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Questão 01. (Unicamp 2015) Hot pack e cold pack são dispositivos que permitem, respectivamente, aquecer ou resfriar objetos rapidamente e nas mais diversas situa- ções. Esses dispositivos geralmente contêm substâncias que sofrem algum processo quando eles são acionados. Dois processos bastante utilizados nesses dispositivos e suas respectivas energias estão esquematizados nas equa- ções 1 e 2 apresentadas a seguir. De acordo com a notação química, pode-se afir- mar que as equações 1 e 2 representam processos de a) dissolução, sendo a equação 1 para um hot pack e a equação 2 para um cold pack. b) dissolução, sendo a equação 1 para um cold pack e a equação 2 para um hot pack. c) diluição, sendo a equação 1 para um cold pack e a equação 2 para um hot pack. d) diluição, sendo a equação 1 para um hot pack e a equação 2 para um cold pack. Questão 02. (Ufg 2014) Na digestão, os alimen- tos são modificados quimicamente pelo organismo, trans- formando-se em moléculas que reagem no interior das células para que energia seja liberada. A equação química, não balanceada, a seguir representa a oxidação completa de um mol da substância tributirina, também conhecida como butirina, presente em certos alimentos. Considerando-se que toda a energia da reação este- ja disponível para a realização de trabalho mecânico, quantos mols de O2 são necessários para que uma pessoa levante uma caixa de 20,3 kg do chão até uma altura h = 2,0 m? Dados: g = 10 m/s2 a) b) c) d) e) Questão 03. (Ufg 2014) A butirina está presen- te na manteiga e é utilizada na produção de margarina. Suponha que nos processos metabólicos toda a energia liberada na oxidação da butirina seja convertida em calor. Nessa situação, quantos mols de butirina são necessários para aumentar de 2°C a temperatura corporal de um ho- mem de 101,5 kg e a que classe de moléculas pertence a butirina? Dados: a) 0,1 e lipídio. b) 0,4 e lipídio. c) 0,1 e proteína. d) 0,4 e proteína. e) 0,4 e carboidrato. Questão 04. (Uemg 2015) “Está chegando ao Brasil, o café “hot when you want” (em português, “quen- te quando você quiser”), da Nescafé, desenvolvido na Uni- versidade de Southampton, Inglaterra. Basta apertar um botão no fundo da lata, esperar três minutos e pronto! Café quentinho (a ) durante minutos! Mas, afinal, qual será a tecnologia de ponta do “hot when you want”? Apenas um compartimento no fundo da lata que contém, separadamente, a cal viva (a mesma do fogo grego!) e a água. Ao apertar o botão no fundo da lata, a placa que se- para essas duas substâncias se rompe e a reação começa. O calor desprendido na reação é então aproveitado para aquecer o café na parte superior da lata. Simples, mas ge- nial!” A reação e a energia envolvidas estão descritas na equação abaixo: 13 TERMOQUÍMICA EXERCÍCIOS TURMA MEDICINA - L ISTA 24 FQ MEDICINA - MÓDULO 03 Considere que são necessários 0,3 Kcal de energia para se elevar em 1ºC a temperatura de 300 mL de água contida numa latinha de café “hot when you want” e que toda energia liberada seja utilizada para aquecer a bebida. Qual a massa aproximada de óxido de cálcio CaO que será utilizada na reação para que a temperatura da bebida passe de 20ºC para 60ºC? a) 33 g b) 0,014 g c) 12 g d) 0,82 g Questão 05. (Uerj 2015) A decomposição térmi- ca do carbonato de cálcio tem como produtos o óxido de cálcio e o dióxido de carbono. Na tabela a seguir, estão relacionados os períodos de quatro elementos químicos do grupo 2 da tabela de classificação periódica e a ental- pia-padrão de decomposição do carbonato corresponden- te a cada um desses elementos. A energia, em quilojoules, necessária para a obten- ção de 280 g de óxido de cálcio a partir de seu respectivo carbonato é igual a: a) 500 b) 900 c) 1100 d) 1300 Questão 06. (Ufrgs 2015) A reação de cloração do metano, em presença de luz, é mostrada abaixo. Considere os dados de energia das ligações abaixo. A energia da ligação C - Cl no composto CH3Cl é: a) b) c) d) e) Questão 07. (Fuvest 2015) A dieta de jogado- res de futebol deve fornecer energia suficiente para um bom desempenho. Essa dieta deve conter principalmente carboidratos e pouca gordura. A glicose proveniente dos carboidratos é armazenada sob a forma do polímero glico- gênio, que é uma reserva de energia para o atleta. Certos lipídios, contidos nos