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Caderno de prova Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 13. Não abra o caderno antes de receber autorização. Instruções 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se seu nome, seu número de inscrição e seu número do documento de identidade estão corretos nas sobrecapas dos três cadernos. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados, com caneta azul ou preta de corpo transparente. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. Informações geraIs O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. Nas salas de prova, não será permitido aos candidatos portar arma de fogo, fumar, usar relógio, óculos escuros ou boné, chapéu, viseira ou gorro de qualquer tipo, bem como utilizar lápis, canetas de material não transparente, corretores ortográficos líquidos ou similares. Será eliminado do Vestibular Estadual 2015 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer instrumento de cálculo e/ou qualquer meio de obtenção de informações, eletrônicos ou não, tais como calculadoras, agendas, computadores, rádios, telefones, receptores, livros e anotações. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. Boa prova! químICa 30/11/2014 EXAME DISCURSIVO 2ª fase química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo 3 Observe na tabela a distribuição percentual dos principais elementos químicos cujos átomos, combinados, formam as moléculas que compõem o organismo humano. Dentre os elementos indicados na tabela, nomeie o responsável por formar as cadeias das moléculas orgânicas presentes no organismo humano e indique seu número atômico. Apresente, ainda, a fórmula molecular e a fórmula estrutural do óxido formado entre o oxigênio e o hidrogênio. 01 Desenvolvimento e resposta: Elemento químico Percentual (% m/m) O 61,6 C 19,0 H 9,1 N 5,0 química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo4 Para que os fogos de artifício produzam cores diferentes, os fabricantes misturam à pólvora sais de alguns metais, como os da tabela a seguir. Considerando as informações da tabela acima, identifique o metal alcalino terroso responsável pela cor prateada e apresente a fórmula mínima do cloreto formado por esse elemento; em seguida, aponte a coloração obtida pelo metal que possui menor raio atômico e determine seu número de oxidação quando na forma de cátion. 02 Desenvolvimento e resposta: Metal Coloração obtida bário verde cálcio laranja cobre azul estrôncio ou lítio vermelha ferro dourada sódio amarela titânio, alumínio ou magnésio prateada química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo 5 Considere um poderoso desinfetante, formado por uma mistura de cresóis (metilfenóis), sendo o componente predominante dessa mistura o isômero para. Apresente as fórmulas estruturais planas dos dois cresóis presentes em menor proporção no desinfetante. Apresente, também, esse mesmo tipo de fórmula para os dois compostos aromáticos isômeros de função dos cresóis. 03 Desenvolvimento e resposta: química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo6 As amidas podem ser obtidas pela reação entre um ácido carboxílico e a amônia, conforme a seguinte equação geral: Considere um laboratório no qual estão disponíveis quatro ácidos carboxílicos: etanoico, propanoico, butanoico e pentanoico. Escreva a equação química completa da reação da amônia com o composto de caráter ácido mais acentuado dentre os disponíveis no laboratório. Admitindo a substituição da amônia pelo metanol na equação geral, indique a função orgânica do produto formado e o tipo de hibridação do átomo de carbono do grupo funcional desse produto. 04 Desenvolvimento e resposta: R-COOH + NH3 R-CONH2 + H2O química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo 7 Leia no texto abaixo um exemplo de síntese baseada na transformação de grupos funcionais dos compostos orgânicos. A reação do 2-bromobutano com o hidróxido de potássio aquoso tem como principal produto orgânico o composto X. Quando a substância X é tratada com a mistura oxidante K2Cr2O7 / H2SO4, é produzido o composto orgânico Y. Escreva a fórmula estrutural plana do composto X e a do composto Y. Em seguida, identifique o mecanismo ocorrido na reação de síntese do composto X em função das espécies reagentes. Determine, ainda, o número de isômeros ópticos ativos do 2-bromobutano. 05 Desenvolvimento e resposta: química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo8 Um processo industrial é realizado com o emprego de uma solução aquosa. Quanto maior a temperatura de ebulição da solução empregada, maior a eficiência do processo. Admita que uma empresa disponha de duas soluções aquosas, uma de fluoreto de potássio e outra de metanal, ambas na concentração de 0,1 mol × L−1 . Identifique a solução disponível mais eficiente, a ser utilizada, justificando sua resposta. Em seguida, apresente a fórmula estrutural plana do metanal e nomeie sua geometria molecular. 06 Desenvolvimento e resposta: química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo 9 Os preços dos metais para reciclagem variam em função da resistência de cada um à corrosão: quanto menor a tendência do metal à oxidação, maior será o preço. Na tabela, estão apresentadas duas características eletroquímicas e o preço médio de compra de dois metais no mercado de reciclagem. Com o objetivo de construir uma pilha que consuma o metal de menor custo, um laboratório dispõe desses metais e de soluções aquosas de seus respectivos sulfatos, além dos demais materiais necessários. Apresente a reação global da pilha eletroquímica formada e determine sua diferença de potencial, em volts, nas condições-padrão. 07 Desenvolvimento e resposta: Metal Semirreação de redução Potencial-padrão de redução (V) Preço (R$/kg) cobre Cu2+(aq) + 2 e− → Cu0(S) + 0,34 13,00 ferro Fe2+(aq) + 2 e− → Fe0(S) − 0,44 0,25 química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo10 Em um experimento, foi utilizada uma amostra de 200 mg contendo partes iguais dos radioisótopos bismuto-212 e bismuto-214. Suas respectivas reações nucleares de decaimento estão indicadas abaixo: Observe o gráfico, cujas curvas representam as variações das massas desses radioisótopos ao longo das duas horas de duração do experimento. Determine o tempo de meia-vida do radioisótopo 214Bi. Calcule, também, a velocidade média de formação de partículas b, em partícula × h−1, no tempo total do experimento. 08 Desenvolvimento e resposta: 20 0 0 40 60 80 100 120 25 50 75 100 m as sa (m g ) tempo (min) 212Bi → 212Po + b 214Bi → 210Tl + a bismuto-212 bismuto-214 química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo 11 Considere os seguintes valores das entalpias-padrão da síntese do HCl, a partir dos mesmos regentes no estado gasoso. • HCl (g): ∆H0 = − 92,5 kJ × mol−1 • HCl (l): ∆H0 = − 108,7 kJ × mol−1 Calcule a entalpia-padrão, em kJ × mol−1, de vaporização do HCl e nomeie duas mudanças de estado físico dessa substância que sejam exotérmicas. 