Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
É trabalho pioneiro. Prestação de serviços com tradição de confiabilidade. Construtivo, procura colaborar com as Bancas Examinadoras em sua tarefa de não cometer injustiças. Didático, mais do que um simples gabarito, auxilia o estudante no processo de aprendizagem, graças a seu formato: reprodução de cada questão, seguida da resolução elaborada pelos professores do Anglo. No final, um comentário sobre as disciplinas. O Instituto Tecnológico de Aeronáutica — ITA — é uma escola de engenharia mundialmente conhecida. Com o mesmo zelo com que trata seus excelentes cursos (Engenha- ria Aeronáutica, Engenharia Mecânica Aeronáutica, Engenharia de Infra-Estrutura Aeronáutica, Engenharia Elétrica e Engenharia de Computação), trata seu vestibular, que é realizado em 4 dias: 1º dia: FÍSICA, com 20 questões de múltipla escolha e 10 questões dissertativas. 2º dia: PORTUGUÊS, com 20 questões de múltipla escolha, 5 questões dissertativas e uma redação, e INGLÊS, com 20 questões de múltipla escolha. 3º dia: MATEMÁTICA, com 20 questões de múltipla escolha e 10 questões dissertativas. 4º dia: QUÍMICA, com 20 questões de múltipla escolha e 10 questões dissertativas. A prova de Inglês é eliminatória e não entra na classificação final. Em Matemática, Física e Química, as questões de múltipla escolha equivalem a 50% do valor da prova, e a parte dissertativa, aos ou- tros 50%. Na prova de Português, as questões de múltipla escolha equivalem a 40% do valor da prova; as dissertativas, a 20% e a Redação, a 40%. Só é corrigida a parte dissertativa dos 650 melhores classificados nas questões de múltipla escolha. Serão considerados aprovados nos exames de escolaridade os candi- datos que obtiverem nota igual ou superior a 40 (na escala de 0 a 100) e média igual ou superior a 50 (na escala de 0 a 100). A nota final é a média aritmética das provas de Matemática, Física, Química e Português. o anglo resolve a prova de Química do ITA dezembro de 2006 Código: 83580106 Amostras de massas iguais de duas substâncias, I e II, foram submetidas independentemente a um processo de aquecimento em atmosfera inerte e a pressão constante. O gráfico abaixo mostra a variação da temperatura em função do calor trocado entre cada uma das amostras e a vizinhança. Dados: ∆Hf e ∆Hv representam as variações de entalpia de fusão e de vaporização, respectivamente, e cp é o calor específico. Assinale a opção ERRADA em relação à comparação das grandezas termodinâmicas. A)∆Hf(I) � ∆Hf(II) B) ∆Hv(I) � ∆Hv(II) C) cp,I(s) � cp,II(s) D) cp, II(g) � cp,I(g) E) cp,II(l) � cp,I(l) Pela análise do gráfico, temos: Substância I: I Calor trocado Te m p er at u ra ∆Hfusão ∆Hvaporização Resolução I II Calor trocado Te m p er at u ra Questão 1▼▼ 2ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES AAAUUUQQQ ÍÍÍMMMIIICCC Substância II: Logo: ∆Hfusão (I) � ∆Hfusão (II) ∆Hvaporização (I) � ∆Hvaporização (II). Sabe-se também que, durante o aquecimento de uma substância, grandes variações na temperatura indicam pe- quenos valores de calor específico. Isso também pode ser verificado pela inclinação das curvas de aquecimento: amostras de baixo calor específico possuem maior inclinação. Logo: cp,I(s) � cp,II(s) cp,II(l) � cp,I(l) cp,II(g) � cp,I(g). Resposta: B Um recipiente aberto contendo inicialmente 30g de um líquido puro a 278K, mantido à pressão constante de 1atm, é colocado sobre uma balança. A seguir, é imersa no líquido uma resistência elétrica de 3Ω conectada, por meio de uma chave S, a uma fonte que fornece uma corrente elétrica constante de 2A. No instante em que a chave S é fechada, dispara-se um cronômetro. Após 100s, a temperatura do líquido mantém-se constante a 330K e verifica-se que a massa do líquido começa a diminuir a uma velocidade constante de 0,015g/s. Considere a massa molar do líquido igual a M. Assinale a opção que apresenta a variação de entalpia de vaporização (em J/mol) do líquido. A) 500M D) 800M B) 600M E) 900M C) 700M Calor dissipado em 1 segundo (∆t = 1s): ∆ε = R ⋅ i2 ⋅ ∆t ∆ε = 3 Ohm ⋅ (2)2 ⋅ (A)2 ⋅ 1s ∆ε = 12 Ohm ⋅ A2 ⋅ s ∴ ∆ε = 12J A 330K, a massa do líquido diminui a uma velocidade constante de 0,015g/s: 0,015g 12J massa molar (M) x ∴ x = 800MJ mol–1 Resposta: D x M J g mol g = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅12 0 015 1– , ∆ ∆ ε t Ri= 2 Resolução Questão 2▼▼ II Calor trocado Te m p er at u ra ∆Hvaporização ∆Hfusão 3ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Utilizando o enunciado da questão anterior, assinale a opção que apresenta o valor do trabalho em módulo (em kJ) realizado no processo de vaporização após 180s de aquecimento na temperatura de 330K. A) D) B) E) C) 1s 0,015g 180s x x = 2,7g massa do líquido vaporizado τ = P∆V = ∆nRT ∴ Resposta: D Dois béqueres, X e Y, contêm, respectivamente, volumes iguais de soluções aquosas: concentrada e diluída de cloreto de sódio na mesma temperatura. Dois recipientes hermeticamente fechados, mantidos à mesma tem- peratura constante, são interconectados por uma válvula, inicialmente fechada, cada qual contendo um dos béqueres. Aberta a válvula, após o restabelecimento do equilíbrio químico, verifica-se que a pressão de vapor nos dois recipientes é Pf. Assinale a opção que indica, respectivamente, as comparações CORRETAS entre os volumes inicial (VXi) e final (VXf), da solução no béquer X e entre as pressões de vapor inicial (PYi) e final (Pf) no recipiente que contém o béquer Y. A) VXi � VXf e PYi = Pf D) VXi � VXf e PYi � Pf B) VXi � VXf e PYi � Pf E) VXi � VXf e PYi � Pf C) VXi � VXf e PYi � Pf Início: válvula fechada: PXi X PYi Y VXi solução concentrada VYi solução diluída Resolução Questão 4▼▼ τ = 7 4, M kJτ = 7404 2, M J τ = ⋅2 7 8 31 3301 11 , , – – – g JK mol K M gmol τ = ⋅m M R T x s g s = ⋅180 0 015 1 , Resolução 6 4, M 8 4, M 5 4, M 7 4, M 4 4, M Questão 3▼▼ 4ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Como a solução X é mais concentrada, ocorrerá uma menor evaporação do solvente. Logo, a solução X apre- sentará menor pressão de vapor que a solução Y: PXi � PYi abertura da válvula: Devido à diferença de pressão de vapor das soluções, ocorrerá transferência de solvente da solução Y para a solução X, até que as concentrações se igualem. Logo: VXi � VXf. Como a solução Y ficará mais concentrada com o passar do tempo, temos: PYi � Pf. Resposta: B Utilizando o enunciado da questão anterior, assinale a opção que indica a curva no gráfico abaixo que melhor representa a quantidade de massa de água transferida (Qágua) ao longo do tempo (t) de um recipiente para o outro desde o instante em que a válvula é aberta até o restabelecimento do equilíbrio químico. A) I B) II C) III D) IV E) V A quantidade de água transferida da solução diluída para a solução concentrada diminui em cada instante considerado até as duas soluções ficarem com a mesma concentração. Por essa interpretação, a curva (I) do gráfico estaria correta e a resposta da questão seria (A). Considerando-se a quantidade total de água transferida da solução diluída para a solução concentrada até as duas soluções ficarem com a mesma concentração, a curva que mais se aproxima da correta é a (IV), alternativa (D). Resolução t Q ág u a I II III V IV Questão 5▼▼ Pf X Pf Y VXf PYf 5ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Por essa interpretação, a curva correta seria: Resposta: A ou D dependendo da interpretação. Considere duas placas X e Y de mesma área e espessura. A placa X é constituída de ferro com uma das faces recoberta de zinco. A placa Y é constituída de ferro com uma das faces recoberta de cobre. As duas placas são mergulhadas em béqueres, ambos contendo água destilada aerada. Depoisde um certo período, observa-se que as placas passaram por um processo de corrosão, mas não se verifica a corrosão total de nenhuma das fa- ces dos metais. Considere sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dos íons formados em cada um dos béqueres: I. Serão formados íons Zn2+ no béquer contendo a placa X. II. Serão formados íons Fe2+ no béquer contendo a placa X. III. Serão formados íons Fe2+ no béquer contendo a placa Y. IV. Serão formados íons Fe3+ no béquer contendo a placa Y. V. Serão formados íons Cu2+ no béquer contendo a placa Y. Então, das afirmações acima, estão CORRETAS A) apenas I, II e IV. D) apenas II, III e V. B) apenas I, III e IV. E) apenas IV e V. C) apenas II, III e IV. placa X: Fe(s) com uma das faces revestida com Zn(s). Como o Fe(s) é um metal mais nobre, o Zn(s) sofre oxidação, funcionando como um metal de sacrifício, protegendo o Fe(s). Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e–. placa Y: Fe(s) com uma das faces revestida com Cu(s). Como o Cu(s) é um metal mais nobre, o Fe(s) sofrerá oxidação, funcionando como metal de sacrifício e protegendo o Cu(s). Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e–. Fe2+(aq) → Fe3+(aq) + e–. Resposta: B Embrulhar frutas verdes em papel jornal favorece o seu processo de amadurecimento devido ao acúmulo de um composto gasoso produzido pelas frutas. Assinale a opção que indica o composto responsável por esse fenômeno. A) Eteno. D) Monóxido de carbono. B) Metano. E) Amônia. C) Dióxido de carbono. Questão 7▼▼ Resolução Questão 6▼▼ t Q ág u a 6ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES O composto gasoso que favorece o amadurecimento das frutas é o ETENO. H2C —— CH2 Resposta: A Assinale a opção que apresenta um sal que, quando dissolvido em água, produz uma solução aquosa ácida. A) Na2CO3 B) CH3COONa C) CH3NH3Cl D) Mg(ClO4)2 E) NaF A hidrólise do composto H3CNH3Cl pode ser representada pela equação: H3CNH + 3(aq) + H2O(l) ←→ H3CNH2(aq) + H3O +(aq) A solução obtida apresenta caráter ácido. Resposta: C Duas células (I e II) são montadas como mostrado na figura. A célula I consiste de uma placa A(c) mergulhada em uma solução aquosa 1 mol L–1 em AX, que está interconectada por uma ponte salina a uma solução 1mol L–1 em BX, na qual foi mergulhada a placa B(c). A célula II consiste de uma placa B(c) mergulhada em uma solução aquosa 1mol L–1 em BX, que está interconectada por uma ponte salina à solução 1mol L–1 em CX, na qual foi mergulhada a placa C(c). Considere que durante certo período as duas células são interconectadas por fios me- tálicos, de resistência elétrica desprezível. Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA a respeito de fenômenos que ocorrerão no sistema descrito. Dados eventualmente necessários: E0A+(aq)/A(c) = 0,400V; E 0 B+(aq)/B(c) = –0,700V e E 0 C+(aq)/C(c) = 0,800V. A) A massa da placa C aumentará. B) A polaridade da semicélula B/B+(aq) da célula II será negativa. C) A massa da placa A diminuirá. D) A concentração de B+(aq) na célula I diminuirá. E) A semicélula A/A+(aq) será o cátodo. Ponte salina Ponte salina AX(1 mol/L) BX(1 mol/L) CÉLULA I BX(1 mol/L) CX(1 mol/L) CÉLULA II A B B C Questão 9▼▼ Resolução Questão 8▼▼ Resolução 7ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES De acordo com os potenciais de Redução temos: C+(aq) + e– → C(c) E0 = 0,800V A(c) → A+(aq) + e– E0 = –0,400V global C++(aq) + A(c) → A+(aq) + C(c) ∆E = 0,400V Portanto o fluxo de elétrons e o fluxo iônico nas células serão: Na semicélula A++(aq)/A(c) teremos Na semicélula C+(aq)/C(c) teremos Oxidação Redução A(c) → A++(aq) + e– C++(aq) + e– → C(c) Ânodo, corrosão de A(c) Cátodo, deposição de C(c) no eletrodo a massa da placa A diminuirá portanto, a massa da placa C aumentará Devido à polarização das Soluções de BX (1 mol/L) na semicélula B+(aq)/B(c), célula I, observaremos: B+(aq) + e– → B(c) consumindo B+(aq) Na célula II, semicélula B+(aq)/B(c), ocorrerá oxidação de B(c), conforme equação que segue: B(c) → B+(aq) + e– Resposta: E Realizaram-se testes de solubilidade de pequenas porções de compostos orgânicos constituídos de cinco átomos de carbono, denominados de A, B, C, D e E. São fornecidos os seguintes resultados dos testes de solubilidade em vários solventes: Teste 1. Os compostos A, B, C, D e E são solúveis em éter etílico. Teste 2. Somente os compostos B, C e D são solúveis em água pura. Teste 3. Somente os compostos B, C e E são solúveis em uma solução aquosa diluída de hidróxido de sódio. Teste 4. Somente os compostos D e E são solúveis em uma solução aquosa diluída de ácido clorídrico. Considere sejam feitas as seguintes identificações: I. O composto A é o n-pentano. II. O composto B é o 1-pentanol. III. O composto C é o propionato de etila. IV. O composto D é a pentilamina. V. O composto E é o ácido pentanóico. Então, das identificações acima, estão ERRADAS A) apenas I, II e IV. D) apenas III e V. B) apenas I, III e IV. E) apenas IV e V. C) apenas II e IV. Questão 10▼▼ Ponte salina Ponte salina AX(1 mol/L) BX(1 mol/L) CÉLULA I BX(1 mol/L) CX(1 mol/L) CÉLULA II e– e– e– e–e– ânions cátions e– e– e– e–e– e– ânions A B B C +– – + cátions Resolução 8ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Considere a tabela a seguir: Justificativa: • Caso C fosse um éster de 5 carbonos ele seria insolúvel em água. • Caso E fosse um ácido carboxílico de 5 carbonos ele seria solúvel na água. O procedimento mais adequado para determinar qualitativamente a função de um composto orgânico relacionando a sua solubilidade seria o diagrama a seguir: substância desconhecida água insolúvel solúvel NaOH 5% éter solúvel solúvelinsolúvel HCl 5% NaHCO3 5% insolúvel H2SO4 96% H3PO4 