alimentos, são deriva- dos do glicerol e também fornecem energia. a) Durante a respiração celular, tanto a glicose quanto os ácidos graxos provenientes do lipídio derivado do glicerol são transformados em e Em qual des- tes casos deverá haver maior consumo de oxigênio: na transformação de 1 mol de glicose ou na transformação de do ácido graxo proveniente do lipídio cuja fórmula estrutural é mostrada acima? Explique. Durante o período de preparação para a Copa de 2014, um jogador de futebol recebeu, a cada dia, uma die- ta contendo de carboidrato e de gordura. Du- rante esse período, o jogador participou de um treino por dia. b) Calcule a energia consumida por km percorrido em um treino considerando que a energia neces- 14 sária para essa atividade corresponde a da energia pro- veniente da dieta ingerida em um dia. Dados: Energia por componente dos alimentos: Carboidrato ....... Gordura ............. Distância média percorrida por um jogador: Questão 08. (Ufes 2015) A amônia está entre as cinco substâncias mais produzidas no mundo, em de- corrência da variedade de aplicações que possui, com des- taque para seu uso como fertilizante na agricultura ou, ainda, para seu uso na fabricação de explosivos. Essa subs- tância é sintetizada em escala industrial pelo processo Ha- ber-Bosch, empregando-se, para isso, temperaturas e pres- sões elevadíssimas, além de catalisadores sólidos. A sínte- se da amônia é representada de acordo com a seguinte equação química: Dados: a) Com base nas entalpias padrões de formações fornecidas, calcule a entalpia padrão de reação para a sín- tese da amônia e identifique o processo como exotérmico ou endotérmico. b) A partir da reação de dissolução do gás amônia em água, representada a seguir, identifique, entre os com- postos (moléculas ou íons), quais apresentam caráter áci- do: c) Apresente as estruturas de Lewis para e d) Determine a constante de equilíbrio para a rea- ção de síntese da amônia em uma mistura de gases que contenha as seguintes pressões parciais: de de e de Questão 09. (Pucpr 2015) Um automóvel cujo consumo de etanol é de de combustível roda em torno de por semana. O calor liberado pela com- bustão completa do etanol consumido em um período de semanas é de, aproximadamente: Dados: Calor de formação a) b) c) d) e) Questão 10. (Ufpr 2015) A reação de termita, esquematizada, é uma importante reação fortemente exo- térmica, explorada nas mais diversas aplicações, desde experimentos didáticos à utilização como solda em gran- des peças metálicas. a) Ao misturar os reagentes dessa reação, qual a massa necessária de alumínio para reagir de b) Calcule a variação de energia livre da reação de termita a Dados: Questão 11. (Ufpr 2015) A análise dos dados termodinâmicos de reações permite a previsão da esponta- neidade. Na tabela a seguir estão apresentados os dados termodinâmicos de duas reações químicas. A partir dos dados apresentados, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) A diminuição da temperatura desfavorece a espontaneidade da reação (i). 15 ( ) O aumento da temperatura favorece a espon- taneidade da reação (ii). ( ) Na temperatura de a reação (i) será espontânea. ( ) Na temperatura de a reação (ii) será espontânea. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – V – V – F. b) V – F – V – F. c) F – V – F – V.d) F – V – V – F. e) V – F – F – V. Questão 12. (Unicamp 2015) Um artigo cientí- fico recente relata um processo de produção de gás hidro- gênio e dióxido de carbono a partir de metanol e água. Uma vantagem dessa descoberta é que o hidrogênio pode- ria assim ser gerado em um carro e ali consumido na quei- ma com oxigênio. Dois possíveis processos de uso do meta- nol como combustível num carro – combustão direta ou geração e queima do hidrogênio – podem ser equaciona- dos conforme o esquema abaixo: De acordo com essas equações, o processo de gera- ção e queima de hidrogênio apresentaria uma variação de energia a) diferente do que ocorre na combustão direta do metanol, já que as equações globais desses dois processos são diferentes. b) igual à da combustão direta do metanol, apesar de as equações químicas globais desses dois processos se- rem diferentes. c) diferente do que ocorre na combustão direta do metanol, mesmo considerando que as equações químicas globais desses dois processos sejam iguais. d) igual