09 Desenvolvimento e resposta: química Vestibular estadual 2015 2ª fase exame discursiVo12 Desenvolvimento e resposta: 10 A água sanitária é um produto de limpeza obtido a partir do borbulhamento de clorogasoso em solução aquosa de NaOH, conforme apresentado nas equações químicas consecutivas a seguir. Em uma fábrica, a produção de água sanitária é iniciada com a dissolução de Cl2 e NaOH em água, nas concentrações de 0,20 e 0,34 mol × L−1, respectivamente. Ao final do processo de produção, o Cl2 foi consumido por completo, restando 80% do HClO formado na equação A. Calcule, em mol × L−1, a concentração de NaOH no produto final. Em seguida, escreva a equação química que representa a hidrólise do NaClO. Equação A: Cl2(g) + NaOH(aq) HClO(aq) + NaCl (aq) Equação B: HClO(aq) + NaOH(aq) NaClO(aq) + H2O(l) Caderno de prova Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 13. Não abra o caderno antes de receber autorização. Instruções 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se as seguintes informações estão corretas nas sobrecapas dos três cadernos: nome, número de inscrição, número do documento de identidade e número do CPF. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados, com caneta de corpo transparente, azul ou preta. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. Informações geraIs O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. Nas salas de prova, os candidatos não poderão usar qualquer tipo de relógio, óculos escuros e boné, nem portar arma de fogo, fumar e utilizar corretores ortográficos e borrachas. Será eliminado do Vestibular Estadual 2016 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer meio de obtenção de informações, eletrônico ou não. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. Boa prova! Química 29/11/2015 2ª fase Exame Discursivo Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo 3 QUÍMICA Em algumas indústrias, a fumaça produzida pelo processo de queima de combustíveis fósseis contém a mistura dos seguintes gases residuais: CO2 , CO, SO2 , N2 e O2. Nomeie o CO2, indique a geometria molecular do SO2 e escreva a fórmula do óxido neutro. Em seguida, escreva o símbolo do elemento químico que compõe um dos gases residuais, sabendo que esse elemento pertence ao grupo 15 da tabela de classificação periódica. questão 01 desenvolvimento e resposta: Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo4 QUÍMICA para que serve o áCIdo ClorídrICo em um arsenal mIlItar? questão 02 desenvolvimento e resposta: Considere que, no texto acima, as “bases do inimigo” correspondam, na verdade, ao hidróxido de bário. Escreva a equação química completa e balanceada da reação de neutralização total do ácido clorídrico por essa base. Aponte, ainda, o nome do produto iônico formado na reação. fB.com/qualitativaqInorgufrj para neutralIzar as Bases do InImIgo. Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo 5 QUÍMICA A mistura denominada massa de Laming, composta por Fe2O3, serragem de madeira e água, é utilizada para a remoção do H2S presente na composição do gás de hulha, um combustível gasoso. Observe a equação química que representa o processo de remoção: Calcule, em quilogramas, a massa de FeS formada no consumo de 408 kg de H2S, considerando 100% de rendimento. Em seguida, indique o símbolo correspondente ao elemento químico que sofre oxidação e o nome do agente oxidante. questão 03 desenvolvimento e resposta: Fe2O3 + 3 H2S 2 FeS + S + 3 H2O Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo6 QUÍMICA Um dos processos de obtenção de aminas secundárias consiste na reação entre haletos de alquila e determinados compostos nitrogenados, conforme a equação química genérica abaixo: Admita que, para essa síntese, estejam disponíveis apenas os seguintes reagentes: • bromoetano; • metilamina; • etilamina. Utilizando as respectivas fórmulas estruturais, escreva a equação química completa da reação entre o haleto de alquila e o composto nitrogenado de caráter básico mais acentuado. Em seguida, apresente as fórmulas estruturais de duas aminas primárias, de cadeia carbônica normal, isômeras da amina secundária sintetizada. questão 04 desenvolvimento e resposta: R-X + R′-NH2 R-NH-R′ + HX Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo 7 QUÍMICA Duas das moléculas presentes no gengibre são benéficas à saúde: shogaol e gingerol. Observe suas fórmulas estruturais: Aponte o tipo de isomeria espacial presente, respectivamente, em cada uma das estruturas. Nomeie, ainda, as funções orgânicas correspondentes aos grupos oxigenados ligados diretamente aos núcleos aromáticos de ambas as moléculas. questão 05 desenvolvimento e resposta: shogaol gingerol O HO O O HO O OH shogaol gingerol O HO O O HO O OH shogaol gingerol Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo8 QUÍMICA A sequência de reações abaixo é um exemplo de síntese orgânica, na qual os principais produtos formados são indicados por A e B. Apresente as fórmulas estruturais planas dos produtos A e B. Identifique, ainda, o mecanismo ocorrido na reação I em função das espécies reagentes. questão 06 desenvolvimento e resposta: I) but-2-eno + HCl A II) A + NaOH B + NaCl H2O Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo 9 QUÍMICA Considere a equação química global entre os compostos HBr e NO2: Para desenvolver um estudo cinético, foram propostos os mecanismos de reação I e II, descritos na tabela, ambos contendo duas etapas. Realizou-se, então, um experimento no qual foi medida a velocidade da reação em função da concentração inicial dos reagentes, mantendo-se constante a temperatura. Observe os resultados obtidos: Determine a ordem global da reação. Em seguida, indique qual dos dois mecanismos propostos representa essa reação global, justificando sua resposta. questão 07 Concentração inicial (mol.l−1) velocidade (mol.l−1.min−1) HBr no2 0,01 0,01 0,05 0,02 0,01 0,10 0,01 0,02 0,10 desenvolvimento e resposta: 2 HBr + NO2 H2O + NO + Br2 etapa mecanismo I II lenta HBr + NO2 HBrO + NO 2 HBr H2 + Br2 rápida HBr + HBrO H2O + Br2 H2 + NO2 H2O + NO Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo10 QUÍMICA O formol, uma solução de metanal, frequentemente utilizado em cosméticos, vem sendo substituído pelo ácido glioxílico. No entanto, a decomposição térmica desse ácido também acarreta a formação de metanal, de acordo com a seguinte equação: Veja, abaixo, as energias das ligações nas moléculas participantes da reação: Considere a decomposição de 1 L de uma solução aquosa de ácido glioxílico, na concentração de 0,005 mol.L−1. Assumindo que todo o ácido glioxílico foi decomposto, calcule, em quilojoules, a energia absorvida nesse processo. Aponte, ainda, o número de oxidação do carbono na molécula de metanal. questão 08 desenvolvimento e resposta: O O H O H HOH + CO2 ∆ ligação energia de ligação (kJ.mol–1) C–C 348 C=O 744 C–H 413 C–O 357 O–H 