85% insolúvel S2 azul ao tornassol SB não altera o tornassol S1 insolúvel A2 solúvel A1 solúvel B insolúvel I insolúvel N2 solúvel N1 vermelho ao tornassol SA Resolução 9ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Solubilidade éter água solução aquosa solução aquosa possível Composto ácida básica composto A X — — — Pentano B X X — X 1-pentanol C X X — X não pode ser éster D X X X — Pentilamina E X — X X não pode ser o ácido Tabela 1: Compostos orgânicos relacionados às classes de solubilidade. Observação: Os haletos e anidridos de ácido não foram incluídos devido a alta reatividade. Uma vez que apenas a solubilidade em água não fornece informação suficiente sobre a presença de grupos funcionais ácidos ou básicos, esta deve ser obtida pelo ensaio das soluções aquosas com papel de tornassol ou outro indicador de pH. Este procedimento é seguido nos cursos de Química Orgânica em diversas Universidades Estaduais e Federais do Brasil. Resposta: D Considere sejam feitas as seguintes afirmações a respeito das formas cristalinas do carbono: I. As formas polimórficas do carbono são: diamante, grafite e fulerenos. II. O monocristal de grafite é bom condutor de corrente elétrica em uma direção, mas não o é na direção per- pendicular à mesma. III. O diamante é uma forma polimórfica metaestável do carbono nas condições normais de temperatura e pressão. IV. No grafite, as ligações químicas entre os átomos de carbono são tetraédricas. Então, das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) A) apenas I, II e III. B) apenas I e III. C) apenas II e IV. D) apenas IV. E) todas. I. Correta. O diamante, o grafite e os fulerenos são formas polimórficas do carbono. II. Correta. No grafite, apenas três dos elétrons de valência de cada átomo de carbono estão envolvidos na formação das ligações sigma (σ), utilizando orbitais hídridos sp2. O quarto elétron forma uma ligação π. Resolução Questão 11▼▼ S2 Sais de ácidos orgânicos, hidrocloretos de aminas, aminoácidos, compostos polifuncionais (carboidra- tos, poliálcoois, ácidos,etc.) SA Ácidos monocarboxílicos, com cinco átomos de carbono ou menos, acídos arenossulfônicos. SB Aminas monofuncionais com seis átomos de carbono ou menos. S1 Álcoois, aldeídos, cetonas, ésteres, nitrilas e amidas monofuncionais com cinco átomos de carbono ou menos. A1 Ácidos orgânicos fortes: ácidos carboxílicos com menos de seis átomos de carbono, fenóis com grupos eletrofílicos em posições orto e para, β-dicetonas. A2 Ácidos orgânicos fracos: fenóis, enóis, oximas, imidas, sulfonamidas, tiofenóis com mais de cinco átomos de carbono, β-dicetonas, compostos nitro com hidrogênio em α, sulfonamidas. B Aminas aromáticas com oito ou mais carbonos, anilinas e alguns oxiéteres. MN Diversos compostos neutros de nitrogênio ou enxofre contendo mais de cinco átomos de carbono. N1 Álcoois, aldeídos, metil cetonas, cetonas cíclicas e ésteres contendo somente um grupo funcional e número de átomos de carbono entre cinco e nove; éteres com menos de oito átomos de carbono; epóxidos. N2 Alcenos, alcinos, éteres, alguns compostos aromáticos (com grupos ativantes) e cetonas (além das citadas em N1). I Hidrocarbonetos saturados, alcanos halogenados, haletos de arila, éteres diarílicos, compostos aromáticos desativados. 10ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Os elétrons π estão deslocalizadas por toda a camada, e, como são móveis, o grafite conduz a corrente elétrica. A condução pode ocorrer dentro de uma camada, mas não de uma camada para outra. III. Correta. A forma mais estável do carbono nas condições ambiente é o grafite, portanto, o diamante é uma forma metaestável. IV. Incorreta. No grafite, temos uma hibridização sp2, na qual um átomo central está ligado a três outros átomos de carbono numa geometria trigonal plana. Resposta: A Em junho deste ano, foi noticiado que um caminhão transportando cilindros do composto t-butil mercaptana (2-metil-2-propanotiol) tombou na Marginal Pinheiros — cidade de São Paulo. Devido ao acidente, ocorreu o vazamento da substância. Quando adicionada ao gás de cozinha, tal substância fornece-lhe um odor desagra- dável. Assinale a opção que indica a fórmula molecular CORRETA desse composto. A) (CH3)3CNH2 B) (CH3)3CSH C) (CH3)3CNHCH3 D) (CH3)3CCH2NH2 E) (CH3)3CSCH2OH O composto t-butil mercaptana pode ser representado por: Resposta: B Assinale a opção que nomeia o cientista responsável pela descoberta do oxigênio. A) Dalton B) Mendeleev