à da combustão direta do metanol, já que as equações químicas globais desses dois processos são iguais. Questão 13. (Uel 2015) Um dos maiores proble- mas do homem, desde os tempos pré-históricos, é encon- trar uma maneira de obter energia para aquecê-lo nos ri- gores do inverno, acionar e desenvolver seus artefatos, transportá-lo de um canto a outro e para a manutenção de sua vida e lazer. A reação de combustão é uma maneira simples de se obter energia na forma de calor. Sobre a ob- tenção de calor, considere as equações a seguir. Assinale a alternativa que apresenta, corretamen- te, o valor do calor de combustão do metano na equação a seguir. a) b) c) d) e) Questão 14. (Uerj 2015) Considere os seguintes valores das entalpias-padrão da síntese do a partir dos mesmos regentes no estado gasoso. Calcule a entalpia-padrão, em de vapori- zação do e nomeie duas mudanças de estado físico dessa substância que sejam exotérmicas. 16 Resposta da questão 01: [B] Teremos dissoluções: Resposta da questão 02: [C] A energia potencial envolvida no ato de uma pessoa levantar uma caixa de 20,3 kg do chão até uma altura de 2,0 m pode ser calcu- lada da seguinte maneira: Resposta da questão 03: [A] [Resposta do ponto de vista da disciplina de Física] Dados: Calculando a quantidade de calor necessária para o aqueci- mento: C15H26O6: - não pode ser proteína por não apresentar nitrogênio na fórmula; - não pode ser carboidrato por não apresentar fórmula míni- ma Cn(H2O)m ou segundo a biologia (CH2O)m; - os lipídios do tipo glicerídios são ésteres derivados de áci- do graxo e glicerol. Cada grupo éster tem dois átomos de O, logo o composto dado é um triéster. Se for usado na fabricação de margari- na deve ser um óleo (cadeia predominantemente insaturada) Industrialmente, a fabricação de margarina é feita pela hidro- genação catalítica de óleos. [Resposta do ponto de vista da disciplina de Quími- ca] A quantidade de calor necessária para o aquecimento depen- de da massa e da variação de temperatura de acordo com a expressão matemática então: Conclusão: 0,1 mol de butirina são necessários para aumen- tar de 2°C a temperatura corporal de um homem de 101,5 kg. Como a butirina está presente na manteiga e é utilizada na produção de margarina, conclui-se é um lipídio. Resposta da questão 04: [A] 17 GABARITO L ISTA 24 FÍS ICO QUÍMICA - MÓDULO 03 Resposta da questão 05: [B] Teremos: Resposta da questão 06: [E] Resposta da questão 07: a) Para 1 mol de glicose, vem: Para 1 mol do ácido graxo derivado do lipídio, vem: Conclusão: haverá maior consumo de oxigênio no caso do ácido graxo proveniente do lipídio. b) Um jogador de futebol recebeu, a cada dia, uma dieta con- tendo de carboidrato e de gordura, então: Cálculo da energia consumida por km percorrido em um treino considerando que a energia necessária para essa atividade corresponde a da energia total: Distância média percorrida por um jogador: ou seja 5 km, então: Resposta da questão 08: a) Teremos: b) Teremos: Caráter ácido: c) Estruturas de Lewis: w d) Constante de equilíbrio: 18 Resposta da questão 09: [C] Resposta da questão 10: a) Teremos: b) A partir da tabela fornecida deve-se acertar as etapas in- termediárias para chegar-se à global. Somando as etapas, teremos: Resposta da questão 11: [D] Análise das afirmativas: (Falsa) A diminuição da temperatura favorece a espontanei- dade da reação (i), pois se verifica uma diminuição do valor da ener- gia livre de Gibbs . (Verdadeira) O aumento da temperatura favorece a esponta- neidade da reação (ii), pois a variação da energia livre de Gibbs dimi- nui. (Verdadeira) Na temperatura de a reação (i) será espontânea. Teremos: (Falsa) Na temperatura de a reação (ii) será espon- tânea. Teremos: Resposta da questão 12: [D] O processo de geração e queima de hidrogênio apresentaria uma variação de energia igual à da combustão direta do metanol, já que as equações químicas globais desses dois processos são iguais (Lei de Hess). 19 Resposta da questão 13: [A] De acordo com a Lei de Hess, a variação de entalpia final corresponde ao somatório das variações de entalpias das reações in- termediárias, assim teremos: Resposta da questão 14: Cálculo da entalpia-padrão, em de vaporização do Mudanças de estado exotérmicas (ocorre liberação de ener- gia): solidificação (líquido sólido) e liquefação (gasoso líqui- do). 20