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Questão 1 Uma das principais descobertas que impulsionou a produção de alimentos foi o processo industrial de Haber-Bosch da produção de amônia, que ocorreu há cerca de 100 anos, de acordo com a reação (1): N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) (1) ΔH°= –92 kJ/mol, ΔG°= –16 kJ/mol e Kc = 5,0 × 108 (L/mol)2 . Considerando-se um rendimento de 50% para a reação (1) e sabendo-se que, nas CNTP, 1,00 mol de gás ocupa 22,4 L, o volume de NH3 produzido a partir de 28 kg de N2 é: A) 4,48 × 104 L. B) 2,24 × 104 L. C) 44,8 L. D) 22,4 L. Gabarito: B Resolução: De acordo com a equação fornecida, 1 mol de N2 produz 2 mols de NH3. Como o rendimento é de 50%, a quantidade produzida de NH3 é reduzida à metade, ou seja, a cada 1 mol de N2 consumido, produz-se 1 mol de NH3. 28 kg de N2 (massa molar = 28 g/mol) correspondem a 1000 mols dessa substância. Assim, temos: 1 mol N2 __________ 1 mol NH3 1000 mols N2 __________ n n = 1000 mols de NH3, que nas CNTP equivalem a 22,4 × 1000 = 2,24 × 104 L. Questão 2 Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos responsáveis pela “chuva ácida”, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, de acordo com a equação: MgO(s) + SO2(g) + 1/2 O2(g) → MgSO4(s) Sabendo-se que a constante dos gases ideais (R) é igual a 0,082 atm L mol–1 K–1, o volume de SO2 (300 k e 1,0 atm) que reage completamente com 100,75 g de MgO é: a) 40,3 L b) 24,6 L c) 61,5 L d) 49,2 L Gabarito: C Resolução: De acordo com a equação dada, podemos determinar o número de mols de SO2 que reage com 100,75 g MgO (massa molar = 40 g/mol): 40,3 g MgO __________ 1 mol SO2 100,75 g MgO __________ n n = 2,5 mol. A partir desse valor, podemos determinar o volume ocupado por esse gás utilizando a equação de Clapeyron: P · V = n · R · T 1 · V = 2,5 · 0,082 · 300 V = 61,5 L Questão 3 Uma determinada montagem óptica é composta por um anteparo, uma máscara com furo triangular e três lâmpadas, L1, L2 e L3, conforme a figura a seguir. L1 e L3 são pequenas lâmpadas de lanterna e L2, uma lâmpada com filamento extenso e linear, mas pequena nas outras dimensões. No esquema, apresenta-se a imagem projetada no anteparo com apenas L1 acesa. O esboço que melhor representa o anteparo iluminado pelas três lâmpadas acesas é Gabarito: D Resolução: A forma da máscara faz com que as imagens das três lâmpadas tenham o mesmo desenho localizado na parte superior esquerda. Os raios emitidos pelas lâmpada L1 e L3 se cruzam pelo princípio da interdependência de raios. Questão 4 Uma das maneiras de produzir gás metano, principal componente do biogás, é reagir carbeto de alumínio (Al4C3) com água, de acordo com a equação não balanceada: Al4C3 (s) + H2O(l) → Al(OH)3(aq) + CH4(g) Dados de massas atômicas: A = 27 ; C = 12 ; H = 1 ; O =16 Se 432,0 gramas de carbeto de alumínio reagirem completamente com a água, o volume, em litros de gás metano produzido por essa reação, nas CNTP, será de: a) 44,8 b) 67,2 c) 201,6 d) 672 Gabarito: C Resolução: A equação balanceada para a reação é: 1 Al4C3(s) + 12 H2O(l) → 4 Al(OH)3(aq) + 3 CH4(g) De acordo com a equação balanceada, a proporção é de 1 mol de Al4C3 (massa molar = 144 g/mol) : 3 mol CH4 (volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol). Assim, temos: 144 g de Al4C3 __________ 3 . 22,4 L CH4 432 g de Al4C3 __________ V V = 201,6 L CH4 Questão 5 Uma das tecnologias modernas que mais se difunde na sociedade é a dos aparelhos celulares. Com eles pode-se falar com qualquer pessoa em, praticamente, todas as regiões do planeta. Ao usar-se o celular para conversar com alguém, o aparelho emite ondas que são captadas através das antenas receptoras e depois retransmitidas até chegar à antena do celular do interlocutor. Pode-se afirmar que, durante a conversa, as ondas emitidas e captadas entre os celulares se propagam A) apenas na direção da antena receptora e são de natureza sonora. B) em todas as direções e são de natureza eletromagnética. C) apenas na direção da antena receptora e são de natureza eletromagnética. D) em todas as direções e são de natureza sonora. Gabarito: B Resolução: Como são