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CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS 1. (GI - ifsul 2016) Células a combustível de hidrogênio-oxigênio são usadas no ônibus espacial para fornecer eletricidade e água potável para o suporte da vida. Sabendo que a reação da célula ocorre conforme reação não balanceada H2(g) + O2(g) -> H2O, qual é o número de mols de água formado na reação de 0,25 mol de oxigênio gasoso com hidrogênio suficiente? a) 0,25 mol b) 0,5 mol. c) 0,75 mol. d) 1 mol. 2. (Ebmsp 2016) Segundo especialistas, em situações estressantes no convívio familiar, no trabalho, no trânsito ou na escola respirar profundamente oxigena as células cerebrais e ajuda a tranquilizar o indivíduo. O oxigênio absorvido na respiração é utilizado na oxidação controlada de glicose para a obtenção da energia necessária ao funcionamento da célula, processo representado de maneira simplificada pela equação química, C6H12O6(aq) +6 O2(g) -+6 CO2 (g) + 6H2O + energia Considerando essas informações e admitindo que o oxigênio se comporta como um gás ideal, determine o volume de oxigênio necessário para a oxidação completa de 3,6 g de glicose, a 27 oc e 1 atm, destacando as etapas dos cálculos. 3. (GI - ifce 2016) Dada a reação não balanceada H2 + 02 -> H20, é correto afirmar-se que a massa de água produzida na queima de 40 kg de hidrogênio e a massa de oxigênio consumidos na reação são, respectivamente, (Dados: H=1, O=16) a) 320 kg e 360 kg. b) 360 kg e 320 kg c) 360 kg e 80 kg. d) 320 kg e 80 kg. e) 160 kg e 80kg. 4. (GI - ifsul 2015) O gás metano (CH4) pode ser produzido em aterros sanitários através de uma decomposição anaeróbia da matéria orgânica. Qual o volume ocupado por 2 kg de gás metano nas condições normais de temperatura e pressão? a) 700 L b) 1400 L c) 2800 L d) 5600 L 5. (Unisc 2013) O GNV (Gás Natural Veicular) é composto principalmente de metano. A reação de combustão do metano pode ser descrita como Na combustão de 160 g de metano a) são consumidos 640 L de oxigênio nas CNTP. b) são formados 36 g de água. c) são formados 440 g de CO2 d) são liberados na atmosfera 44 litros de C02 e) a massa total de produtos formados será de 224 g. 6. (GI - ifsul 2015) O Óxido de lítio pode ser preparado segundo a reação expressa pela seguinte equação química: Qual será a quantidade de Li20 produzida em gramas partindo-se de 14 g de lítio sólido? a) 30 b) 20 c) 16 d) 10 7. (Acafe 2014) No jornal Folha de São Paulo, de 01 de novembro de 2013, foi publicada uma reportagem sobre uma Universidade paulista que foi construída sobre terra que contém lixo orgânico "[...] Com o passar do tempo, esse material começa a emitir gás metano, que é tóxico e explosivo [...]" Quantos litros de 02(g) a 1,00 atm e 27ºC são necessários para reagir em uma reação de combustão completa com 40g de gás metano? Dado: Constante universal dos gases R:0,082 atm L mol K C: 12 g/mol, H: 1 g/mol a) 123L b) 61,5L c) 24,6 L d) 49,2 L 8. (Acafe 2014) No jornal Folha de São Paulo, de 14 de junho de 2013, foi publicada uma reportagem sobre o ataque com armas químicas na Síria "[...] O gás sarin é inodoro e invisível. Além da inalação, o simples contato com a pele deste gás organofosforado afeta o sistema nervoso e provoca a morte por parada cardiorrespiratória. A dose letal para um adulto é de meio miligrama. [...]" Baseado nas informações fornecidas e nos conceitos químicos, quantas moléculas aproximadamente existem em uma dose letal de gás sarin aproximadamente? Dado: Considere que a massa molar do gás sarin seja 140 g/mol. Constante de Avogadro: 6 • 1023 entidades. a) 1,68x1026 moléculas. b) 3,00x1023 moléculas. c) 2,14x1021 moléculas. d) 2,14x1018 moléculas. 