462 ácido glioxílico metanal Vestibular estadual 2016 2ª fase exame discursiVo 11 QUÍMICA Soluções-tampão são sistemas nos quais ocorrem variações desprezíveis de pH, quando recebem a adição de pequenas quantidades de ácidos ou de bases. Considere estes compostos para o preparo de uma solução-tampão: • HCl • NaCl • NH4Cl • NaOH • NH4OH Indique,dentre os compostos disponíveis, os dois escolhidos para o preparo da solução-tampão. Considere, agora, a adição de uma solução aquosa de Ca(OH)2 , completamente dissociado, na concentração de 0,005 mol.L−1, a 25 °C, à solução-tampão preparada. Calcule o pH inicial da solução de Ca(OH)2 e apresente a equação química que demonstra não haver aumento do pH da solução-tampão com a adição da solução de Ca(OH)2. questão 09 desenvolvimento e resposta: CADERNO DE PROVA Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 13. Não abra o caderno antes de receber autorização. INSTRUÇÕES 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se as seguintes informações estão corretas nas sobrecapas dos três cadernos: nome, número de inscrição, número do documento de identidade e número do CPF. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados e escritos com caneta de corpo transparente, azul ou preta. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. 6. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. INFORMAÇÕES GERAIS O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Nas salas de prova, os candidatos não poderão usar qualquer tipo de relógio, óculos escuros e boné, nem portar arma de fogo, fumar e utilizar corretores ortográficos e borrachas. Será eliminado do Vestibular Estadual 2017 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer meio de obtenção de informações, eletrônico ou não. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. BOA PROVA! QUÍMICA 11/12/2016 2ª FASE EXAME DISCURSIVO VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 3 QUÍMICA QUESTÃO 01 Na premiação das Olimpíadas, o primeiro, o segundo e o terceiro colocados em cada competição recebem, respectivamente, medalha de ouro (Au), de prata (Ag) e de bronze. Sabe-se que o bronze é uma liga metálica formada, entre outros elementos químicos, por cobre (Cu) e estanho (Sn). Considerando os metais citados, escreva o símbolo daquele que possui maior massa atômica e o nome daquele que pertence ao grupo 14 da tabela de classificação periódica. Em seguida, apresente duas fórmulas: a do cátion divalente do metal de menor raio atômico do grupo 11 da tabela de classificação periódica e a do cloreto composto pelo metal correspondente à medalha da segunda colocação. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO4 QUÍMICA QUESTÃO 02 Para realização de movimentos de ginástica olímpica, os atletas passam um pó branco nas mãos, constituído principalmente por carbonato de magnésio. Em relação a esse composto, apresente sua fórmula química, sua função química inorgânica e o número de oxidação do magnésio. Nomeie, também, a ligação interatômica que ocorre entre o carbono e o oxigênio. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 5 QUÍMICA QUESTÃO 03 Dois anabolizantes comumente encontrados em casos de doping em atletas são o salbutamol e a terbutalina. Ao comparar suas fórmulas estruturais, identificam-se funções orgânicas comuns a ambas as moléculas. Observe: Considere os grupamentos funcionais que estabelecem ligação direta com os carbonos alifáticos em cada molécula. Nomeie suas funções correspondentes. Em seguida, indique o número de átomos de carbonos terciários presentes no salbutamol e calcule o número de isômeros ópticos ativos da terbutalina. Desenvolvimento e resposta: HO HO OH H N salbutamol HO OH OH terbutalina H N VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO6 QUÍMICA QUESTÃO 04 O m-cloronitrobenzeno é utilizado como matéria-prima para fabricação de antioxidantes na produção de borrachas. Em laboratório, esse composto pode ser sintetizado a partir do benzeno através de uma sequência de duas reações químicas. Utilizando as fórmulas estruturais, apresente a sequência de reações envolvidas na obtenção do m-cloronitrobenzeno. Apresente, também, as fórmulas estruturais dos isômeros planos de posição desse composto. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 7 QUÍMICA QUESTÃO 05 Hortênsias são flores cujas cores variam de acordo com o pH do solo, conforme indica a tabela: Considere os seguintes aditivos utilizados na plantação de hortênsias em um solo neutro: Indique a cor das flores produzidas quando se adiciona KNO3 a esse solo e a fórmula química do aditivo que deve ser acrescentado, em quantidade adequada, para produzir hortênsias azuis. Em seguida, dentre os aditivos, nomeie o óxido e apresente a equação química completa e balanceada da sua reação com a água. Desenvolvimento e resposta: Faixa de pH do solo Coloração menor que 7 azul igual a 7 vermelha maior que 7 rosa NaHCO3 CaO Aℓ2(SO4)3 KNO3 VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO8 QUÍMICA QUESTÃO 06 Um inconveniente no processo de extração de petróleo é a precipitação de sulfato de bário (BaSO4) nas tubulações. Essa precipitação se deve à baixa solubilidade desse sal, cuja constante do produto de solubilidade é 10−10 mol2.L−2, a 25 ºC. Admita um experimento no qual foi obtido sulfato de bário a partir da reação entre cloreto de bário e ácido sulfúrico. Apresente a equação química completa e balanceada da obtenção do sulfato de bário no experimento e calcule a solubilidade desse sal, em mol.L−1, em uma solução saturada, a 25 ºC. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 9 QUÍMICA QUESTÃO 07 A sequência de equações termoquímicas abaixo representa o processo pioneiro de obtenção de alumínio metálico a partir do seu óxido (Aℓ2O3). Aℓ2O3 (s) + 6 HCℓ (aq) → 2 AℓCℓ3 (aq) + 3 H2O (ℓ) ∆Ho = − 460 kJ.mol−1 AℓCℓ3 (aq) + 3 Na (s) → 3 NaCℓ (aq) + Aℓ (s) ∆Ho = 410 kJ.mol−1 Posteriormente, foi desenvolvido outro processo de obtenção, mais barato, baseado na eletrólise ígnea do Aℓ2O3. Considere a obtenção de 27g de alumínio metálico pelo processo pioneiro e por meio de eletrólise, ambos com rendimento de 100%. Calcule a quantidade de energia, em quilojoules, necessária no primeiro processo e a carga elétrica, em coulombs, consumida no segundo. