1ª Prova de Quimica Geral + Gabarito IC348

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UFRRJ – Instituto de Ciências Exatas – Departamento de Química 
Disciplina: Química Geral (IC348) – Turma: T03 
Professor: Gustavo Bezerra da Silva - 1º Semestre de 2017 
 
Aluno(a): _________________________________________________ Matrícula: ______________________ 
 
Questões 
Objetivas 
Questões discursivas 
Nota Final 
Q7 Q8 Q9 
 
 
 
1ª Avaliação de Química Geral – IC348 (25/04/2017) 
 
1 – Um complexo de coordenação de Fe2+ apresenta a 
seguinte composição percentual: Fe 23,78%; H 5,15%; 
O 40,88% e Cl 30,19%. De acordo com a fórmula 
mínima, a fórmula molecular proposta é: 
(a) [Fe(H2O)4]Cl2 
(b) [Fe(H2O)5]Cl2 
(c) [Fe(H2O)6]Cl2 
(d) [Fe2(OH)2(H2O)8]Cl2 
(e) FeCl2.2H2O 
 
2 – O óxido de cobre(II) reage com o monóxido de 
carbono para formar cobre metálico e dióxido de 
carbono. Se 23,5 g de óxido de cobre(II) reagem com 
excesso de monóxido de carbono e formam-se 14,1 g 
de Cu, qual é o rendimento percentual? 
(a) 70% 
(b) 75% 
(c) 80% 
(d) 85% 
(e) 90% 
 
3 – Sobre a Teoria de Dalton e os modelos de Thomson 
e Rutherford foram feitas algumas afirmações sobre a 
constituição da matéria: 
I. O Teoria de Dalton foi pioneira em afirmar que a 
matéria era constituída de átomos e era baseada na lei 
da conservação de massa; 
II. O Modelo de Thomson descreveu o átomo como 
uma esfera maciça, contendo prótons e nêutrons e com 
elétrons incrustrados (modelo de “pudim de passas”); 
III. Rutherford confirmou através de seus experimentos 
com partículas alfa e com folhas de ouro a veracidade 
do modelo de Thomson. 
Quais afirmações estão corretas? 
(a) I 
(b) I e II 
(c) II e III 
(d) Todas as afirmações estão corretas 
(e) Nenhuma das afirmações estão corretas 
4 – A luz visível faz parte do espectro eletromagnético 
e pode ser descrita como uma onda eletromagnética. 
Sendo assim, uma luz vermelha, cujo comprimento de 
onda é 680 nm possui frequência de: 
(a) 2,04 x 102 Hz 
(b) 2,27 x 10-15 Hz 
(c) 22,7 Hz 
(d) 4,41 x 10-20 Hz 
(e) 4,41 x 1014 Hz 
 
5 – Através do modelo de Bohr, a energia de transição 
do nível n = 2 ao nível = 4 no átomo de hidrogênio em 
kJ.mol-1 é: 
(a) 4,09 x 10-18 
(b) 4,09 x 10-19 
(c) 4,09 x 10-22 
(d) 2,26 x 102 
(e) 2,26 x 105 
 
6 – Os orbitais 4p, 6d e 2s possuem respectivamente 
quantos nós angulares (NA) e radiais (NR)? 
(a) NA = 1, 2, 0 e NR = 2, 3, 1 
(b) NA = 2, 3, 1 e NR = 1, 2, 0 
(c) NA = 2, 3, 1 e NR = 3, 5, 1 
(d) NA = 1, 2, 0 e NR = 3, 5, 1 
(e) NA = 3, 5, 1 e NR = 1, 2, 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1ª Parte: Questões objetivas (Valor: 3,0 pontos) – Responder nessa folha! Não rasurar! 
 
 
7 – (3,0 pontos) Compostos aminoquinolínicos (AQN) podem ser obtidos através de uma reação entre a 
4,7-dicloroquinolina (QN) e diaminas, como a etilenodiamina (EDA). 
 