C) Gay-Lussac D) Lavoisier E) Proust A descoberta do oxigênio é atribuída a Priestley. Lavoisier foi o primeiro a demonstrar experimentalmente que o ar era uma mistura de oxigênio e “azoto”. A melhor alternativa, entre as mencionadas é a D. Resposta: D (com ressalva) Resolução Questão 13▼▼ H3C — C — CH3 = (H3C)3 CSH — — SH CH3 Resolução Questão 12▼▼ 11ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Assinale a opção que indica a variação CORRETA de entalpia, em kJ/mol, da reação química a 298,15K e 1 bar, representada pela seguinte equação: C4H10(g) → C4H8(g) + H2(g). Dados eventualmente necessários: ∆Hθf (C4H8(g)) = –11,4; ∆H θ f (CO2(g)) = –393,5; ∆H θ f (H2O(l)) = –285,8 e ∆Hθc(C4H10(g)) = –2.877,6, em que ∆H θ f e ∆H θ c , em kJ/mol, representam as variações de entalpia de formação e de combustão a 298,15K e 1 bar, respectivamente. A) –3.568,3 B) –2.186,9 C) +2.186,9 D) +125,4 E) +114,0 C4H10(g) + O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(l) ∆H = –2877,6kJ 4Cgraf + 4H2(g) → C4H8(g) ∆H = –11,4kJ 4CO2(g) → 4Cgraf + 8O2(g) ∆H = +1574kJ 5H2O(l) → 5H2(g) + O2(g) ∆H = +1429kJ C4H10(g) → C4H8(g) + H2(g) ∆H = +114kJ Resposta: E Durante a utilização de um extintor de incêndio de dióxido de carbono, verifica-se formação de um aerossol esbranquiçado e também que a temperatura do gás ejetado é consideravelmente menor do que a temperatura ambiente. Considerando que o dióxido de carbono seja puro, assinale a opção que indica a(s) substância(s) que torna(m) o aerossol visível a olho nu. A) Água no estado líquido. B) Dióxido de carbono no estado líquido. C) Dióxido de carbono no estado gasoso. D) Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado líquido. E) Dióxido de carbono no estado gasoso e água no estado gasoso. O aerossol é constituído de uma fase dispersa (fase visível) formada por água líquida. Resposta: A Um recipiente fechado contendo a espécie química A é mantido a volume (V) e temperatura (T) constantes. Considere que essa espécie se decomponha de acordo com a equação: A(g) → B(g) + C(g). A tabela abaixo mostra a variação da pressão total (Pt) do sistema em função do tempo (t): t (s) 0 55 200 380 495 640 820 Pt (mmHg) 55 60 70 80 85 90 95 Questão 16▼▼ Resolução Questão 15▼▼ 5 2 13 2 Resolução Questão 14▼▼ 12ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES 1 Considere sejam feitas as seguintes afirmações: I. A reação química obedece à lei de velocidade de ordem zero. II. O tempo de meia-vida da espécie A independe da sua pressão parcial. III. Em um instante qualquer, a pressão parcial de A, PA, pode ser calculada pela equação: PA = 2P0 – Pt, em que P0 é a pressão do sistema no instante inicial. IV. No tempo de 640s, a pressão Pi é igual a 45mmHg, em que Pi é a soma das pressões parciais de B e C. Então, das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) A) apenas I e II. B) apenas I e IV. C) apenas II e III. D) apenas II e IV. E) apenas IV. A(g) B(g) + C(g) t = 0s 55mmHg 0 0 t ≠ 0s (55 – x)mmHg xmmHg xmmHg Pt = (55 – x) + x + x = (55 + x)mmHg t = 55s (tabela) Pt = 60mmHg 60 = 55 + x ∴ x = 5mmHg ∴ PA = 55 – 5 = 50mmHg Pelo mesmo raciocínio, podemos construir a tabela: t(s) PA(mmHg) 0 55 55 50 200 40 380 30 495 25 640 20 t1/2 = 440s t1/2 = 440s Conclusão: a reação é de 1ª- ordem e v = kP (PA). A afirmação I é falsa e a afirmação II é correta. A(g) B(g) + C(g) P0 0 0 PA (P0 – PA) (P0 – PA) Pt = PA + (P0 – PA) + (P0 – PA) Pt = 2P0 – PA ∴ PA = 2P0 – Pt Afirmação III: correta. t = 640s PA = 20mmHg e PB + PC = 70mmHg Pi = 70mmHg Afirmação IV: incorreta Resposta: C t = 200s → PA = 40mmHg t = 640s → PA = 20mmHg t = 55s → PA = 50mmHg t = 495s → PA = 25mmHg Resolução 13ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Assinale a opção que indica a substância que, entre as cinco, apresenta a maior temperatura de ebulição à pressão de 1atm. A) H3CCHO D) H3CCOOH B) H3CCOCH3 E) H3CCOOCH3 C) H3CCONH2 A substância de maior temperatura de ebulição é a acetamida. Resposta: C Um indicador ácido-base monoprótico tem cor vermelha em meio ácido e cor laranja em meio básico. Considere que a constante de dissociação desse indicador seja igual a 8,0 × 10–5. Assinale a opção que indica a quantidade, em mols, do indicador que, quando adicionada a 1L de água pura, seja suficiente para que 80% de suas moléculas apresentam a cor vermelha após alcançar o equilíbrio químico. A) 1,3 × 10–5 D) 5,2 × 10–4 B) 3,2 × 10–5 E) 1,6 × 10–3 C) 9,4 × 10–5 O equilíbrio do indicador ácido-base