ondas que não necessitam de um meio material para se propagar, trata-se de ondas eletromagnéticas. Esse tipo de onda se propaga em todas as direções. Questão 6 Uma das extremidades de um fio de comprimento 3,0 m é presa a um diapasão elétrico; a outra passa por uma roldana e sustenta um peso de 3,6 N que mantém o fio esticado. Fazendo o diapasão vibrar com uma frequência constante de 300 Hz, o fio apresenta uma configuração com três ventres, como pode ser observado na figura a seguir: A ordem de grandeza da densidade linear desse fio, em kg/m, vale A) 10–4 B) 103 C) 10–5 D) 10–2 E) 10–1 Gabarito: C Resolução: Se P = 3,6 N, então T = 3,6 N e f = 300 Hz. . Mas . Questão 7 Uma das formas de combater a azia, devido o excesso de produção de ácido clorídrico pelo organismo, é usar o leite de magnésia que possui caráter básico, que é um antiácido estomacal. O leite de magnésia reage com o ácido clorídrico, existente no estômago, formando um sal, neutralizando, assim, o excesso de ácido que provoca a acidez (azia) estomacal. Assinale a afirmação verdadeira. A) O leite de magnésia possui em sua composição o Mg(OH)2. B) A fórmula química do sal formado nesta reação é Mg(OH)Cl. C) O leite de magnésia apresenta pH menor do que 7. D) A equação química correta desta reação é Mg(OH)3 + 3HCl → MgCl3 + 3H2O. Gabarito: A Resolução: Afirmação A: verdadeira; o leite de magnésia é uma suspensão de hidróxido de magnésio. Afirmação B: falsa; considerando-se neutralização completa, a fórmula química do sal formado na reação em questão é MgCl2. Afirmação C: falsa; o leite de magnésia tem caráter básico e, portanto, pH > 7. Afirmação D: falsa; considerando-se neutralização completa, a equação química correta desta reação é Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O. Questão 8 Uma determinada mistura gasosa ocupa um volume de 5,6 litros a –73 ºC e 1 atm de pressão. Considerando que essa mistura se comporta como um gás ideal e que possui massa molar média igual a 16,4 , qual é a densidade desse gás? (Considere a constante .) A) 1.000 B) 0,001 C) 1,0 D) 22,4 E) 16,4 Gabarito: B Resolução: T = –73 + 273 = 200 K P · V = n · R · T Desta tiramos que m = 5,6 g A densidade será dada por: Questão 9 Uma empresa desenvolveu uma planta industrial para a fabricação de um bioplástico, produzido a partir de um recurso renovável (A), obtido da cana-de-açúcar. Esse polímero verde é quimicamente indiferenciável do polímero comercial, produzido a partir de fontes petroquímicas ou gás-químicas. A parte diferenciada desse processo é a transformação da biossubstância (A) no composto de partida (B), do qual se gera o polímero verde, em uma etapa posterior. A figura a seguir ilustra o processo de desidratação intramolecular de A e de purificação do produto formado (B), com pureza acima de 99,9%. Esquema de produção da matéria-prima (B) a ser utilizada na fabricação de um polímero verde CARMO, R.W. et al. Instituto de Tecnologia de Alimentos. 24, 1, 1-5, 2012. Adaptado. Esse processo representa a produção de matéria-prima para o a) PET verde. b) PVC verde. c) polietileno verde. d) polipropileno verde. e) poliuretano verde. Gabarito: C Resolução: O processo representa a produção do polietileno verde, pois esse polímero é formado a partir do etanol, que é convertido a etileno e, por meio de polimerização, forma o polietileno. Questão 10 Uma das grandes preocupações da mídia, dos governantes e da sociedade em geral com o meio ambiente diz respeito à emissão de gás carbônico, um dos responsáveis pelo efeito estufa, causador do aquecimento global. Entre as várias formas de emissão do gás carbônico, encontra-se a que é realizada pelo corpo humano no processo respiratório, em que o gás oxigênio é inspirado e o gás carbônico é expirado. Para determinar a quantidade de CO2 expirado por um ser humano adulto, foirealizado um teste reagindo-se esse gás com o hidróxido de bário, em que se observou, em 20 minutos, a produção de 59,1 g de carbonato de bário. Usando-se a equação dessa reação química para determinar o volume desse gás, nas CNTP, que uma pessoa adulta libera, é correto afirmar que em 1 hora o volume de CO2 liberado