 
 
a) Considerando uma reação entre 5 g de QN (97% de pureza) e 5 mL de EDA (d = 0,900 g.mL-1), determine 
o reagente limitante. 
b) Calcule quantos mols de AQN serão formados nas condições acima considerando um rendimento real de 
33%. 
c) Em 1 g de AQN, qual o número de moléculas presentes? E o número de átomos de C e N? 
 
8 – (2,0 pontos) Sobre a evolução dos modelos atômicos, responda: 
a) Quais experimentos foram utilizados para comprovar a natureza de onda e de partícula da luz? Como os 
seus resultados foram fundamentais para explicar esse comportamento? 
b) Como o modelo de Bohr explicava os espectros de linhas de elementos como H e Na. Quais são as principais 
limitações desse modelo? 
 
 
9 – (2,0 pontos) O modelo mecânico-quântico 
é um dos modelos mais atuais utilizados para 
explicar a estrutura do átomo. 
A resolução da equação de Schrödinger para 
átomos hidrogenóides é bastante trabalhosa, 
porém torna-se mais fácil quando se separam 
em duas componentes: uma radial - R(r) - e 
outra angular - Y(θ,φ). 
Da sua resolução surgiram os números 
quânticos e os orbitais. 
a) Defina o que é um orbital e o que ele 
descreve. Use figuras de contorno de orbitais 
para facilitar a sua discussão. 
b) Explique através das funções de ondas 
radiais e angulares porque determinados 
orbitais atômicos possuem nós radiais e/ou 
superfícies nodais. 
 
 
 
 
 
 
 
BOA PROVA! 
2ª Parte: Questões discursivas (Valor: 7,0 pontos) 
Atenção: Justifique adequadamente as suas respostas. 
Respostas sem os devidos cálculos NÃO SERÃO CONSIDERADAS. 
Preste atenção aos algarismos significativos e unidades. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GABARITO DA 1ª AVALIAÇÃO DE QUÍMICA GERAL – IC348 
 
Questão 1 - Alternativa: (c) 
As porcentagens da amostra foram: Fe 23,78%; H 5,15%; O 40,88% e Cl 30,19%. 
Considerando 100 g de amostra: Fe = 23,78 g; H = 5,15 g; O = 40,88 g e Cl = 30,19 g. 
Convertendo a nº de mols: Fe = 23,78 / 55,845 = 0,4258 
 H = 5,15 / 1,0079 = 5,11 
 O = 40,88 / 15,999 = 2,555 
 Cl = 30,19 / 35,453 = 0,8515 
Dividindo pelo menor valor: Fe = 1,000; H = 12,0; O = 6,000; Cl = 2,000. Logo, a fórmula mínima é FeH12O6Cl2 
que corresponde a uma fórmula molecular de [Fe(H2O)6]Cl2. 
 
Questão 2 - Alternativa: (b) 
Reação: CuO(s) + CO(g)  Cu(s) + CO2(g) 
Determinando as massas moleculares do reagente limitante (CuO) e do produto de interesse (Cu): MMCuO = 
79,545 g/mol e MMCu = 63,546 g/mol. 
Assim: 79,545 g de CuO ---------- 63,546 g de Cu 
 23,5 g de CuO ---------- x = 18,8 g de Cu 
Portanto: 18,8 g de Cu ----------- 100 % de rendimento 
 14,1 g de Cu ----------- y = 75% 
 
Questão 3 - Alternativa: (b) 
Analisando as afirmações: 
I. O Teoria de Dalton foi pioneira em afirmar que a matéria era constituída de átomos e era baseada na lei da 
conservação de massa - Verdadeira 
II. O Modelo de Thomson descreveu o átomo como uma esfera maciça, contendo prótons e nêutrons e com 
elétrons incrustrados (modelo de “pudim de passas”) - Verdadeira 
III. Rutherford confirmou através de seus experimentos com partículas alfa e com folhas de ouro a veracidade 
do modelo de Thomson – Falsa, os experimentos refutaram o modelo de Thomson. 
 
