Dados: 𝐻 = 1; 𝑁 = 14; 𝑂 = 16. a) 2,24 L b) 2,80 L c) 4,48 L d) 6,30 L e) 22,4 L 7. (Unesp 2018) O cloreto de cobalto(II) anidro, 𝐶𝑜𝐶ℓ2, é um sal de cor azul, que pode ser utilizado como indicador de umidade, pois torna-se rosa em presença de água. Obtém-se esse sal pelo aquecimento do cloreto de cobalto(II) hexa-hidratado, 𝐶𝑜𝐶ℓ2 ⋅ 6 𝐻2𝑂, de cor rosa, com liberação de vapor de água. sal hexa-hidratado (rosa) ∆ → 𝑠𝑎𝑙 𝑎𝑛𝑖𝑑𝑟𝑜 (𝑎𝑧𝑢𝑙) + 𝑣𝑎𝑝𝑜𝑟 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 A massa de sal anidro obtida pela desidratação completa de 0,1 𝑚𝑜𝑙 de sal hidratado é, aproximadamente, Dados: 𝐶𝑜 = 58,9; 𝐶ℓ = 35,5. a) 11 𝑔. b) 13 𝑔. c) 24 𝑔. d) 130 𝑔. e) 240 𝑔. 8. (Upf 2018) Tendo por referência a reação química não balanceada 𝐶ℓ2(𝑔) + 𝑂2(𝑔) → 𝐶ℓ2𝑂5(𝑠) qual é o volume de oxigênio necessário para reagir com todo o cloro, considerando-se que se parte de 20 𝐿 de cloro gasoso medidos em condições ambientes de temperatura e pressão? (Considere volume molar de 25 𝐿 𝑚𝑜𝑙−1 nas CATP) a) 20 L b) 25 L c) 50 L d) 75 L e) 100 L TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto abaixo, para responder à(s) questão(ões). O principal componente dos antiácidos é o bicarbonato de sódio, conhecido quimicamente como 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3. Sua aparência é de um pó branco que constitui uma mistura cristalina solúvel em água, que o caracteriza como um alcalino solúvel, e recebe também o nome de hidrogeno carbonato de sódio. Após a ingestão, o 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 reage com os ácidos e libera 𝐶𝑂2, responsável pela efervescência, conforme a reação apresentada pela equação: 𝑁𝑎𝐻𝐶𝑂3 + 𝐻𝐶ℓ → 𝑁𝑎𝐶ℓ+𝐻2𝑂 + 𝐶𝑂2 9. (G1 - ifsul 2018) Considerando que reagiram 168 𝑔 de bicarbonato de sódio com quantidade suficiente de ácido, o volume de gás carbônico produzido nas CNTP é igual a Dados: 𝑁𝑎 = 23; 𝐶 =12; 𝑂 = 16. a) 11,2 𝐿. b) 22,4 𝐿. c) 44,8 𝐿. d) 89,6 𝐿. 10. (Usf 2017) Nos períodos mais frios do ano, algumas pessoas utilizam o ácido ascórbico, na forma efervescente, em virtude dos benefícios que essa vitamina traz ao organismo. Também conhecido como vitamina C, o ácido ascórbico evita o escorbuto e fortalece o sistema imunológico. Nas Grandes Navegações, os marinheiros não dispunham de frutas frescas e adoeciam devido à carência dessa substância. A seguir é apresentada a estrutura molecular do ácido ascórbico. A partir da estrutura apresentada responda ao que se pede. a) Qual a característica química que torna o ácido ascórbico uma substância bastante solúvel em água? b) Considerando um comprimido de vitamina C com 1,0 𝑔 de ácido ascórbico puro qual será o valor da concentração molar desse ácido em um copo com água que forme 250 𝑚𝐿 de solução? Dados valores de massa atômica em 𝑔 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1: 𝐻 = 1,0; 𝐶 = 12,0 e 𝑂 = 16,0 c) Qual a equação que representa a combustão completa do ácido ascórbico? Utilize os menores valores inteiros para cada substância como índice estequiométrico. d) Considerando a equação de combustão do item (c) qual o volume de gás carbônico produzido nas CNTP (1 𝑚𝑜𝑙 = 22,4 𝐿) quando se queimam 10 𝑔 de ácido ascórbico totalmente puro? Dados valores de massa atômica em 𝑔 ⋅ 𝑚𝑜𝑙−1: 𝐻 = 1,0; 𝐶 = 12,0 e 𝑂 = 16,0 Gabarito: 1. 01 + 02 = 03 2. A 3. B 4. B 5. D 6. B 7. B 8. C 9. C Resposta da questão 10: a) O ácido ascórbico apresenta grupos 𝑂𝐻 que fazem ligações de hidrogênio com a água. b) Cálculo da concentração molar: 𝐶6𝐻8𝑂6 = 6 × 12 + 8 × 1 + 6 × 16 = 176 𝑀𝐶6𝐻8𝑂6 = 176 𝑔 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐶6𝐻8𝑂6 = 𝑚𝐶6𝐻8𝑂6 𝑀𝐶6𝐻8𝑂6 = 1,0 𝑔 176 𝑔 𝑚𝑜𝑙 𝑉 = 250 𝑚𝐿 = 0,25 𝐿 [𝐶6𝐻8𝑂6] = 𝑛𝐶6𝐻8𝑂6 𝑉 = 1,0 𝑔 176 𝑔 𝑚𝑜𝑙 0,25 𝐿 [𝐶6𝐻8𝑂6] = 0,0227 𝑚𝑜𝑙 𝐿 [𝐶6𝐻8𝑂6] ≈ 0,023 𝑚𝑜𝑙 𝐿 c) Equação que representa a combustão completa do ácido ascórbico: 𝐶6𝐻8𝑂6 + 5𝑂2 → 6𝐶𝑂2 + 4𝐻2𝑂 d) Cálculo do volume de gás carbônico: 𝐶6𝐻8𝑂6 + 5𝑂2 → 6𝐶𝑂2 + 4𝐻2𝑂 176𝑔 − 6 × 22,4𝐿 10𝑔 − 𝑉𝐶𝑂2 𝑉𝐶𝑂2 = 10𝑔 × 6 × 22,4𝐿 176𝑔 𝑉𝐶𝑂2 ≈ 7,6𝐿
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