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO10 QUÍMICA QUESTÃO 08 O fenômeno da “água verde” em piscinas pode ser ocasionado pela adição de peróxido de hidrogênio em água contendo íons hipoclorito. Esse composto converte em cloreto os íons hipoclorito, eliminando a ação oxidante e provocando o crescimento exagerado de microrganismos. A equação química abaixo representa essa conversão: H2O2 (aq) + NaCℓO (aq) → NaCℓ (aq) + O2 (g) + H2O (ℓ) Para o funcionamento ideal de uma piscina com volume de água igual a 4 × 107 L, deve-se manter uma concentração de hipoclorito de sódio de 3 × 10−5 mol.L−1. Calcule a massa de hipoclorito de sódio, em quilogramas, que deve ser adicionada à água dessa piscina para se alcançar a condição de funcionamento ideal. Admita que foi adicionado, indevidamente, nessa piscina, uma solução de peróxido de hidrogênio na concentração de 10 mol.L−1. Calcule, nesse caso, o volume da solução de peróxido de hidrogênio responsável pelo consumo completo do hipoclorito de sódio. Desenvolvimento e resposta:VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 11 QUÍMICA QUESTÃO 09 O berquélio (Bk) é um elemento químico artificial que sofre decaimento radioativo. No gráfico, indica-se o comportamento de uma amostra do radioisótopo 249Bk ao longo do tempo. Sabe-se que a reação de transmutação nuclear entre o 249Bk e o 48Ca produz um novo radioisótopo e três nêutrons. Apresente a equação nuclear dessa reação. Determine, ainda, o tempo de meia-vida, em dias, do 249Bk e escreva a fórmula química do hidróxido de berquélio II. Desenvolvimento e resposta: 20 15 10 5 150 300 450 600 750 900 1050 1200 m as sa (m g ) tempo (dia) 0 VESTIBULAR ESTADUAL 2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO12 QUÍMICA QUESTÃO 10 Para um experimento, quantidades iguais de propan-1-ol e de ácido sulfúrico foram adicionadas em dois reatores idênticos, A e B, mantidos em temperaturas diferentes. Ao final das reações, em cada reator, formaram-se um produto orgânico distinto e diferentes quantidades de água, conforme apresentado na tabela a seguir. Considerando o reator B, calcule a concentração inicial de propan-1-ol, em g.L−1, nomeie o produto orgânico Y e classifique a reação. Em seguida, apresente a fórmula estrutural do produto orgânico X. Desenvolvimento e resposta: Reator Temperatura (ºC) Produto orgânico Concentração de água formada (g.L−1) A < 140 X 18 B > 170 Y 36 CADERNO DE PROVA Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 15. Não abra o caderno antes de receber autorização. INSTRUÇÕES 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se as seguintes informações estão corretas nas sobrecapas dos três cadernos: nome, número de inscrição, número do documento de identidade e número do CPF. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados e escritos com caneta de corpo transparente, azul ou preta. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. 6. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. INFORMAÇÕES GERAIS O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Nas salas de prova, os candidatos não poderão usar qualquer tipo de relógio, óculos escuros e boné, nem portar arma de fogo, fumar e utilizar corretores ortográficos e borrachas. Será eliminado do Vestibular Estadual 2018 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer meio de obtenção de informações, eletrônico ou não. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. BOA PROVA! QUÍMICA 03/12/2017 2ª FASE EXAME DISCURSIVO QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 3 Apesar de apresentarem propriedades químicas distintas, os elementos flúor, neônio e sódio possuem números atômicos próximos, conforme destacado a seguir. 9F 10Ne 11Na Dentre esses elementos, nomeie o que apresenta maior estabilidade em relação à regra do octeto e indique o símbolo daquele cujos átomos têm o maior número de camadas eletrônicas. Em seguida, nomeie a ligação interatômica formada entre Na e F e apresente a fórmula química do composto resultante dessa ligação. QUESTÃO 01 Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO4 QUÍMICA Com os símbolos dos vários elementos químicos conhecidos, é possível formar palavras. Considere que uma empresa, utilizando uma sequência de cinco símbolos de elementos químicos, criou um logotipo para divulgar a marca de seu produto. Observe: A partir do logotipo e com base na tabela periódica, identifique o símbolo do metal de transição interna que apresenta menor número atômico. Em seguida, nomeie o elemento de maior energia de ionização do grupo do telúrio. Ainda considerando o logotipo, classifique, quanto à polaridade, o tipo de ligação formada entre o elemento de maior eletronegatividade e o hidrogênio. Classifique, também, o tipo de geometria do composto de menor massa molar formado por esses dois elementos. QUESTÃO 02 Desenvolvimento e resposta: C Ho Co La Te QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 5 As reações a seguir foram realizadas em um laboratório, em condições idênticas de temperatura e pressão, para o recolhimento dos gases indicados pelas letras A e B. (I) CaCO3 (s) → CaO (s) + A (g) (II) Mg (s) + 2 HCl (aq) → MgCl2 (aq) + B (g) Indique as fórmulas moleculares dos gases A e B, nomeando aquele de maior massa molar. Nomeie, também, o sal formado na reação II. QUESTÃO 03 Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO6 QUÍMICA A dopamina e a adrenalina são neurotransmissores que, apesar da semelhança em sua composição química, geram sensações diferentes nos seres humanos. Observe as informações da tabela: Indique a função química que difere a dopamina da adrenalina e nomeie a sensação gerada pelo neurotransmissor que apresenta menor massa molecular. Identifique, ainda, o neurotransmissor com isomeria óptica e escreva sua fórmula molecular. QUESTÃO 04 Desenvolvimento e resposta: Neurotransmissor Fórmula estrutural Sensação produzida dopamina HO NH 2 HO felicidade adrenalina HO OH N HO H medo QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 7 Ao abrir uma embalagem de chocolate, pode-se perceber seu aroma. Esse fato é explicado pela presença de mais de duzentos tipos de compostos voláteis em sua composição. As fórmulas A, B e C, apresentadas a seguir, são exemplos desses compostos. Escreva o nome do composto A e a fórmula estrutural do isômero plano funcional do composto B. Utilizando fórmulas estruturais, escreva, também, a equação química completa da reação do etanol com o composto C. Em seguida, nomeie o composto orgânico formado nessa reação. A B C QUESTÃO 05 Desenvolvimento e resposta: OH H O OH O VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO8 QUÍMICA Em um laboratório, foi realizado um experimento de oxidação de uma mistura de álcoois na presença de K2Cr2O7 e H2SO4. A tabela abaixo apresenta os álcoois presentes na mistura. Em relação à mistura, nomeie a isomeria plana que ocorre entre os álcoois de cadeia carbônica normal. Considerando apenas os componentes orgânicos, calcule a fração molar de álcoois presentes após a oxidação total. Escreva, ainda, as fórmulas estruturais dos ácidos carboxílicos formados. QUESTÃO 06 Desenvolvimento e resposta: Álcoois Quantidade (mol) propan-1-ol 3 propan-2-ol 2 metilpropan-1-ol 1 metilpropan-2-ol 4 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 9 Observe no gráfico os valores de entalpia ao longo do caminho de uma reação de hidrogenação do pent-2-eno, em duas condições: presença e ausência de catalisador. Indique a curva que representa a reação química na presença de catalisador e calcule, em kJ/mol, sua energia de