pode ser representado por HInd →← H+ + Ind– Prevalecendo HInd ⇒ coloração vermelha Prevalecendo Ind– ⇒ coloração laranja HInd →← H+ + Ind– Início x mol/L 0 0 Consumidos Formados Formados 0,2x 0,2x 0,2x Equilíbrio 0,8xmol/L 0,2xmol/L 0,2xmol/L x = 1,6 ⋅ 10–3 Resposta: E 8 0 10 0 2 0 2 0 8 5, , , , ⋅ ⋅− = x x x Ka H Ind HInd = + −[ ][ ] [ ] Resolução Questão 18▼▼ H3C — C —— O N — H — — H Resolução Questão 17▼▼ 14ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Nas condições ambientes, a 1L de água pura, adiciona-se 0,01mol de cada uma das substâncias A e B descritas nas opções abaixo. Dentre elas, qual solução apresenta a maior condutividade elétrica? A)A = NaCl e B = AgNO3 B) A = HCl e B = NaOH C) A = HCl e B = CH3COONa D) A = Kl e B = Pb(NO3)2 E) A = Cu(NO3)2 e B = ZNCl2 A maior condutividade elétrica está relacionada à maior concentração de íons na solução. Cu(NO3)2 Cu2+ + 2NO – 3 ZnCl2 Zn2+ + 2Cl– [Cu(NO3)2] = 0,01mol/L ∴ [íons] = 0,03mol/L [ZnCl2] = 0,01mol/L ∴ [íons] = 0,03mol/L Resposta: E Considere a reação química representada pela equação abaixo e sua respectiva força eletromotriz nas con- dições-padrão: O2(g) + 4H+(aq) + 4Br–(aq) →← 2Br2(g) + 2H2O(l), ∆E0 = 0,20V. Agora, considere que um recipiente contenha todas as espécies químicas dessa equação, de forma que todas as concentrações sejam iguais às das condições-padrão, exceto a de H+. Assinale a opção que indica a faixa de pH a qual na reação química ocorrerá espontaneamente. A) 2,8 � pH � 3,4 B) 3,8 � pH � 4,4 C) 4,8 � pH � 5,4 D) 5,8 � pH � 6,4 E) 6,8 � pH � 7,4 Como a reação é espontânea nas condições-padrão (∆E0 � 0), conclui-se que, quando [H+] = 1mol/L (pH = 0), a reação ocorre, logo não se deve atribuir um limite inferior para o pH. Pode-se, sim, calcular o limite superior deste pH através da equação de Nernst. No recipiente só o H+ não está nas condições-padrão, logo a equação de Nernst para a reação dada pode ser assim escrita: O2(g) + 4H + (aq) + 4Br – (aq) →← 2Br2(g) + H2O(l) Para que a reação seja espontânea, ∆E � 0, ou seja, 0 20 0 0591 4 4, , log[ ]� ⋅ + −H ∆E H 0 4 0 0591 4 1� , log [ ] ⋅ + ∆ ∆E E H = − ⋅ + 0 4 0 0591 4 1, log [ ] Resolução Questão 20▼▼ Resolução Questão 19▼▼ 15ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES 0,20 � 0,0591 ⋅ pH pH � 3,4 Logo a única alternativa possível é a A. Resposta: A As questões dissertativas, numeradas de 21 a 30, devem ser resolvidas e respondidas no caderno de soluções. Uma amostra de 1,222g de cloreto de bário hidratado (BaCl2 ⋅ nH2O) é aquecida até a eliminação total da água de hidratação, resultando em uma massa de 1,042g. Com base nas informações fornecidas e mostrando os cálculos efetuados, determine: a) o número de mols de cloreto de bário. b) o número de mols de água e c) a fórmula molecular do sal hidratado. BaCl2 ⋅ nH2O ∆ BaCl2 + nH2O 1,222g 1,042g 0,18g a) b) c) BaCl2 ⋅ nH2O 1 2 O composto mostrado abaixo é um tipo de endorfina, um dos neurotransmissores produzidos pelo cérebro. HO — H2N— — —O N H — — O H N — —O N H — — O H N — —O S— CH3 OH Questão 22▼▼ BaCl2 ⋅ 2H2O 0 005 0 005 0 010 0 005 , , , , mol mol mol mol n g g mol mol H OH O2 0 18 18 0 010 2= = , / , n g g mol mol BaCBaCl l2 1 042 208 23 0 005 2= = , , / , Resolução Questão 21▼▼ pH � 0 20 0 0591 , , 0 20 0 0591 4 4 1, , log[ ]� ⋅ ⋅ ⋅− +H 0 20 0 0591 4 4, , ( ) log[ ]� ⋅ ⋅− +H 16ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES 14243 pH a) Transcreva a fórmula estrutural da molécula. b) Circule todos os grupos funcionais. c) Nomeie cada um dos grupos funcionais. Um dos métodos de síntese do clorato de potássio (KClO3) é submeter uma solução de cloreto de potássio (KCl) a um processo eletrolítico, utilizando eletrodos de platina. São mostradas abaixo as semi-equações que representam as semi-reações em cada um dos eletrodos e os respectivos potenciais elétricos na escala do eletrodo de hidrogênio nas condições-padrão (E0): E0(V) ELETRODO I: Cl–(aq) + 3H2O(l) →← ClO3 – (aq) + 6H+(aq) + 6e–(CM) 1,45 ELETRODO II: 2OH–(aq) + H2(g) →← 2H2O(l) + 2e– (CM) –0,83 a) Faça um esquema da célula eletrolítica. b) Indique o cátodo. c) Indique a polaridade dos eletrodos. d) Escreva a equação que representa a reação química global balanceada. a) Esquema da célula eletrolítica b) Cátodo Redução Eletrodo II 2H2O(l) + 2e– →← 2OH–(aq) + H2(g) c) Eletrodo I pólo + Eletrodo II pólo – eletrodo I Pt + Pt – H2O K+ Cl– eletrodo II Resolução Questão 23▼▼ HO — H2N— — —O N H — — O H N — —O N H — — O H N — —O S— CH3 OH ácido carboxílico tioérex amida amina fenol Resolução 17ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES D) KCl(aq) → K+(aq) + Cl–(aq) Eletrodo I Cl–(aq) + 3H2O(l) →← Cl–3 + 6H +(aq) + 6e– Eletrodo II 6H2O(l) + 6e– →← 6(OH–)(aq) + 3H2(g) 6H+(aq) + 6(OH–)(aq) → 6H2O(l) KCl(aq) + 3H2O(l) →← K+(aq) + ClO3 –(aq) + 3H2(g) Em um recipiente que contém 50,00mL de uma solução aquosa 0,100mol/L em HCN foram adicionados 8,00mL de uma solução aquosa 0,100mol/L em NaOH. Dado: Ka(HCN) = 6,2 × 10–10. a) Calcule a concentração de íons H+ da solução resultante, deixando claros os cálculos efetuados e as hipóteses simplificadoras. b) Escreva a equação química que representa a reação de hidrólise dos íons CN–. a) Cálculo do número de mol de NaOH e HCN VNaOH = 8,00mL 0,100mol 1000mL [NaOH] = 0,100mol/L nNaOH 8,0mL nNaOH = 0,8 ⋅ 10–3mol VHCN = 50,00mL 0,100mol 1000mL [HCN] = 0,100mol/L nHCN 50,00mL nHCN = 5 ⋅ 10–3mol Reação de neutralização total da base (NaOH): HCN + NaOH → NaCN + H2O início 5 ⋅ 10–3mol 0,8 ⋅ 10–3mol 0 0 gasta gasta forma forma reage 0,8 ⋅ 10–3mol 0,8 ⋅ 10–3mol 0,8 ⋅ 10–3mol 0,8 ⋅ 10–3mol final 4,2 ⋅ 10–3mol 0 0,8 ⋅ 10–3mol 0,8 ⋅ 10–3mol Vfinal = VNaOH + VHCN = 8,00 + 50,00 = 58,00mL = 58 ⋅ 10–3L Como o sal NaCN sofre dissociação, na solução haverá 0,8 ⋅ 10–3mol de CN–. Estabelecendo o equilíbrio, temos: HCN(aq) →← H+(aq) → CN–(aq) início 4,2 ⋅ 10–3mol 0 0,8 ⋅ 10–3mol gasta forma forma reage x x x equilíbrio (4,2 ⋅ 10–3–x)mol x mol (0,8 ⋅ 10–3 + x)mol Resolução Questão 24▼▼ 18ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Como o Ka é muito pequeno, então a quantidade de ácido que irá ionizar é muito pequena, sendo possível desprezar a quantidade x. [H+] = [H+] = 3,2 ⋅ 10–9mol/L B) Equação de hidrólise do CN–: CN–(aq) H2O(l) →← HCN(aq) + OH–(aq) Prepara-se, a 25°C, uma solução por meio da mistura de 25mL de n-pentano e 45mL de n-hexano. Dados: massa específica do n-pentano = 0,63g/mol; massa específica do n-hexano = 0,66g/mol; pressão de vapor do n-pentano = 511torr; pressão de vapor do n-hexano = 150torr. Determine os seguintes valores, mostrando os cálculos efetuados: a) Fração molar do n-pentano na solução. b) Pressão de vapor da solução. c) Fração molar do n-pentano no vapor em equilíbrio com a solução. mC5H12 = 25mL ⋅ 0,63g/mL = 15,75g MC5H12 = 72g/mol ∴ nC5H12 = = 0,22mol mC6H14 = 45mL ⋅ 0,66g/mL = 29,7g MC6H14 = 86g/mol ∴ nC6H14 = = 0,35mol xC5H12 = = 0,39 −∼ 0,40 ∴ nC6H14 = −∼ 0,61 −∼ 0,60 a) Fração molar do C5H12 na solução = 0,40 b) Pressão de vapor da solução = 384mmHg PC5H12 = 0,40 ⋅ 511 = 204mmHg PC6H14 = 0,60 ⋅ 300 = 180mmHg Psolução = 204 + 180 = 384mmHg c) Fração molar do C5H12 no vapor em equilíbrio com a solução = 0,53 = 53% x P PC H C H total 5 12 5 12 204 384 0 53 53= = = =, % 0 35 0 57 , , 0 22 0 57 , , 29 7 86 , / g g mol 15 75 72 , / g g mol Resolução Questão 25▼▼ 6 2 10 6 2 10 4 2 10 0 8 10 10 10 3 3 , , , , ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − − − − = 6 2 10 0 8 10 58 10 4 2 10 58 10 10 3 3 3 3 , [ ] , , ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − + − − − − = H Ka H CN HCN = + −⋅[ ] [ ] [ ] 19ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES A tabela abaixo apresenta os valores das temperaturas de fusão (Tf) e de ebulição (Tc) de halogênios e haletos de hidrogênio. Tf (0°C) Te (0°C) F2 –220 –188 Cl2 –101 –35 Br2 –7 59 I2 114 184HF –83 20 HCl –115 –85 HBr – 89 –67 HI –51 –35 a) Justifique a escala crescente das temperaturas Tf e Te do F2 ao I2. b) Justifique a escala decrescente das temperaturas Tf e Te do HF ao HCl. c) Justifuque a escala crescente das temperaturas Tf e Te do HCl ao HI. a) Tf e Te crescentes: F2 � Cl2 � Br2 � I2 Tamanho das moléculas em ordem crescente: F2 � Cl2 � Br2 � I2 Massas molares crescentes: F2 � Cl2 � Br2 � I2 Como um aumento do tamanho das moléculas, temos um aumento da intensidade das ligações intermoleculares do tipo dipolo induzido-dipolo induzido. b) Tf e Te decrescentes: HF � HCl As ligações entre as moléculas do HCl (dipolo permanente — dipolo permanente) são de menor intensidade (mais fracas) do que as ligações de hidrogênio presentes entre as moléculas de HF. c) Tf e Te crescentes: HCl � HBr � HI Tamanho das moléculas em ordem crescente: HCl � HBr � HI Massas molares crescentes: HCl � HBr � HI Com o aumento do tamanho das moléculas, teremos um aumento na intensidade das ligações inter- moleculares do tipo dipolo-dipolo. Utilizando uma placa polida de cobre