9. (Ifsp 2013) O metal manganês, empregado na obtenção de ligas metálicas, pode ser obtido no estado líquido, a partir do mineral pirolusita, Mn02, pela reação representada por: Considerando que o rendimento da reação seja de 100%, a massa de alumínio, em quilogramas, que deve reagir completamente para a obtenção de 165 kg de manganês, é Massas molares em g/mol: Al: 27; Mn: 55; O = 16. a) 54. b) 108. c) 192. d) 221. e) 310. 10. (Ufrgs 2012) Um experimento clássico em aulas práticas de Química consiste em mergulhar pastilhas de zinco em solução de ácido clorídrico. Através desse procedimento, pode-se observar a formação de pequenas bolhas, devido à liberação de hidrogênio gasoso, conforme representado na reação ajustada abaixo. Zn+2 HCl -> ZnCl2 +H2 Ao realizar esse experimento, um aluno submeteu 2 g de pastilhas de zinco a um tratamento com ácido clorídrico em excesso. Com base nesses dados, é correto afirmar que, no experimento realizado pelo aluno, as bolhas formadas liberaram uma quantidade de gás hidrogênio de, aproximadamente, a) 0,01 mols. b) 0,02 mols. c) 0,03 mols. d) 0,06 mols. e) 0,10 mols. 11. (Ucs 2012) Os camelos armazenam em suas corcovas gordura sob a forma de triestearina (C57H11006). Quando essa gordura é metabolizada, ela serve como fonte de energia e água para o animal. Esse processo pode ser simplificadamente representado pela seguinte equação química balanceada: 2C57H11006 (s) + 163 O2(g) • 114 CO2 + 110 H2O A massa de água que pode ser obtida a partir da metabolização de 1 mol de triestearina é de Dado: Considere que o rendimento da reação seja de 100%. a) 55g. b) 110g. c) 890g. d) 990g. e) 1kg. 12. (GI - itba 2017) Os gases butano e propano são os principais componentes do gás de cozinha (GLP - Gás Liquefeito de Petróleo). A combustão do butano (C4H10) correspondente a equação: H10+O2 —>+ CO2 + H2O + Energia Se a velocidade da reaçajo for 0,1 mols butano-minuto qual a massa de C02 produzida em 1 hora? a) 1.056 g b) 176g c) 17,6 g d) 132g e) 26,4 g 13. (Pucrs 2016) A pólvora é considerada a primeira mistura explosiva, usada na China, na Arábia e na Índia. Há textos chineses antigos que a denominam '"substância química do fogo", mesmo sendo uma mistura de nitrato de potássio, carvão e enxofre. A combustão da pólvora pode ser representada pela seguinte equação: 4 KNO3 + 7C + S ➔ 3CO3 + 2N2 + K2CO3 + K2S O que caracteriza a explosão é o súbito aumento de volume, com grande liberação de energia. Nas CNTP, 520 g de pólvora produzem, por explosão, a) 134,41 de gás carbônico. b) 28,0 g de nitrogênio gasoso. c) 10,0 mols de substâncias gasosas. d) 179,2 C de substâncias no estado gasoso. e) 7,0 mols de substâncias gasosas oxigenadas. 14. (Pucpr 2016) O airbag é um equipamento de segurança na forma de bolsas infláveis que protege os ocupantes de veículos em caso de acidente e tem como princípio fundamental reações químicas. Esse dispositivo é constituído de pastilhas contendo azida de sódio e nitrato de potássio, que são acionadas quando a unidade de controle eletrônico envia um sinal elétrico para o ignitor do gerador de gás. A reação de decomposição da azida de sódio (NaN3 ) ocorre a 300 oc e é instantânea, mais rápida que um piscar de olhos, cerca de 20 milésimos de segundo, e desencadeia a formação de sódio metálico e nitrogênio molecular, que rapidamente inflam o balão do airbag. O nitrogênio formado na reação é um gás inerte, não traz nenhum dano à saúde, mas o sódio metálico é indesejável. Como é muito reativo, acaba se combinandocom o nitrato de potássio, formando mais nitrogênio gasoso e óxidos de sódio e potássio, segundo as reações a seguir: NaN3 ➔ Na+N2 Na + KNO3 ➔ K2O + Na2O + N2 Considerando uma pastilha de 150 g de azida de sódio com 90% de pureza, o volume aproximado de gás nitrogênio produzido nas condições ambientes é de: Dados: Volume molar de gás nas condições ambientes = 25 I mol e massa molar do NaN3 = 65 g/mol. a) 