ativação. Determine, ainda, a variação de entalpia dessa reação, em kJ/mol, e nomeie o produto formado. QUESTÃO 07 Desenvolvimento e resposta: en ta lp ia (k J/ m ol ) 110 90 70 50 30 10 0 curva A curva B caminho da reação VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO10 QUÍMICA Em função de seu poder oxidante, a solução de hipoclorito de sódio, usualmente conhecida como água sanitária, e o ozônio são utilizados na higienização de frutas e hortaliças.Quanto maior o poder oxidante, maior a capacidade de higienização. Considere as reações abaixo, que indicam os valores dos potenciais-padrão Eº de redução do ozônio e do íon hipoclorito. O3 (g) + H2O (l) + 2 e- O2 (g) + 2 OH- (aq) E° = +1,24 V ClO- (aq) + H2O (l) + 2 e- Cl- (aq) + 2 OH- (aq) Eº = + 0,89 V Indique a fórmula estrutural plana do ozônio e determine o número de oxidação do cloro no íon hipoclorito. Com base nas informações apresentadas, indique, também, a substância que atuaria de maneira mais eficaz na higienização dos alimentos, justificando sua escolha. QUESTÃO 08 Desenvolvimento e resposta: → → QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 11 Para realizar um estudo, uma solução aquosa de amônia foi preparada e transferida para um tubo de ensaio a 25ºC. O equilíbrio químico da reação de ionização da amônia é representado pela seguinte equação: NH3 (g) + H2O (l) NH+ 4 (aq) + OH- (aq) Calcule o pH da solução preparada, sabendo que sua concentração hidroxiliônica é igual a 10-2 mol/L. Classifique, ainda, o comportamento da água na reação apresentada, segundo a teoria de Bronsted-Lowry. Em seguida, indique o que ocorrerá com a concentração da amônia ao ser acrescentado HCl ao tubo de ensaio. Justifique sua resposta. QUESTÃO 09 Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2018 2ª FASE EXAME DISCURSIVO12 QUÍMICA Um medicamento utilizado como laxante apresenta em sua composição química os sais Na2HPO4 e NaH2PO4, nas concentrações de 142 g/L e 60 g/L, respectivamente. A eficácia do medicamento está relacionada à alta concentração salina, que provoca perda de água das células presentes no intestino. Admitindo que cada um dos sais encontra-se 100% dissociado, calcule a concentração de íons Na+, em mol/L, no medicamento. Em seguida, também em relação ao medicamento, nomeie o sal com menor concentração e a propriedade coligativa correspondente à sua ação laxante. QUESTÃO 10 Desenvolvimento e resposta: CADERNO DE PROVA Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 15. Não abra o caderno antes de receber autorização. INSTRUÇÕES 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se as seguintes informações estão corretas nas sobrecapas dos três cadernos: nome, número de inscrição, número do documento de identidade e número do CPF. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados e escritos com caneta de corpo transparente, azul ou preta. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. 6. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. INFORMAÇÕES GERAIS O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Nas salas de prova, os candidatos não poderão usar qualquer tipo de relógio, óculos escuros e boné, nem portar arma de fogo, fumar e utilizar corretores ortográficos e borrachas. Será eliminado do Vestibular Estadual 2019 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer meio de obtenção de informações, eletrônico ou não. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. Boa prova! EXAME DISCURSIVO 2ª FASE 02/12/2018 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 3 QUÍMICA Questão 01 O meteorito do Bendegó foi um dos poucos itens do acervo do Museu Nacional que não sofreu danos após o incêndio ocorrido em 2018. A resistência do meteorito às altas temperaturas deve-se a seus principais componentes químicos, cujas temperaturas de fusão são apresentadas na tabela abaixo. Nomeie a ligação interatômica presente entre esses componentes do meteorito e nomeie, também, aquele com maior temperatura de fusão. Em seguida, indique o símbolo do componente de maior massa atômica e o subnível de maior energia do átomo do níquel no estado fundamental. Componente Temperatura de fusão (ºC) Fe 1538 Co 1495 Ni 1455 Desenvolvimento e resposta: QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO4 Questão 02 Recentemente, cientistas desenvolveram um processo eletrocatalítico que possibilita a síntese de etanol a partir dos reagentes dióxido de carbono e água. Nesse processo, é empregado um catalisador constituído pelas seguintes substâncias: Cu, ZnO e Al2O3. Nomeie os óxidos presentes na composição do catalisador e escreva a fórmula estrutural do etanol, empregando a notação em linha de ligação. Indique, ainda, a fórmula molecular do reagente apolar usado nessa síntese. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 5 QUÍMICA Questão 03 Pesquisas recentes visando à obtenção do elemento químico ununênio (Uun), de número atômico 119, baseiam-se no princípio da formação de um átomo a partir da fusão entre átomos menores. Considere um experimento de fusão completa, em um acelerador de partículas, entre átomos do titânio-48 e de outro elemento químico, resultando no Uun como único produto. Indique o número atômico e o símbolo do outro elemento utilizado no experimento de fusão completa com o titânio. Em seguida, determine a quantidade de nêutrons do titânio-48 e escreva o símbolo do elemento de maior raio atômico pertencente ao mesmo grupo do titânio na tabela de classificação periódica. Desenvolvimento e resposta: QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO6 Questão 04 Na Copa do Mundo de 2018, os jogadores russos, durante as partidas, inalavam amônia, substância cujo uso não é proibido pela Agência Mundial Antidoping. Segundo o técnico da seleção, essa prática melhorava o fluxo sanguíneo e respiratório dos atletas. Industrialmente, a amônia é obtida a partir dos gases nitrogênio e hidrogênio, conforme o equilíbrio químico representado pela seguinte equação: N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) ∆H = − 22 kcal /mol Nomeie a geometria da molécula de amônia e aponte, de acordo com a teoria de Lewis, a característica responsável pelo caráter básico dessa substância. Indique, também, as alterações na pressão e na temperatura do sistema necessárias para aumentar a produção de amônia. Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 7 QUÍMICA Questão 05 Os ovos de galinha possuem em sua composição aminoácidos importantes para a síntese de proteínas. Observe as fórmulas estruturais de três desses aminoácidos: Indique o tipo de isomeria plana que ocorre entre a leucina e a isoleucina e identifique o aminoácido que possui quatro isômeros opticamente ativos. Em seguida, determine o número de oxidação do carbono insaturado presente nos três aminoácidos e represente a fórmula estrutural da fenilalanina, empregando a notação em linha de ligação, sabendo que Ar é o radical benzil. leucina isoleucina fenilalanina OH NH2 O OH NH2 O OH NH2 Ar O Desenvolvimento e resposta: QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO8 Para garantir o aquecimento, as latas desse produto possuem um compartimento com óxido de cálcio e outro com água. Ao pressionar o botão, essas duas substâncias se misturam, gerando energia e esquentando o café rapidamente. Escreva a equação química que representa a reação entre o óxido de cálcio e a água, nomeando o produto formado. Classifique, ainda, a reação química ocorrida quanto ao calor envolvido. Questão 06 Adaptado de www1.folha.uol.com.br,15/02/2002. Café quentinho a qualquer hora: chegou ao Brasil o café hot when you want, que, em português, significa “quente quando você quiser”. Basta apertar um botão no fundo da lata, esperar três minutos e pronto! Café quentinho por 20 minutos ! Desenvolvimento e resposta: VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 9 QUÍMICA Questão 07 A bioplastia é um procedimento estético que, se feito de forma segura, permite preencher pequenas regiões do corpo. Para isso, injetam-se no paciente quantidades reduzidas do polímero polimetilacrilato de metila (PMMA), produzido a partir do metilacrilato de metila, conforme a seguinte reação química de polimerização: Classifique a reação química de polimerização e nomeie a função orgânica oxigenada presente no polímero. Em seguida, calcule o número de unidades de monômero presente em uma molécula do polímero com massa molar igual a 20000 g/mol. n CH3 C C CH H n C C H H CH3 C O CH3 O O CH3 O P,T catalisador metilacrilato de metila polimetilacrilato de metila Desenvolvimento e resposta: QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO10 Questão 08 Em um processo industrial, a salmoura, uma solução aquosa com alta concentração de cloreto de sódio, é purificada para posteriormente ser submetida à eletrólise com eletrodos inertes. Nesse processo, ilustrado abaixo, formam-se três produtos de maior valor agregado: os gases X e Y e o composto iônico Z. Sobre os gases, sabe-se que X é o de menor massa molar e Y o que possui odor característico. Apresente as fórmulas químicas das substâncias X e Z. Em seguida, determine o número de mols da substância Y, produzida a partir de 360 kg de salmoura que contém 65%, em massa, de cloreto de sódio. Admita uma eficiência de 80% no processo. Desenvolvimento e resposta: X Z Y salmoura filtro evaporador saturador célula de eletrólise tanque de alimentação energia elétrica purificador + – Adaptado de FONSECA, M. R. M. da. Completamente Química: Físico-química. São Paulo: FTD, 2001. VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO 11 QUÍMICA A reação química de adição entre haletos orgânicos e magnésio produz compostos de Grignard. Um exemplo desses compostos é o brometo de etilmagnésio. Em um experimento, a pentan-2-ona reagiu com o brometo de etilmagnésio. Posteriormente, o produto dessa reação foi submetido à hidrólise. Apresente a fórmula estrutural do reagente oxigenado, empregando a notação em linha de ligação. Considerando os dois produtos formados ao final da hidrólise, nomeie o produto orgânico e indique a fórmula química do produto inorgânico. Questão 09 Desenvolvimento e resposta: QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2019 2ª FASE EXAME DISCURSIVO12 Questão 10 O bicarbonato de sódio (NaHCO3) é um sal que, ao ser hidrolisado, forma uma solução alcalina. Por conta dessa característica, costuma ser utilizado para aliviar incômodos decorrentes de acidez estomacal. Em sua ação, esse composto neutraliza o ácido clorídrico do suco gástrico, conforme representado pela equação química: NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 Admita que 252 mg de NaHCO3 foram adicionados a 200 mL de uma solução de HCl com pH igual a 2, acarretando o consumo completo de um desses reagentes. Calcule a massa de reagente, em gramas, que não foi consumida na reação de neutralização. Apresente, ainda, a equação química de hidrólise do íon bicarbonato. Desenvolvimento e resposta: QUÍMICA CADERNO DE PROVA Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 15. Não abra o caderno antes de receber autorização. INSTRUÇÕES 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se as seguintes informações estão corretas nas sobrecapas dos três cadernos: nome, número de inscrição, número do documento de identidade e número do CPF. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados e escritos com caneta de corpo transparente, azul ou preta. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. 6. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. INFORMAÇÕES GERAIS O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Nas salas de prova, os candidatos não poderão usar qualquer tipo de relógio, óculos escuros e boné, nem portar arma de fogo, fumar e utilizar corretores ortográficos e borrachas. Será atribuída nota zero ao candidato que utilizar quaisquer meios para identificar sua prova, como escrever suas iniciais, seu nome ou o de outros em qualquer lugar do caderno de provas, assim como fazer desenhos de qualquer espécie. Será atribuída nota zero, também, à questão respondida a lápis ou em local inadequado. Será eliminado do Vestibular Estadual 2020 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer meio de obtenção de informações, eletrônico ou não. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. Boa prova! 01/12/2019 2aFase ExameDiscursivo QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO 3 Estudos recentes apontam que 2018 foi o ano em que se registrou a maior emissão de gases de efeito estufa na atmosfera. A tabela a seguir apresenta a fórmula molecular e a fonte de quatro dos principais gases que contribuem para esse fenômeno. FÓRMULA MOLECULAR FONTE CO 2 combustíveis fósseis CH 4 agropecuária N 2 O fertilizantes O 3 queima de biomassa Com base na tabela, nomeie o gás correspondente a um composto orgânico e sua respectiva geometria molecular. Indique, ainda, a fonte do gás que corresponde a um óxido neutro e a fórmula molecular daquele que é uma substância simples. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 01 VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO4 QUÍMICA Desenvolvimento e resposta: Além do agente patogênico e de antibióticos, as vacinas apresentam, em sua composição, um conservante e substâncias que contribuem com a proteção do organismo contra doenças. Dentre essas substâncias estão o metanal, o hidróxido de alumínio e o glutamato monossódico. Observe abaixo a fórmula estrutural do glutamato monossódico e de um conservante presente, frequentemente, em vacinas. Escreva a fórmula estrutural do metanal e nomeie o tipo de isomeria espacial presente na molécula do glutamato monossódico. Em seguida, indique a fórmula molecular da base inorgânica presente na composição da vacina e o número de carbonos com hibridação sp2 presente no conservante. QUESTÃO 02 Conservante O S Hg O�Na� Glutamato monossódico O HO O��Na� NH2 O QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO 5 Menino de 12 anos constrói reator de fusão nuclear no próprio quarto. Esse norte-americano é a pessoa mais jovem do planeta a ter montado tal equipamento de forma caseira. Adaptado de revistagalileu.globo.com, 25/02/2019. O reator mencionado na reportagem se baseia na seguinte reação nuclear. 