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Questão 1 Para impedir a proliferação do microorganismo que causa o botulismo em carnes em conserva, peixes defumados, bacon assado e salsicha usa-se o nitrito de sódio, NaNO2. Este sal, quando chega ao estômago, reage com o suco gástrico produzindo o HNO2 que, por sua vez, reage com as aminas secundárias existentes nos alimentos, produzindo nitrosaminas, substâncias com sérios indícios de que provocam câncer no sistema digestório. Assinale a alternativa que contém uma reação que produz nitrosamina. A) 2R3N + 2HNO2 → 2R3N – N = O + H2O + ½O2 B) RNH2 + HNO2 → R – OH + H2O + N2 C) R2NH + HNO2 → R2NO + NO + H2 D) R2NH + HNO2 → R2N – N = O + H2O Gabarito: D Resolução: Nitrosaminas são compostos cuja estrutura química é R2N - N = O. Questão 2 Para compreender o processo de exploração e o consumo dos recursos petrolíferos, é fundamental conhecer a gênese e o processo de formação do petróleo descritos no texto a seguir. O petróleo é um combustível fóssil, originado provavelmente de restos de vida aquática acumulados no fundo dos oceanos primitivos e cobertos por sedimentos. O tempo e a pressão do sedimento sobre o material depositado no fundo do mar transformaram esses restos em massas viscosas de coloração negra denominadas jazidas de petróleo. TUNDISI. Usos de energia. São Paulo: Atual Editora, 1991. (Adaptado.) As informações do texto permitem afirmar que: (A) o petróleo é um recurso energético renovável a curto prazo, em razão de sua constante formação geológica. (B) a exploração de petróleo é realizada apenas em áreas marinhas. (C) a extração e o aproveitamento do petróleo são atividades não poluentes dada sua origem natural. (D) o petróleo é um recurso energético distribuído homogeneamente, em todas as regiões, independentemente da sua origem. (E) o petróleo é um recurso não renovável a curto prazo, explorado em áreas continentais de origem marinha ou em áreas submarinas. Gabarito: E Resolução: Questão 3 Para cumprirem a função de reter grande quantidade de água, as fraldas descartáveis são confeccionadas com um polímero superabsorvente, que contém grande quantidade de íons carboxilato. A capacidade de retenção deve-se em parte às forças intermoleculares entre os grupos carboxilatos e a água. A interação mais forte que ocorre entre essas moléculas é do tipo: (A) dispersão de London-dipolo permanente. (B) ligações de hidrogênio. (C) ligações iônicas. (D) íon-dipolo permanente. (E) dipolo permanente-dipolo permanente. Gabarito: B Resolução: A presença de átomos de hidrogênio diretamente ligados a átomos de oxigênio, tanto nos grupos carboxila como nas moléculas de água, faz com que ocorra a formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas dos dois compostos. Questão 4 Ozonídeos são compostos geralmente instáveis e explosivos. Os primeiros trabalhos relatando síntese de ozonídeos estáveis e com atividade antimalarial e fitotóxica foram realizados por pesquisadores do Departamento de Química da UFV com colaboradores estrangeiros. Dentre os diversos ozonídeos sintetizados na UFV encontra-se o seguinte: Considerando a fórmula estrutural do ozonídeo apresentada, é CORRETO afirmar que: a) a fórmula molecular do ozonídeo é C11H12O5. b) o precursor do ozonídeo é um alquino. c) o alqueno precursor do ozonídeo não reage com solução de bromo em tetracloreto de carbono. d) a fórmula molecular do alqueno precursor do ozonídeo é C11H14O2. Gabarito: D Resolução: Afirmativa A: incorreta; a fórmula molecular do ozonídeo é C11H16O2. Afirmativa B: incorreta; o precursor do ozonídeo é um alceno. Afirmativa C: incorreta; alcenos reagem com bromo em reações de adição, principalmente. Afirmativa D: correta. Questão 5 Para agilizar o preparo de massa de cimento, uma construtora adquire uma peneira automática do tipo vaivém, conforme figura a seguir. Disponível em: . Acesso em: 30 set. 2010. O motor acoplado à peneira está programado para produzir um movimento de vaivém na peneira que simule um movimento harmônico simples. Suponha que a peneira foi instalada sobre um terreno plano e que as suas bases estão fixadas ao solo, de modo que toda a vibração na peneira seja exclusivamente produzida pelo motor. Dessa maneira, ao se ligar o motor, constata-se que o movimento de vaivém periódico impresso à peneira se repete a cada 2 s e que a amplitude do movimento é de 0,5 m. Com base nessas informações, identifique as afirmativas corretas: I. O período do movimento de vaivém é de 4 s. II. A frequência do movimento de vaivém é de 0,5 Hz. III. A frequência angular do movimento de vaivém é de 3 rad/s. IV. A velocidade máxima da peneira é de 1,5 m/s. V. A aceleração máxima da peneira é de 4,5 m/s2. Gabarito: II – III – IV – V Resolução: I. Incorreta. O período é de 2 segundos, tempo para completar um ciclo. II. Correta. f = f = f = 0,5 s. III. Correta. Fangular = 3 rad/s( ). IV. Correta. v = = 1,5 m/s. V. Correta. a = a = a = 4,5 m/s2. Questão 6 Para participar de um importante torneio, uma equipe de estudantes universitários desenvolveu um veículo aéreo não tripulado. O aparelho foi projetado de tal maneira que ele era capaz de se desviar de objetos através da emissão e recepção de ondas sonoras. A frequência das ondas sonoras emitidas por ele era constante e igual a 20 kHz. Em uma das situações da prova final, quando o aparelho movimentava-se em linha reta e com velocidade constante na direção de um objeto fixo, o receptor do veículo registrou o recebimento de ondas sonoras de frequência 22,5 kHz, que foram refletidas pelo objeto. Considerando que nesse instante o veículo se encontrava a 50 m do objeto, assinale a alternativa correta para o intervalo de tempo de que ele dispunha para se desviar e não colidir com o objeto. Considere a velocidade do som no ar igual a 340 m/s. a) 1,0 s. b) 1,5 s. c) 2,0 s. d) 2,5 s. e) 3,0 s. Gabarito: D Resolução: Questão 7 Para localizar obstáculos totalmente submersos, determinados navios estão equipados com sonares, cujas ondas se propagam na água do mar. Ao atingirem um obstáculo, essas ondas retornam ao sonar, possibilitando assim a realização de cálculos que permitem a localização, por exemplo, de um submarino. Admita uma operação dessa natureza sob as seguintes condições: • temperatura constante da água do mar; • velocidade da onda sonora na água igual a 1.450 m/s; • distância do sonar ao obstáculo igual a 290 m. Determine o tempo, em segundos, decorrido entre o instante da emissão da onda pelo sonar e o de seu retorno após colidir com o submarino. Gabarito: (Resolução oficial) Resolução: Questão 8 Para descrever o comportamento dos gases ideais em função do volume V, da pressão P e da temperatura T, podem ser utilizadas as seguintes equações: Equação de Clapeyron P × V = n × R × T n = número de mols R = constante dos gases Equação de Boltzmann P × V = N × k × T N = número de moléculas k = constante de Boltzmann De acordo com essas equações, a razão é aproximadamente igual a: a) b) c) d) Gabarito: D Resolução: (Resolução oficial) Para determinar a razão entre a constante dos gases ideais e a constante de Boltzmann, podem ser colocados em evidência elementos comuns a ambas. Equação de Clapeyron P · V = n · R · T n · R = P · (1) Equação de Boltzmann P · V = N · k · T N · k = P · (2) Comparando-se (1) e (2), tem-se a seguinte igualdade: n · R = N · k (3) ou (4) Com base em (4), a razão entre as constantes corresponde a . O número de moléculas N é calculado a partir do produto entre o número de mols (n) e a constante de Avogadro (6 · 1023): N = n · 6 · 1023 (5) Substituindo-se o valor de N na equação (4), tem-se: Logo, a razão entre as constantes é igual à constante de Avogadro: 6 · 1023 Questão 9 Para diferenciar os hidrocarbonetos etano