60L. b) 75L. c) 79L. d) 83L. e) 90L. 15. (Mackenzie 2016) A reação entre o ferro e a solução de ácido clorídrico pode ser equacionada, sem o acerto dos coeficientes estequiométricos, por Fe(s) + HCl(aq) ➔ FeCl2(aq) + H2(g) Em uma análise no laboratório, após essa reação, foram obtidos 0,002 mol de Fec 2. Considerando-se que o rendimento do processo seja de 80%, pode-se afirmar que reagiram Dados: massas molares (g•mol 1 ) H: 1, Cl: 35,5 , Fe: 56 a) 5,600 x 10 -2 g de ferro. b) 1,460 x 10 -1g de ácido clorídrico. c) 1,680 x 10 -1g de ferro. d) 1,825 x 10 -1g de ácido clorídrico. e) 1,960 x 10 -1g de ferro. 16. (Ueg 2016) O ácido nítrico, em excesso, reagiu com 200 g de cobre metálico puro conforme a equação química a seguir. Cu(s) + 4HNO3(aq) ➔ Cu(No3)2(aq) + 2NO2(g) + 2H2O(l) Nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), o volume produzido de N02(g), em litros, é de aproximadamente: Dado: Cu = 63,5. a) 35 b) 45 c) 70 d) 100 e) 141 17. (Gl - ifsul 2016) Quando o ácido clorídrico, conhecido popularmente como ácido muriático, entra em contato com objetos de ferro, ocorre uma reação de simples troca. Nesse caso, forma-se hidrogênio gasoso e cloreto de ferro II, conforme reação abaixo. HCl(aq) + Fe(s) ➔ H2(g) + FeCl2(aq) A quantidade de ácido muriático, em gramas, necessária para produção de 56 L de H2, nas CNTP, é aproximadamente igual a a) 56 b) 91 c) 182 d) 238 18. (Pucmg 2016) O sulfato de zinco pode ser obtido por meio da reação exotérmica entre óxido de zinco e o ácido sulfúrico concentrado. A equação química dessa reação está apresentada abaixo. ZnO(aq) + H2SO4(l) ➔ ZnSO4((aq) + H2O(l) Reagindo-se 100 kg de óxido de zinco com 50 kg de ácido sulfúrico concentrado e considerando-se um rendimento de 100%, a massa de sulfato de zinco produzida será aproximadamente: Dados: Zn:65; O: 16; H: 1; S; 32. a) 150 kg b) 82,3 kg c) 41,5 kg d) 50 kg 19. (Upe-ssa 2 2016) Clorato de potássio é usado nos sistemas de fornecimento de oxigênio em aeronaves, o que pode tornar-se perigoso, caso não seja bem planejado o seu uso. Investigações sugeriram que um incêndio na estação espacial MIR ocorreu por causa de condições inadequadas de armazenamento dessa substância. A reação para liberação de oxigênio é dada pela seguinte equação química: 2KClO3(s) ➔ 2KCl(s) + 3O2 (s) Qual o volume aproximado, em litros, de oxigênio produzido na MIR, a partir da utilização de 980 g do clorato de potássio nas CNTP? Dados: Massas molares O: 16 g/mol; Cl: 35,5 g/mol; K: 39 g/mol; Volume molar CNTP = 22,4 L/mol a) 600L b) 532L c) 380 L d) 268 L e) 134 20. (Uepg 2016) Em uma reação foram misturados 11,70 g de cloreto de sódio e 27,20 g de nitrato de prata, ambos em solução aquosa, de acordo com a reação abaixo. Sobre a reação, assinale o que for correto. Dados: N: 14 g/mol; O: 16 g/mol; Na: 23 g/mol; Cl:= 35,5 g/mol; Ag: 108 g/mol 01) O reagente em excesso nesta reação é o NaCl. 02) Esta reação envolve a transferência de elétrons. 04) A massa do reagente em excesso é 15,50 g 08) Esta é uma reação de dupla troca. 16) A massa do precipitado de AgCl formado é aproximadamente 23,0 g. 21. (Gl - ifce 2016) Com base nas Leis de Lavoisier e de Proust, determine os valores de a, b, C, d e e, respectivamente, observando os experimentos realizados para a reação a seguir. a) 3,0; 56,0; 68,0; 68,0; 1,0. b) 6,0; 34,0; 48,0; 69,0; 0,0. c) 3,0; 14,0; 17,0; 69,0; 0,0. d) 6,0; 56,0; 68,0; 68,0; 1,0. e) 6,0; 34,0 69,0; 69,0; 1,0. 