é de, aproximadamente: a) 15 litros. b) 20 litros. c) 25 litros. d) 30 litros. Gabarito: B Resolução: A equação que representa a reação é dada por: Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O De acordo com essa equação, a proporção é de 1 mol de CO2 (volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol) para 1 mol de carbonato de bário (massa molar = 197 g/mol). Assim, o volume de CO2 necessário à produção de 59,1 g de BaCO3 em 20 minutos é de: 22,4 L de CO2 — 197 g de BaCO3 V1 — 59,1 de BaCO3 V1 = 6,72 L de CO2 O volume de CO2 produzido em 1 h, portanto, seria igual a: 6,72 L de CO2 — 20 min V2 — 60 min V2 = 20,16 L de CO2 Portanto, a alternativa correta é a B. Questão 11 Uma das etapas para a produção do gesso utilizado em construções e imobilização para tratamento de fraturas ósseas é a calcinação da gipsita por meio do processo descrito na equação da reação química a seguir: 2 CaSO4 · 2 H2O(s) + Energia → 2 CaSO4 · H2O(s) + 3 H2O(g) Uma empresa do polo do Araripe produz blocos de gesso com 40kg. Se ela utiliza mensalmente cerca de 324 toneladas de gipsita na produção, quantos blocos são fabricados por mês, aproximadamente? (Dados: Ca = 40 g/mol; S = 32 g/mol; O = 16 g/mol; H = 1 g/mol). a) 6.000 b) 5.000 c) 6.800 d) 5.500 e) 8.000 Gabarito: C Resolução: De acordo com a equação balanceada, a proporção é de 2 mols de gipsita (massa molar = 172 g/mol) para 2 mols de gesso (massa molar = 145 g/mol). Assim, a massa de gesso produzida a partir de 324 toneladas de gipsita é igual a: 2 . 172 g gipsita __________ 2 . 145 g gesso 324 t gipsita __________ m m = 273,1 t gesso Considerando-se que cada bloco de gesso tem 40 kg, o número de blocos produzidos a partir de 273,1 t (2,73 . 105 kg) de gesso é de: n = 2,73 . 105 / 40 n = 6825 blocos Questão 12 Uma das formas de obtenção do óleo de amendoim em laboratório segue o seguinte procedimento: • Etapa 1: Colocar os grãos de amendoim (sem pele) em um almofariz, acrescentar álcool e triturar bem. Nesta etapa, o óleo contido no amendoim se dissolve no álcool. • Etapa 2: Filtrar a mistura contida no almofariz e recolher o líquido filtrado. • Etapa 3: Destilar o líquido filtrado, obtendo-se o óleo de amendoim e recuperando-se o álcool. O óleo de amendoim é uma mistura natural constituída principalmente por a) proteínas. b) lipídios. c) sais minerais. d) açúcares. e) aminoácidos. Gabarito: B Resolução: O óleo de amendoim é uma mistura natural constituída principalmente por compostos da classe dos lipídios (gorduras). Questão 13 Uma das formas de obtenção do óleo de amendoim em laboratório segue o seguinte procedimento: • Etapa 1: Colocar os grãos de amendoim (sem pele) em um almofariz, acrescentar álcool e triturar bem. Nesta etapa, o óleo contido no amendoim se dissolve no álcool. • Etapa 2: Filtrar a mistura contida no almofariz e recolher o líquido filtrado. • Etapa 3: Destilar o líquido filtrado, obtendo-se o óleo de amendoim e recuperando-se o álcool. As propriedades específicas das substâncias em que se baseia o procedimento descrito para a obtenção do óleo de amendoim são: a) solubilidade e temperatura de fusão. b) solubilidade e temperatura de ebulição. c) solubilidade e calor específico. d) densidade e temperatura de fusão. e) densidade e calor específico. Gabarito: B Resolução: O trecho “nesta etapa, o óleo contido no amendoim se dissolve no álcool” está associado à solubilidade de um composto, e o processo de destilação faz uso da diferença do ponto de ebulição de compostos que fazem parte de uma mistura a ser destilada. Questão 14 Uma das substâncias utilizadas em desinfetantes comerciais é o perácido de fórmula CH3CO3H. A formulação de um dado desinfetante encontrado no comércio consiste em uma solução aquosa na qual existem espécies químicas em equilíbrio, como representado a seguir. (Nessa representação, a fórmula do composto 1 não é apresentada.) Ao abrir um frasco desse desinfetante comercial, é possível sentir o odor característico de um produto de uso doméstico. Esse odor é de a) amônia, presente em produtos de limpeza, como limpa-vidros. b) álcool comercial, ou etanol, usado em limpeza doméstica. c) acetato