e eteno em uma mistura gasosa, utiliza-se uma reação com bromo molecular: o etano não reage com esse composto, enquanto o eteno reage de acordo com a seguinte equação química: Considereum cilindro de capacidade igual a 10 L, contendo apenas esses hidrocarbonetos em uma mistura com massa igual a 200 g. Ao se adicionar bromo em excesso à mistura, todo o eteno reagiu, formando 940 g de 1,2-dibromoetano. A concentração inicial de etano, em mol · L–1, no interior do cilindro, corresponde a: a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 Gabarito: B Resolução: (Resolução oficial) Dos componentes presentes na mistura, apenas o eteno reage com o bromo. Essa reação é representada pela seguinte equação química: Verifica-se que 1 mol de eteno acarreta a formação de 1 mol de 1,2-dibromoetano. Com base nas massas atômicas dos elementos químicos participantes, tem-se: 1 mol de eteno (C2H4) = 12 × 2 + 1 × 4 = 28 g 1 mol de 1,2-dibromoetano (C2H4BR2) = 12 × 2 + 1 × 4 + 80 × 2 = 188 g Com esses valores e a informação de que foram produzidos 940 g de 1,2-dibromoetano, calcula-se a massa de eteno que reagiu. Tendo em vista que todo o eteno presente na mistura reagiu, essa massa corresponde à massa desse composto na mistura: Questão 10 Para aumentar o grau de conforto do motorista e contribuir para a segurança em dias chuvosos, alguns materiais podem ser aplicados no para-brisa do veículo, formando uma película que repele a água. Nesse tratamento, ocorre uma transformação na superfície do vidro, a qual pode ser representada pela seguinte equação química não balanceada: Das alternativas apresentadas, a que representa o melhor material a ser aplicado ao vidro, de forma a evitar o acúmulo de água, é: a) ClSi(CH3)2OH b) ClSi(CH3)2O(CHOH)CH2NH2 c) ClSi(CH3)2O(CHOH)5CH3 d) ClSi(CH3)2OCH2(CH2)2CO2H e) ClSi(CH3)2OCH2(CH2)10CH3 Gabarito: E Resolução: Das alternativas apresentadas, a que representa o melhor material a ser aplicado ao vidro, para evitar o acúmulo de água, é ClSi(CH3)2OCH2(CH2)10CH3, pois, a fim de que a água seja repelida pela camada aplicada no vidro, o ideal é que o material escolhido seja o mais hidrofóbico possível – portanto, a polaridade do composto deve ser a mais baixa possível. Questão 11 Para exemplificar uma reação orgânica de substituição, é correto citar a a) obtenção de benzeno a partir do acetileno. b) obtenção de monoclorobenzeno a partir de benzeno e cloro. c) obtenção do etanol por hidratação do eteno. d) combustão completa do butano. e) reação do buteno com permanganato em meio ácido. Gabarito: B Resolução: Para exemplificar uma reação orgânica de substituição, temos: a) Incorreta. A obtenção de benzeno a partir do acetileno é uma adição. b) Correta. A obtenção de monoclorobenzeno a partir de benzeno e cloro ocorre por substituição de átomo de hidrogênio do anel aromático por átomo de cloro. c) Incorreta. A obtenção do etanol por hidratação do eteno é uma adição. d) Incorreta. A combustão completa do butano é do tipo óxido-redução. e) Incorreta. A reação do buteno com permanganato em meio ácido é do tipo óxido-redução. Questão 12 Oxigênio, silício, alumínio, ferro e cálcio são os cinco elementos mais abundantes na crosta terrestre. Considerando a posição desses elementos na classificação periódica, o que apresenta maior eletronegatividade é o a) oxigênio. b) silício. c) alumínio. d) ferro. e) cálcio. Gabarito: A Resolução: Considerando a posição desses elementos na classificação periódica, o que apresenta maior eletronegatividade é o oxigênio, que é o segundo elemento mais eletronegativo da tabela periódica; apenas o elemento flúor é mais eletronegativo que o oxigênio. Questão 13 Para observar um brinquedo caído dentro de uma piscina, um garoto se aproxima da borda de modo que, ao olhar para dentro da água, vê a imagem do brinquedo de uma posição pouco inclinada em relação à vertical que