2H + 2H → X + 1n 1 01 Sabe-se que os isótopos do hidrogênio utilizados nessa reação foram obtidos a partir da eletrólise de moléculas de água. Nomeie o elemento químico representado por X na equação e indique seu número de nêutrons. Apresente, ainda, a semirreação catódica da eletrólise realizada. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 03 VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO6 QUÍMICA Desenvolvimento e resposta: Observe a fórmula estrutural plana da frutose, um dos principais açúcares presente nas frutas: Ao ser ingerido, esse açúcar é metabolizadode acordo com a equação química abaixo: C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) As substâncias envolvidas nessa equação apresentam as seguintes entalpias-padrão de formação: Nomeie as funções orgânicas presentes na molécula de frutose. Em seguida, calcule a variação de entalpia-padrão da reação de metabolização desse açúcar, em kJ/mol. OH O HO OH OH OH SUBSTÂNCIA ENTALPIA-PADRÃO DE FORMAÇÃO (kJ/mol) C 6 H 12 O 6 (s) - 1265 CO 2 (g) - 394 H 2 O (l) - 286 QUESTÃO 04 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO 7 Desenvolvimento e resposta: Na tabela periódica proposta pelo russo Dimitri Mendeleiev, os elementos químicos conhecidos à época foram agrupados de acordo com a ordem crescente de suas massas atômicas, deixando-se espaços livres para outros que ainda seriam descobertos. Considere o seguinte fragmento da tabela de Mendeleiev, no qual estão indicados os símbolos químicos de alguns elementos e suas respectivas massas atômicas. Atualmente, a tabela de classificação periódica apresenta outro modelo de agrupamento, no qual os elementos químicos encontram-se organizados por famílias. Dentre os elementos presentes no fragmento da tabela de Mendeleiev, indique o número de camadas eletrônicas daquele com maior massa atômica e escreva, ainda, a fórmula química da substância formada pelo metal alcalino terroso e pelo halogênio. Sabendo hoje que a massa atômica do telúrio é maior que a do iodo, explique por que esses dois elementos mantêm na classificação periódica atual a mesma posição que tinham na de Mendeleiev. Rb 85 Sr 87 ? 88 Zr 90 Nb 94 Mo 96 ? 100 Ag 108 Cd 112 In 113 Sn 118 Sb 122 Te 125 I 127 Símbolo Massa atômica QUESTÃO 05 VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO8 QUÍMICA Desenvolvimento e resposta: Uma amostra impura de 200 g de óxido de arsênio III foi submetida a determinado processo que envolve a seguinte sequência de reações: Reação 1: As2O3 + 6 Zn + 12 H+ → 2 AsH3 + 6 Zn2+ + 3 H2O Reação 2: 2 AsH3 → 2 As + 3 H2 Após as reações químicas, observou-se a formação de 50 g de arsênio. Indique o agente redutor da reação 1 e a polaridade da molécula AsH3. Em seguida, calcule o grau de pureza do óxido de arsênio III. QUESTÃO 06 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO 9 A bateria de sal fundido, que vem sendo utilizada em carros elétricos, recebe esse nome por empregar sais fundidos a elevadas temperaturas. Nesse tipo de bateria, é necessário que ocorram as seguintes semirreações: NiCl2 + 2 Na+ + 2 e- → Ni + 2 NaCl E0 = - 0,23 V 2 Na → 2 Na+ + 2e- E0 = + 2,71 V Nomeie o sal formado nesse processo e sua ligação interatômica. Apresente, também, a reação global da bateria e determine sua diferença de potencial no estado-padrão, em volts. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 07 VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO10 QUÍMICA Na naftalina, produto comercial utilizado para repelir traças e baratas de residências, existe uma grande quantidade da substância naftaleno, que muda de estado físico, estabelecendo o equilíbrio representado abaixo. C10H8(s) C10H8(g) Kc = 4 x 10 -6 mol/L, a 25 °C e a 1 atm Considere a apresentação da naftalina, comumente vendida em mercados, sob a forma de pequenas esferas, cada uma com massa de 256 mg. Nomeie a mudança de estado físico que ocorre com o naftaleno e represente sua fórmula estrutural. Em seguida, calcule o número de esferas de naftalina necessárias para atingir o equilíbrio químico no interior de um armário com 2 m3 de volume. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 08 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO 11 O ácido pícrico é utilizado tanto na fabricação de pomadas para queimaduras como em detonadores e explosivos. A formação desse ácido, a partir do fenol, está representada na equação química a seguir. Com base nessa reação, indique qual composto orgânico, fenol ou ácido pícrico, apresenta maior acidez, justificando sua resposta. Em seguida, nomeie o reagente inorgânico e classifique a reação quanto ao mecanismo da partícula reagente. Desenvolvimento e resposta: OH O2N NO2 NO2 + 3 H2O OH + 3 HNO3 Fenol Ácido pícrico QUESTÃO 09 VESTIBULAR ESTADUAL 2020 EXAME DISCURSIVO12 QUÍMICA Desenvolvimento e resposta: O CO2 é um óxido ácido que, ao se dissolver na água, reage formando o H2CO3. O H2CO3 se ioniza em função do pH da água de acordo com as seguintes equações químicas: H2CO3 + OH- HCO3 - + H2O HCO3 - + OH- CO3 2- + H2O O gráfico a seguir relaciona a fração em mol de cada um dos três compostos de carbono acima, em função do pH. A análise de uma amostra de 100 mL de água indicou a presença de 0,04 mol de CO3 2- e valor de pH igual a 10. Determine a concentração, em mol/L, de íons HCO3 - nessa amostra. Nomeie, também, as espécies químicas H2CO3 e HCO3 - presentes na solução aquosa. 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH fr aç ão e m m o l H2CO3 HCO3 � CO3 2� QUESTÃO 10 CADERNO DE PROVA Este caderno, com dezesseis páginas numeradas sequencialmente, contém dez questões de Química. A Classificação Periódica dos Elementos está na página 15. Não abra o caderno antes de receber autorização. INSTRUÇÕES 1. Verifique se você recebeu mais dois cadernos de prova. 2. Verifique se as seguintes informações estão corretas nas sobrecapas dos três cadernos: nome, número de inscrição, número do documento de identidade e número do CPF. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 3. Destaque, das sobrecapas, os comprovantes que têm seu nome e leve-os com você. 4. Ao receber autorização para abrir os cadernos, verifique se a impressão, a paginação e a numeração das questões estão corretas. Se houver algum erro, notifique o fiscal. 5. Todas as respostas e o desenvolvimento das soluções, quando necessário, deverão ser apresentados nos espaços apropriados e escritos com caneta de corpo transparente, azul ou preta. Não serão consideradas as questões respondidas fora desses espaços. 