de etila, ou etanoato de etila, presente em removedores de esmalte. d) cloro, presente em produtos alvejantes. e) ácido acético, ou ácido etanoico, presente no vinagre. Gabarito: E Resolução: O ácido peroxiacético, ao reagir com água, tem um átomo de oxigênio do grupo peróxido transferido para a água, produz ácido acético (etanoico), presente no vinagre, e peróxido de oxigênio. Questão 15 Uma determinada quantidade de metano (CH4) é colocada para reagir com cloro (Cl2) em excesso, a 400 °C, gerando HCl(g) e os compostos organoclorados H3CCl, H2CCl2, HCCl3, CCl4, cujas propriedades são mostradas na tabela. A mistura obtida ao final das reações químicas é então resfriada a 25 °C, e o líquido, formado por uma única fase e sem HCl é coletado. Composto Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C) Solubilidade em água a 25 °C (g/L) Densidade do líquido a 25 °C (g/mL) H3CCl –97,4 –23,8 5,3 – H2CCl2 –96,7 39,6 17,5 1,327 HCCl3 –63,5 61,2 8,1 1,489 CCl4 –22,9 76,7 0,8 1,587 A melhor técnica de separação dos organoclorados presentes na fase líquida e o primeiro composto a ser separado por essa técnica são: a) decantação; H3CCl. b) destilação fracionada; CCl4. c) cristalização; HCCl3. d) destilação fracionada; H2CCl2 . e) decantação; CCl4. Gabarito: D Resolução: Uma vez que se trata de uma mistura líquida homogênea, a melhor forma de separação de seus componentes é a destilação fracionada, que depende do ponto de ebulição para cada composto. O primeiro composto presente na mistura a líquida a ser separado por essa técnica é o H2CCl2, pois apresenta o menor ponto de ebulição, é a substância mais volátil e, portanto, é o primeiro a passar para a forma de gás. Questão 16 Uma das ligas metálicas de mais amplo uso na indústria aeronáutica é a liga de alumínio 2024. Além do alumínio, essa liga contém cobre, manganês e magnésio. Considerando a posição dos quatro elementos que compõem essa liga na Classificação Periódica, o ____________ é o elemento de menor densidade, o ____________ é o que apresenta maior temperatura de fusão e o ___________ é o que, no estado fundamental, apresenta 3 elétrons no nível eletrônico de valência. As lacunas do texto são preenchidas, respectivamente, por: (A) alumínio – cobre – magnésio. (B) magnésio – cobre – alumínio. (C) magnésio – manganês – cobre. (D) magnésio – manganês – alumínio. (E) alumínio – manganês – magnésio. Gabarito: D Resolução: Reescrevendo parte do período dado com as lacunas do texto corretamente preenchidas, obtemos: “Considerando a posição dos quatro elementos que compõem essa liga na Classificação Periódica, o magnésio é o elemento de menor densidade, uma vez que a densidade tende a diminuir em direção às extremidades esquerda e direita da Classificação Periódica, o manganês é o que apresenta maior temperatura de fusão e o alumínio, que pertence à família IIIA, é o que apresenta 3 elétrons no nível eletrônico de valência.” Questão 17 Uma das formulações para os adesivos “silicones” usados na construção civil é chamada de “silicone acético”. Essa nomenclatura é utilizada porque o componente ativo libera ácido acético durante a formação do precursor, espécie que promoverá a polimerização, como representado genericamente a seguir. Considerando essas informações, qual dos componentes ativos a seguir faria com que a formulação fosse considerada como “silicone acético”? Gabarito: B Resolução: De acordo com a equação apresentada, o grupo –R é convertido a grupo ROH, de forma que o componente ativo que faria com que a formulação fosseconsiderada como “silicone acético” seria aquele que apresentasse um grupo H3C–CO– em sua estrutura e que, dentre as alternativas fornecidas, corresponde à estrutura apresentada na alternativa B. Questão 18 Uma embalagem de sopa instantânea apresenta, entre outras, as seguintes informações: "Ingredientes: tomate, sal, amido, óleo vegetal, emulsificante, conservante, flavorizante, corante, antioxidante". Ao se misturar o conteúdo da embalagem com água quente, poderia ocorrer a separação dos componentes X e Y da mistura, formando duas fases, caso o ingrediente Z não estivesse presente. Assinale a alternativa