passa por ele. Dessa posição, o garoto percebe que, de seu ponto de vista, a profundidade aparente do brinquedo (h′) é menor do que a profundidade real (h). Adotando nAr = 1, o valor aproximado do índice de refração absoluto da água da piscina é a) b) c) d) e) Gabarito: E Resolução: Uma vez que o garoto se aproxima da borda de modo que, ao olhar para dentro da água, vê a imagem do brinquedo de uma posição pouco inclinada em relação à vertical que passa por ele, podemos considerar que os raios de luz refletidos pelo brinquedo em direção aos olhos do garoto são perpendiculares à superfície da piscina e, adotando nAr = 1, o valor aproximado do índice de refração absoluto da água da piscina é dado por: h · 1 = h’ · nágua nágua = h/h’ Questão 14 Oxigênio (O2) e ozônio (O3) estão em constante processo de consumo e produção na estratosfera, como representado pelas equações químicas a seguir. As reações I e II ilustram etapas da produção de ozônio a partir de oxigênio, e a reação III mostra a restauração de oxigênio a partir de ozônio. A reação global balanceada, composta pelas etapas I e II, que representa a formação de ozônio é: (A) 3 O → O3 (B) 4 O2 → 4 O3 (C) 2 O3 → 3 O2 (D) 3 O2 → 2 O3 (E) 3 O3 → 2 O2 Gabarito: D Resolução: A reação global balanceada, composta das etapas I e II, que representa a formação de ozônio é: 3 O2 → 2 O3 Questão 15 Para afinar seu instrumento musical, um músico poderá recorrer a um diapasão, que é um dispositivo metálico capaz de vibrar em uma frequência bem definida, 440 Hz por exemplo. Enquanto o diapasão emite o som, o músico começa a tocar a corda de seu instrumento simultaneamente. Ao ajustar a tensão da corda, este altera a afinação de seu instrumento com o intuito de tentar aproximar as duas frequências. Durante o processo inicial de afinação, a diferença verificada entre as frequências está associada ao fenômeno de A) interferência. B) batimento. C) ressonância. D) difração. Gabarito: B Resolução: Durante o processo inicial de afinação, a diferença verificada entre as frequências está associada ao fenômeno de batimento, que afeta a intensidade sonora e é consequência da combinação de duas ondas com frequências próximas. Questão 16 Para o tratamento de um resíduo industrial, que corresponde a uma solução aquosa com alta acidez, é utilizado hidróxido de sódio sólido para a elevação do pH. Considere o volume de 10 m3 desse resíduo com concentração de íons H+ de 0,1 mol/L. Desprezando-se a variação de volume, para que essa solução residual alcance pH = 2,0, a massa de hidróxido de sódio, em quilogramas, a ser adicionada é igual a: (A) 28 (B) 32 (C) 36 (D) 40 Gabarito: C Resolução: (Resolução oficial) No resíduo, a concentração inicial de íons H+ é 0,1 mol/L. Em 10 m3 (10 000 L), a quantidade de matéria de íons H+ corresponde a 0,1 x 10 000 = 1 000 mol. Após o tratamento, o pH deve ser igual a 2,0. Como pH = – log [H+], a concentração de íons H+ em solução é igual a 10−2 = 0,01 mol/L. Em 10 m3 (10 000 L), a quantidade de matéria de íons H+ corresponde a 0,01 mol/L x 10 000 L = 100 mol. Assim, com a adição do hidróxido de sódio, a variação do número de mols de H+ corresponde à diferença entre a quantidade inicial e a quantidade final desse íon: 1 000 – 100 = 900 mols de H+ A neutralização dos íons H+ se dá pela seguinte reação: H+ + OH− → H2O Como a proporção estequiométrica dessa reação é de 1 mol de H+ para 1 mol de OH−, na neutralização de 900 mols de H+ são consumidos 900 mols de OH−. O hidróxido de sódio apresenta fórmula química NaOH. Logo, 1 mol de NaOH se dissocia em 1 mol de OH−: NaOH → Na+ + OH− Em consequência, são necessários 900 mols de NaOH para obter 900 mols de íons OH− em sua dissociação. Consultando-se a classificação periódica dos elementos, é possível calcular a massa molar do NaOH: 23 (Na) + 16 (O) + 1 (H) = 40 g/mol Logo, a massa correspondente a 900 mols de