6. Ao terminar, entregue os três cadernos ao fiscal. INFORMAÇÕES GERAIS O tempo disponível para fazer as provas é de cinco horas. Nada mais poderá ser registrado após o término desse prazo. Nas salas de prova, os candidatos não poderão usar qualquer tipo de relógio, óculos escuros e boné, nem portar arma de fogo, fumar e utilizar corretores ortográficos e borrachas. Será atribuída nota zero ao candidato que utilizar quaisquer meios para identificar sua prova, como escrever suas iniciais, seu nome ou o de outros em qualquer lugar do caderno de provas, assim como fazer desenhos de qualquer espécie. Será atribuída nota zero, também, à questão respondida a lápis ou em local inadequado. Será eliminado do Vestibular Estadual 2024 o candidato que, durante a prova, utilizar qualquer meio de obtenção de informações, eletrônico ou não. Será também eliminado o candidato que se ausentar da sala levando consigo qualquer material de prova. Boa prova! Química 2a FASE EXAME DISCURSIVO 03/12/2023 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO 3 O elemento químico carbono, fundamental na constituição dos compostos orgânicos, apresenta três isótopos, dentre eles o 14C, que é instável e, ao decair, emite uma partícula beta. Identifique o número de prótons desse elemento químico. Em seguida, determine o número de nêutrons do 14C e nomeie o elemento químico formado em seu decaimento. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 01 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO4 Desenvolvimento e resposta: O emprego de mercúrio em atividades de garimpo ilegal é prejudicial à saúde humanae ao meio ambiente. Nessas atividades, o ouro é separado das impurezas por meio da ligação interatômica que ele forma com o mercúrio, produzindo uma liga denominada amálgama. Posteriormente, com o aquecimento dessa liga, ouro e mercúrio são separados. Observe na tabela as temperaturas de ebulição desses metais. METAL TEMPERATURA DE EBULIÇÃO (ºC) mercúrio 357 ouro 2700 Nomeie a ligação interatômica formada entre mercúrio e ouro. Indique, ainda, o metal que irá vaporizar primeiro com o aquecimento da amálgama, justificando sua resposta. QUESTÃO 02 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO 5 Desenvolvimento e resposta: Para contribuir com a captação de CO2 atmosférico, uma unidade industrial chilena anunciou a produção de gasolina sintética. Como o principal componente da gasolina é o isoctano (C8H18), o processo industrial empregado se baseou na reação química representada pela seguinte equação não balanceada: CO2 (g) + H2 (g) C8H18 (l) + H2O (l) Observe na tabela as entalpias-padrão de formação das substâncias que participam dessa reação: SUBSTÂNCIA ENTALPIA-PADRÃO DE FORMAÇÃO (kJ/mol) CO2 (g) − 394 H2 (g) 0 C8H18 (l) − 209 H2O (l) − 286 Após balancear a equação, determine a razão entre o número de mols de CO2 e H2. Calcule, ainda, a variação de entalpia da reação, em quilojoules. QUESTÃO 03 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO6 O gluconato de zinco, que está presente em alguns suplementos alimentares, possui a seguinte fórmula estrutural: O HO OH OH O 2+Zn 2 OH OH Considere 0,5 mL de solução aquosa dessa substância, contendo 2 mg de Zn2+. Nomeie a função orgânica à qual pertence o gluconato de zinco. Em seguida, calcule o número de isômeros ópticos ativos do íon gluconato e determine a concentração de Zn2+, em mol/L, na solução. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 04 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO 7 As propriedades físicas dos compostos orgânicos estão relacionadas tanto com as estruturas de suas moléculas quanto com suas interações intermoleculares. Com base nesse princípio, considere as seguintes temperaturas de ebulição, sob pressão atmosférica, dos três isômeros planos de fórmula molecular C5H12: ISÔMERO TEMPERATURA DE EBULIÇÃO (ºC) A 9,5 B 28,0 C 36,0 Escreva a nomenclatura oficial de cada isômero, em ordem crescente de temperatura de ebulição. Determine, ainda, a porcentagem em massa de carbono presente nesses isômeros. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 05 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO8 Desenvolvimento e resposta: Na produção de alguns explosivos, são empregados propelentes de clorato de potássio, substância que pode ser obtida por meio da seguinte sequência reacional: (I) MnO2 + 4 HCl MnCl2 + 2 H2O + Cl2 (II) 6 KOH + 3 Cl2 KClO3 + 5 KCl + 3 H2O Identifique a substância simples presente nas duas equações da sequência reacional. Considerando a produção de 24,5 g de clorato de potássio, com rendimento de 80%, determine, em gramas, a massa de MnO2 consumida no processo. QUESTÃO 06 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO 9 Biopolímeros, como o ácido poliláctico (PLA), que podem ser sintetizados por organismos vivos, vêm sendo empregados na produção de embalagens descartáveis e de fibras para roupas, diminuindo impactos ambientais. O PLA é um poliéster alifático e sua reação de polimerização se inicia a partir de seu monômero, o ácido láctico, oficialmente nomeado ácido 2-hidroxipropanoico. Em relação a esse monômero, apresente a fórmula estrutural em linha de ligação e determine o número de oxidação do carbono pertencente ao grupo carboxila. Escreva, ainda, a equação química completa e balanceada correspondente à reação de polimerização. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 07 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO10 Desenvolvimento e resposta: O íon bicarbonato ou hidrogenocarbonato é uma espécie química derivada do ácido carbônico (H2CO3) em solução aquosa. Esse íon pode atuar como ácido ou base, segundo a teoria de Brönsted-Lowry. Escreva a fórmula estrutural plana do íon bicarbonato. Em seguida, apresente a equação da reação química do íon bicarbonato com o ácido sulfúrico (H2SO4) considerando a atuação desse íon como base. QUESTÃO 08 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO 11 Um alceno pode ser identificado a partir dos produtos formados em sua reação de oxidação enérgica. Em um experimento, verificou-se que a reação de oxidação de 3,5 g de um alceno produziu uma cetona e 1,4 L de CO2, medidos nas CNTP. Escreva a fórmula molecular e o nome oficial desse alceno. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 09 QUÍMICA VESTIBULAR ESTADUAL 2024 EXAME DISCURSIVO12 A dissolução de sais em água produz soluções ácidas, básicas ou neutras, dependendo da reação de hidrólise do sal. Considere uma solução aquosa de etanoato de sódio, totalmente dissociado, na concentração de 0,05 mol/L, e os seguintes valores das constantes de ionização Kw da água e Ka do ácido etanoico, à temperatura de 25 ºC: Kw = 1,0 × 10−14 Ka = 2,0 × 10−5 Sabendo que um dos íons do etanoato de sódio sofre hidrólise, escreva a equação química que representa essa hidrólise. Calcule, ainda, o pH da solução salina mencionada, considerando log 5 = 0,7. Desenvolvimento e resposta: QUESTÃO 10