puro, são realizados os seguintes experimentos: I. A placa é colocada diretamente na chama do bico de Bunsen. Após um certo período, observa-se o escurecimento da superfície dessa placa. II. Em seguida, submete-se a placa ainda quente a um fluxo de hidrogênio puro, verificando-se que a placa volta a apresentar a aparência original. III. A seguir, submete-se a placa a uma fluxo de sulfeto de hidrogênio puro, observando-se novamente o escurecimento da placa, devido à formação de Cu2S. IV. Finalmente, a placa é colocada novamente na chama de bico de Bunsen, readquirindo a sua aparência original. Por meio das equações químicas balanceadas, explique os fenômenos observados nos quatro experimentos descritos. Questão 27▼▼ Resolução Questão 26▼▼ 20ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES I) Cu(s) + O2(g) → CuO(s) Oxidação do cobre do Nox = zero para Nox = +2. II) CuO(s) + H2(g) → Cu(s) + H2O(v) Redução do cobre do Nox = +2 para Nox = zero. III)2Cu(s) + H2S(g) → Cu2S(s) + H2(g) Oxidação do cobre do Nox = zero para Nox = +1. IV) Cu2S(s) + O2(g) → 2Cu(s) + SO2(g) Reação de ustulação. Redução do cobre do Nox = +1 para Nox = zero. Um cilindro de volume V contém as espécies A e B em equilíbrio químico representado pela seguinte equação: A(g) →← 2B(g). Inicialmente, os números de mols de A e de B são respectivamente, iguais a nA1 e nB1. Realiza-se, então, uma expansão isotérmica do sistema até que o seu volume duplique (2V) de forma que os números de mols de A e de B passem a ser, respectivamente, nA2 e nB2. Demonstrando o seu raciocínio, apresente a expressão algébrica que relaciona o número final de mols de B (nB2) unicamente com nA1, nA2 e nB1. Equilíbrio: A(g) →← 2B(g) Kc = Situação 1 No equilíbrio temos: Substituindo no Kc: Ao se promover uma expansão isotérmica, a pressão interna diminui, o que faz o equilíbrio se deslocar para a direita e as novas quantidades de mols de A e B passam a ser nA2 e nB2 respectivamente. Kc nB V nA V nB V nA1 1 2 1 1 2 1 = = ⋅ ( ) [ ]B n V nB V = = 1 [ ]A n V nA V = = 1 nA1 nB1 V, T [ ] [ ] B A 2 Resolução Questão 28▼▼ Resolução 21ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Situação 2: No equilíbrio temos: Substituindo no Kc: Como a temperatura é mesma, Kc1 = Kc2. Kc1 = Kc2 Dois recipientes contêm soluções aquosas diluídas de estearato de sódio (CH3(CH2)16COONa). Em um deles é adicionada uma porção de n-octano e no outro, uma porção de glicose, ambos sob agitação. Faça um esque- ma mostrando as interações químicas entre as espécies presentes em cada um dos recipientes. O estearato de sódio, ao dissolver-se em água, sofre dissociação: H3C(CH2)16COONa(aq) → H3C(CH2)16COO–(aq) + Na+(aq) Recipiente I: n-octano + estearato de sódio Ocorrerão interações entre a parte apolar do estearato e o n-octano, chamadas de Dipolo-induzido, e ligações de hidrogênio entre a água e a parte aniônica do estearato. C O —— O– Na+ — O— H — H Resolução Questão 29▼▼ nB nB nA nA nB nA nA2 1 2 2 1 1 2 1 1 2 2 2 = = ⋅ ⋅ ⋅( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )nB V nA nB V nA nB nB nA nA 1 2 1 2 2 2 2 2 1 2 2 12 2⋅ = ⋅ = ⋅⇒ Kc nB V nA V nB V nA2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 = = ⋅ ( ) [ ]B n V nB V = = 2 2 [ ]A n V nA V = = 2 2 nA2 nB2 2V, T 22ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Recipiente II: glicose + estearato de sódio ocorrerá a formação de pontes de hidrogênio. Dois frascos, A e B, contêm soluções aquosas concentradas em HCl e NH3, respectivamente. Os frascos são mantidos aproximadamente a um metro de distância entre si, à mesma temperatura ambiente. Abertos os frascos, observa-se a formação de um aerossol branco entre os mesmos. Descreva o fenômeno e justifique por que o aerossol branco se forma em uma posição mais próxima a um dos frascos do que ao outro. Os frascos ao serem abertos liberaram NH3(g) e HCl(g). Esses gases, ao entrarem em contato, reagiram: NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) aerossol branco Este aerossol se forma na posição mais próxima ao frasco de HCl, pois a velocidade de difusão do NH3(g) é maior do que a do HCl(g). Resolução Questão 30▼▼ C O —— O– OH— — — OH O — — —OH OH OH O—— H H 23ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES Foi uma prova tradicional do ITA. As questões não foram criativas, nem contextualizadas e muitas delas exigiram conhecimentos não abordados no Ensino Médio. 24ITA/2007 ANGLO VESTIBULARES TTTNNNEEEMMM ÁÁÁ OOOOOOCCC IIIRRR
Compartilhar