NaOH é 40 x 900 = 36 000 g = 36 kg. Questão 17 Para a segurança da população, o lixo radioativo produzido pelo acidente com o césio-137, na cidade de Goiânia, foi revestido com paredes de concreto e chumbo. A intensidade da radiação I decai exponencialmente quando atravessa essas paredes, de acordo com a relação , onde I0 é a intensidade que incide sobre a parede de espessura x e α é o coeficiente de atenuação,conforme esboçado no gráfico a seguir. De acordo com estas informações, o valor do coeficiente de atenuação da parede que reveste o lixo é: Dados: ln e = 1 ln 2 = 0,69 ln 3 = 1,10 ln 10 = 2,30 a) 0,552 cm–1 b) 0,825 cm–1 c) 1,275 cm–1 d) 1,533 cm–1 e) 2,707 cm–1 Gabarito: C Resolução: Analisando o ponto do gráfico no qual e x = 0,4, temos que: Questão 18 Para observar o céu, um apreciador de astronomia dispõe de algumas lentes esféricas. Uma dessas lentes, a lente L0, de distância focal f0 = +1,00 m, é utilizada como objetiva para focalizar uma estrela distante. L0 f0 = +1,00 m L1 f1 = +10 cm L2 f2 = +1,00 m L3 f3 = –10 cm Para conseguir a melhor imagem virtual e ampliada da estrela, esse observador deve dispor coaxialmente da lente L0, a lente ____ a uma distância do foco de L0 ___________ do que o valor da distância focal ____. Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas. a) L1 … menor … f1 b) L1 … maior … f1 c) L2 … menor … f2 d) L3 … menor … f3 e) L3 … maior … f3 Gabarito: A Resolução: Considerando que os corpos celestes encontram-se a uma distância muito maior que a distância focal da lente objetiva, pode-se concluir que a imagem será formada na posição em que se encontra a distância focal desta lente, isto é, a 1 metro dela. Para que a imagem observada pela pessoa seja virtual e ampliada, deve-se posicionar a lente convergente a uma distância do foco de , em que se encontra a imagem do corpo celeste, menor que a distância focal desta lente, ou seja, da distância , pois, desta forma, a imagem será virtual e ampliada com relação ao objeto. Questão 19 Para estudar o comportamento da luz em meios materiais, um grupo de alunos teve a ideia de incidir uma luz emitida por um laser de hélio-neônio, cujo comprimento de onda no ar é de 6 × 10−7 m, sobre certo meio aquoso. Com as ferramentas disponíveis, os alunos mediram a velocidade da luz nesse meio e constataram que era 2 × 108 m/s. Considerando que no ar a velocidade da luz é de 3 × 108 m/s, os alunos concluíram que, nesse meio aquoso, a luz incidente apresenta um comprimento de onda, em m, de: a) 1 × 10−7 b) 2 × 10−7 c) 3 × 10−7 d) 4 × 10−7 e) 5 × 10−7 Gabarito: D Resolução: Na refração a frequência da luz se mantém inalterada, de modo que: Questão 20 Para a análise da qualidade do leite são monitorados vários parâmetros físicoquímicos. As avaliações de propriedades como, por exemplo, densidade, crioscopia e teor de proteína, o qual é calculado pelo teor médio de nitrogênio, são utilizadas para detectar possíveis adulterações. Considere as afirmações a seguir, sobre os possíveis métodos de adulteração do leite. I. A adição de água ao leite é facilmente detectável, pois diminui a densidade e aumenta a temperatura de congelamento. II. A adição de ureia pode compensar a diminuição de densidade e a diminuição de teor médio de nitrogênio, causadas pela adição de água. III. A adição de sacarose pode compensar a diminuição de densidade e a diminuição de teor médio de nitrogênio, causadas pela adição de água, sem o efeito tóxico apresentado pela ureia. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e II. e) I, II e III. Gabarito: D Resolução: I. Correta. A adição de água leva a uma diminuição da densidade, uma vez que o leite é mais denso que a água. II. Correta. A ureia aumenta a densidade do leite, além de aumentar a concentração de nitrogênio na mistura. III. Incorreta. A sacarose, C12H22O11, não apresenta nitrogênio em sua molécula.