Questão 4 - Alternativa: (e) 
Luz vermelha com  = 680 nm = 6,80 x 10-7 m 
Convertendo a frequência: c =  x    = c /  = (2,998 x 108 m/s) / (6,80 x 10-7 m) 
 = 4,41 x 1014 Hz 
 
Questão 5 - Questão ANULADA. 
A energia de transição é dada por: E24 = -Rhc [(1/nf2) – (1/ni2)] = 
= -(1,097 x 107 m-1) x (6,626 x 10-34 J.s) x (2,998 x 108 m.s-1) [1/16 – 1/4] = 4,086 x 10-19 J 
Essa energia é para um fóton, assim: 
E = 4,086 x 10-19 J x 6,022 x 1023 fótons = 2,460 x 105 J.mol-1 
 fóton mol 
Convertendo a kJ.mol-1: E = 2,460 x 105 J x 1 kJ = 2,46 x 102 kJ.mol-1 
 mol 103 J 
 
Questão 6 - Alternativa: (a) 
O número de nós angulares é dado por l e o número de nós radiais por n – l – 1 
Sendo assim: 
Orbital Nó angular Nó radial 
4p 1 4 – 1 – 1 = 2 
6d 2 6 – 2 – 1 = 3 
2s 0 2 – 0 – 1 = 1 
 
 
 
Questão 7 
 
A reação que ocorre é: C9H5Cl2N + C2H8N2  C11H12ClN3 + HCl 
Com as seguintes condições: 5 g de C9H5Cl2N (97% de pureza) + 5 mL de C2H8N2 (d = 0,900 g/mL) 
 
a) reagente limitante? 
Primeiro determina-se as massas moleculares dos reagentes: 
QN = (9 x 12,011) + (5 x 1,0079) + (2 x 35,453) + 14,007 = 198,05 g/mol 
EDA = (2 x 12,011) + (8 x 1,0079) + (2 x 14,007) = 60,099 g/mol 
 
Em seguida, determina-se a quantidade de massa em ambos os reagentes: 
QN  5 g ---------- 100 % da amostra 
 x ---------- 97 % de QN  x = 4,85 g de QN 
EDA  0,900 g de EDA --------- 1 mL de amostra 
 y --------- 5 mL de amostra  y = 4,50 g de EDA 
 
Sendo assim, como a reação é 1:1: 
198,05 g de QN ----------- 60,099 g de EDA 
 4,85 g de QN ----------- z = 1,47 g de EDA 
Essa quantidade é menor do que os 4,50g usados na reação, ou seja, EDA está em excesso. 
 198,05 g de QN ----------- 60,099 g de EDA 
w = 14,8 g de QN ----------- 4,50 g de EDA 
Essa quantidade é maior do que os 4,85 g usados na reação, ou seja, QN é o reagente limitante 
 
b) nº de mols de AQN com rendimento de 33%? 
Em 4,85 g de QN temos: 
198,05 g de QN ----------- 1 mol 
 4,85 g de QN ----------- x = 0,0245 mol de QN 
Assim: 1 mol de QN ---------- 1 mol de AQN 
 0,0245 mol de QN ---------- y = 0,0245 mol de AQN 
Portanto: 0,0245 mol de AQN ---------- 100 % de rendimento 
 z ---------- 33 % de rendimento 
 z = 8,09 x 10-3 mol de AQN serão formados 
 
c) Em 1 g de QN, nº de moléculas e átomos de C e N? 
Determinando a massa molecular do AQN = 221,69 g/mol 
221,69 g de AQN ----------- 6,022 x 1023 moléculas 
 1 g de AQN ----------- x 
 x = 2,716 x 1021 moléculas de AQN 
Como existem 11 átomos de C na molécula de AQN: 2,988 x 1022 átomos de C 
Como existem 3 átomos de N na molécula de AQN: 8,148 x 1021 átomos de N 
 