22. (Mackenzie 2015) A reação de ustulação da pirita (FeS2) pode ser representada pela equação a seguir: 4 FeS2(s) +11 O2(g) ➔Fe2O3(s) + 8SO2 Considerando que o processo de ustulação ocorra nas CNTP, é correto afirmar que o volume de S02 produzido na reação de 600 g de pirita que apresente 50% de pureza é de Dados: massa molar (g • moc-l) FeS2: 120 a) 56,0 L. b) 112,0 L. c) 168,0 L. d) 224,0 L. e) 280,0 L. N2 +3H2 ➔ 2NH3 EXPERIMENTO NITROGÊNIO HIDROGÊNIO AMÔNIA EXCESSO I 28,0 g a 34,0 g 0,0 II b 12,0 g c 0,0 III 57,0 g 12,0 g d e 23. (Ufrgs 2015) Nas tecnologias de energias renováveis, estudos têm sido realizados com tintas fotovoltaicas contendo nanopartículas de dióxido de titânio, TiO2. Essas tintas são capazes de transformar a energia luminosa em energia elétrica. O dióxido de titânio natural pode ser obtido da ilmenita, um óxido natural de ferro e titânio minerado a partir das areias de praia. A reação de obtenção do dióxido de titânio, a partir da ilmenita, é representada pela reação abaixo já ajustada. 2FeTiO3 +4HCl + Cl2 ➔ FeCl3 +2TiO2 + 2H2O A massa de dióxido de titânio que pode ser obtida, a partir de uma tonelada de areia bruta com 5% de ilmenita, é, aproximadamente, (Dados: TiO2: 80g.mol e FeTiO3: 152g.mol) a) 16 Kg b) 26,3 Kg c) 52,6 kg d) 105,2 kg e) 210,4 kg 24. (Pucmg 2015) A liga de estanho e chumbo (Sn — Pb) é empregada como solda metálica. Para a obtenção de estanho, é necessário extraí-lo da natureza. Uma fonte natural de estanho é o minério cassiterita. A equação química de redução da cassiterita, não balanceada, a estanho metálico é apresentada abaixo. SnO2(s) + C(s) ➔ Sn(s) + CO(g) Reagindo-se 50 kg de carbono com 25 kg de minério cassiterita (100% de pureza) e considerando-se um rendimento de 100%, a massa de estanho produzida será aproximadamente: a) I2,5 kg b) 19,7 kg c) 25 kg d) 50 kg 25. (Enem PPL 2015) O cobre presente nos fios elétricos e instrumentos musicais é obtido a partir da ustulação do minério calcosita (Cu2S). Durante esse processo, ocorre o aquecimento desse sulfeto na presença de oxigênio, de forma que o cobre fique '"livre" e o enxofre se combine com o O2 produzindo SO2, conforme a equação química: As massas molares dos elementos Cu e S são, respectivamente, iguais a 63,5 g/mol e 32 g/mol. Considerando que se queira obter 16 mols do metal em uma reação cujo rendimento é de 80%, a massa, em gramas, do minério necessária para obtenção do cobre é igual a a) 955. b) 1.018. c) 1.590. d) 2.035. e) 3.180. 26. (Enem 2014) Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1). Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 2 CaSO3(s) + O2(g)➔ 2 CaSO4(s) As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12g / mol, 16g/ mol, 32g I mol e 40g I mol, respectivamente. Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de a) 64. b) 108. c) 122. d) 136. e) 245. 27. (Enem 2012) No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de C02 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de C02 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hambúrguer ecológico? É prajá! Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado). Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,0 kg. d) 1,3 kg. e) 3,0 kg. 28. (Enem 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas: 2 ZnS + 3 O2 ➔ 2 ZnO + 2 SO2 ZnO + CO ➔ ZN + CO2 Considere massas molares: ZnS: 97 g/mol; O2: 32 g/mol; ZnO: 81 g/mol; SO2: 64 g/mol; CO: 28 g/mol; CO2: 44 g/mol; Zn: 65 g/mol. Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita? a) 25 b) 33 c) 40 d) 50 e) 54 29. (Enem PPL 2014) O cobre, muito utilizado em fios da rede elétrica e com considerável valor de mercado, pode ser encontrado na natureza na forma de calcocita, Cu2S(s), de massa molar 159g/mol. Por meio da reação Cu2S(s) + O2(g) ➔ 2Cu(s)+ SO2(g), é possível obtê-lo na forma metálica. A quantidade de matéria de cobre metálico produzida a partir de uma tonelada de calcocita com 7,95% (m/m) de pureza é a) 1,0 x 103 mol. b) 5,0 x 102 mol. c) 1,0 x 100 mol. d) 5,0 x 10-1 mol. e) 4,0 x 10-3 mol. GABARITO 1 B 16 E 2 2,95 17 C 3 B 18 B 4 C 19 D 5 C 20 25 6 A 21 D 7 A 22 B 8 D 23 B 9 B 24 B 10 C 25 C 11 D 26 C 12 A 27 B 13 D 28 C 14 D 29 A 15 D