em que X, Y e Z estão corretamente identificados. X Y Z a) água amido antioxidante b) sal óleo vegetal antioxidante c) água óleo vegetal antioxidante d) água óleo vegetal emulsificante e) sal água emulsificante Gabarito: D Resolução: Se a tendência é que houvesse a separação dos componentes X e Y da mistura, podemos deduzir que esses componentes apresentam grande diferença de polaridade, o que ocorre, por exemplo, com a água (bastante polar) e o óleo vegetal (apolar). Um emulsificante permite a mistura desses dois componentes, tornando a mistura praticamente homogênea, pelo menos a olho nu. Questão 19 Uma das técnicas empregadas para separar uma mistura gasosa de CO2 e CH4 consiste em fazê-la passar por uma solução aquosa de Ba(OH)2. Uma amostra dessa mistura gasosa, com volume total de 30 L, sob temperatura de 27 ºC e pressão de 1 atm, ao reagir com a solução aquosa de Ba(OH)2, produz a precipitação de 98,5 g de BaCO3. A fração gasosa remanescente, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contém apenas CH4. O volume, em litros, de CH4 remanescente é igual a: a) 10 b) 12 c) 15 d) 18 Gabarito: D Resolução: (Resolução oficial) A mistura gasosa inicialmente era composta por CO2 e CH4 nas seguintes condições: volume de 30 L, pressão de 1 atm e temperatura de 27 ºC. A quantidade de matéria dessa mistura, expressa em número de mols, pode ser calculada a partir da equação geral dos gases: P.V = n.R.T sendo P = 1 atm V = 30 L T = 300 K (27 ºC) R = 0,08 atm · L · mol–1 · K–1 (constante universal dos gases ideais) n = quantidade de matéria Substituindo os valores na equação, tem-se: 1 × 30 = n × 0,08 × 300 n = 1,25 mol O CO2 presente na mistura reagiu com Ba(OH)2 formando BaCO3, de acordo com a seguinte equação química: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O De acordo com a proporção estequiométrica da equação, 1 mol de CO2 reage com 1 mol de BaCO3. As massas molares do CO2 e do BaCO3 são calculadas a partir de suas massas atômicas: CO2 = 12 + 16 × 2 = 44 g BaCO3 = 137 + 12 + 16 × 3 = 197 g Sabendo que foram formados 98,5 g de BaCO3, calcula-se a massa de CO2 consumido: 44 g — 197 g X — 98,5 g X = 22 g Como a massa molar do CO2 é igual a 44 g, calcula-se sua quantidade de matéria em 22 g: 44 g 1 mol 22 g Y Y = 0,5 mol Conhecendo a quantidade de matéria correspondente ao CO2, pode-se calcular a quantidade de matéria de CH4 na mistura: n = nCO2 + nCH4 nCH4 = n – nCO2 = 1,25 – 0,5 = 0,75 mol Nas condições de 1 atm e 27 ºC, o volume ocupado por 0,75 mol de CH4 é calculado pela equação geral dos gases: P.V = n.R.T 1 × V = 0,75 × 0,08 × 300 V = 18 L Questão 20 Uma escala termométrica N, em comparação com a escala termométrica Celsius, pode ser representada em um gráfico que contém a escala N no eixo vertical e a escala Celsius no eixo horizontal. Nesse gráfico, observa-se que a relação entre as duas escalas é linear e que a reta descrita por essa relação passa pelos pontos (0, –50) e (50, 150). Com base nessas informações, analise as alternativas e assinale o que for correto. 01) –50 °N equivale a aproximadamente 273 K. 02) A temperatura de ebulição da água, à pressão de 1 atm, na escala N, é de 300 °N. 04) A variação de uma unidade na escala Kelvin equivale à variação de 4 unidades na escala N. 08) Para determinar o rendimento de uma máquina térmica de Carnot, os valores das temperaturas dos reservatórios térmicos podem ser expressos tanto em °C quanto em °N. 16) 10 °C equivalem a 30 °N. Gabarito: 01 + 04 = 05 Resolução: A equação de conversão entre as escalas C e N é: 01) Correto. Aplicando TC = 0 °C = 273 K na equação dada, obtemos TN = –50 °C. 02) Incorreto. Aplicando TC = 100 °C na equação de conversão obtemos TN = 350 °N. 04) Correto. Como o intervalo analisado da escala N (–50 °N a 150 °N) é 4 vezes maior que a escala C (0 °C a 50 °C), as variações serão proporcionais entre si por um fator 4. 08) Incorreto. As Leis da Termodinâmica são construídas a partir de temperaturas dadas em kelvin, unidade que representa a temperatura de acordo com o nível de agitação molecular. 16) Incorreto. Aplicando TC = 10 °C na equação de conversão, temos que TN = –10 °N.