Questão 8 
 
a) Os experimentos utilizados para comprovar a natureza ondulatória e particular da luz foram difração e 
efeito fotoelétrico, respectivamente. 
O efeito ondulatório pode ser comprovado por difração pois nesse experimento, um feixe de luz é 
inicialmente focalizado e direcionado por duas fendas de diâmetros bem pequenos. Num anteparo são 
observados perfis de difração: claros e escuros, que são associados com as interferências de ondas que 
compõem a luz, onde interferências construtivas (ondas se somam) dão origem a claros. Já as interferências 
destrutivas (ondas se anulam) fornecem os escuros que se observam em anteparos. 
O experimento de efeito fotoelétrico se baseava na incidência de luz sobre uma superfície metálica. Quando 
a energia da luz era igual ou maior do que a energia de ligação do elétron, a mesma era capaz de ejetar 
elétrons da superfície. Quanto maior essa energia, maior a velocidade com que os elétrons são ejetados: 
 
Efóton = Eelétron + Ecinética. Por outro lado, o aumento da potência da luz (brilho) leva a um aumento no nº de 
elétrons ejetados ainda que a energia cinética não seja afetada. Esses dados suportam a características de 
partícula da luz, ou seja, se apresentam como fótons. 
 
b) O modelo de Bohr explicava a natureza eletrônica através de níveis discretos de energia, ou seja, os 
elétrons estavam dispostos nesses níveis de energia (n = 1, 2, 3, etc). 
Dessa forma, os espectros de linhas foram associados a processos de emissão entre os níveis e os seus 
respectivos comprimentos de onda podem ser correlacionados com a equação de Rydberg: 
1 /  = RH [(1/n12) - (1/n22)]. 
Entretanto o modelo apresentava algumas inconsistências como, p. ex., ele conseguia explicar muito bem os 
espectros de linhas do H, porém não era tão conciso com átomos polieletrônicos. Outra inconsistência é de 
que elétrons girando em torno do núcleo, de acordo com a física clássica deveria levar a um colapso do 
átomo. Essa inconsistência foi contornada através de um Postulado em que os elétrons ocupam níveis 
discretos e nessas condições não irradiam ou perdem energia. Portanto, é difícil descrever o elétron 
puramente como uma partícula. 
 
 Questão 9 
 
a) Um orbital é basicamente o resultado da equação de Schrödinger, cujos resultados (funções de onda) têm 
que ser contínuos, univalentes e finitos. Ele descreve uma região do espaço onde é máxima a probabilidade 
de encontrar o elétron. Orbitais s, por exemplo, possuem uma figura de contorno esférica. Já orbitais p 
possuem forma de halteres. 
 
 
 
b) As próprias figuras de contorno (orbitais s, p, d, f) apresentam regiões em que a probabilidade de se 
encontrar elétrons é nula (nós angulares). Um orbital s, por exemplo, é descrito por uma função de onda que 
possui um único sinal ao longo de toda essa função de onda. Já o orbital p é descrito por uma função de onda 
em que há uma inversão de sinal próximo do núcleo, o que leva a dois lóbulos com sinais contrários e com a 
presença de um nó próximo do núcleo. Portanto, para orbitais p a probabilidade de se encontrar elétrons 
próximos do núcleo é reduzida. Além disso, os orbitais d possuem dois planos perpendiculares e os orbitais f 
três, onde o número de nós angulares é dado pelo valor de l (nº quântico de momento angular). 
Os nós radias podem ser observados pelas curvas de probabilidade (ver folha de questões). À medida que os 
valores de n para um mesmo orbital aumenta, há a existência de nós radiais. Ou seja, para orbitais s, por 
exemplo, entre o orbital 1s e 2s existe um nó. Entre os orbitais 2s e 3s existe mais outro nó. Em outras 
palavras. Um orbital s é descrito com uma função de onda e os sinais são investidos à medida que n aumenta. 
 
 
Orbital s Orbital p Orbital d
nós radiais
+
+
-