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1 1. (Upf 2016) Um gás desconhecido foi obtido de uma reação química e foi coletado em um frasco próprio para gases. A massa inicial do frasco com o gás coletado foi de 34,867 g. Foi elaborado um sistema de medição do volume desse gás em água, de acordo com a figura abaixo. Após deslocar um volume de 3224 cm de água da proveta, é realizada uma nova medição da massa do frasco, encontrando-se uma massa de 34,227 g. Considerando que o gás segue o modelo de gás ideal, assinale a alternativa que representa o gás da reação química. Dados: 1mol de gás ideal 22,4 L. a) Hidrogênio. b) Carbônico. c) Sulfídrico (SO2). d) Pentano (C5H12). e) Hélio. 2. (Unicamp 2016) De modo simplificado, pode-se dizer que o parâmetro 2VO máximo representa a capacidade orgânica máxima de um indivíduo absorver, transportar e utilizar o oxigênio do ar atmosférico para a produção de energia via aeróbia. Esse parâmetro pode ser informado para um indivíduo como um todo 2(mL O min) ou por massa corporal 2(mL O kg min). O gráfico a seguir mostra valores médios de 2VO máximo para várias faixas etárias, para homens (H) e mulheres (M), ativos (A) e sedentários (S). As faixas etárias são: 1 (15 a 24 anos), 2 (25 a 34 anos), 3 (35 a 44 anos), 4 (45 a 54 anos), 5 (55 a 64 anos) e 6 (65 a 74 anos). a) Na maioria das competições esportivas, homens e mulheres são separados por se considerar que eles não competiriam em igualdade. No entanto, de acordo com as informações fornecidas, existiria alguma condição em que homens e mulheres teriam mesma capacidade orgânica máxima de absorver, transportar e utilizar o oxigênio do ar atmosférico, por massa corporal, para a produção da energia via aeróbia? Justifique. b) Considere uma mulher ativa, que pesa 58 kg e que se encontra na faixa etária 4. De acordo com a figura, se essa mulher se exercitar em seu 2VO máximo, ao final de uma hora quantos gramas de gás oxigênio ela terá utilizado? Considere o volume molar do oxigênio igual a 125 L mol . 3. (Pucpr 2016) A atmosfera é uma camada de gases que envolve a terra, sua composição em volume é basicamente feita de gás nitrogênio (78%), gás oxigênio (21%) e 1% de outros gases, e a pressão atmosférica ao nível do mar é de aproximadamente 100000 Pa. A altitude altera a composição do ar, diminui a concentração de oxigênio, tornando-o menos denso, com mais espaços vazios entre as moléculas; consequentemente, a pressão atmosférica diminui. Essa alteração na quantidade de oxigênio dificulta a respiração, caracterizando o estado clínico conhecido como hipóxia, que causa náuseas, dor de cabeça, fadiga muscular e mental, entre outros sintomas. Em La Paz, na Bolívia, capital mais alta do mundo, situada a 3600 metros acima do nível do mar, a pressão atmosférica é cerca de 60000 Pa e o teor de oxigênio no ar atmosférico é cerca de 40% menor que ao nível do mar. Os 700.000 habitantes dessa região estão acostumados ao ar rarefeito da Cordilheira dos Andes e comumente mascam folhas de coca para atenuar os efeitos da altitude. Em La Paz, a pressão parcial do gás oxigênio, em volume, é aproximadamente de: a) 10200 Pa. b) 12600 Pa. c) 16000 Pa. d) 20000 Pa. e) 24000 Pa. 4. (Uece 2016) Em alguns casos, há necessidade de coletar-se o produto de uma reação sob a água para evitar que ele escape e misture-se com o ar atmosférico. Uma amostra de 500 mL de oxigênio foi coletada sob a água a 23 C e pressão de 1atm. Sabendo-se que a pressão de vapor da água a 23 C é 0,028 atm, o volume que o 2O seco ocupará naquelas condições de temperatura e pressão será a) 243,0 mL. b) 486,0 mL. c) 364,5 mL. d) 729,0 mL. 5. (Uece 2016) Uma amostra de gás causador de chuva ácida, com massa de 4,80 g, ocupa um volume de 1 litro quando submetido a uma pressão de 1,5 atm e a uma temperatura de 27 C. Esse gás é o a) dióxido de enxofre. b) trióxido de enxofre. c) óxido nítrico. d) dióxido de nitrogênio. 6. (Cftmg 2016) Imagine que um tubo de ensaio preenchido com um gás tenha uma de suas extremidades conectada a um balão de borracha vazio que se expande após o aquecimento do tubo. Além disso, considere que as moléculas do gás são representadas por esferas pretas, evidenciadas abaixo: Exercícios de Química – Gases Prof.ª Ana Paula 2 A figura que esquematiza o comportamento das moléculas do gás após o aquecimento é a) b) c) d) 7. (Ita 2016) Uma amostra de 4,4 g de um gás ocupa um volume de 3,1L a 10 C e 566 mmHg. Assinale a alternativa que apresenta a razão entre as massas específicas deste gás e a do hidrogênio gasoso nas mesmas condições de pressão e temperatura. a) 2,2 b) 4,4 c) 10 d) 22 e) 44 8. (Uern 2015) Os refrigerantes são formados por uma mistura de água, gás carbônico e algum tipo de xarope, que dá a cor e o gosto da bebida. Mas essas três coisas não são combinadas de uma vez – primeiro, os fabricantes juntam a água e o gás, em um aparelho chamado carbonizador. Quando esses dois ingredientes se misturam, a água dissolve o 2CO , dando origem a uma terceira substância, o ácido carbônico, que tem forma líquida. Depois, acrescenta- se o xarope a esse ácido. O último passo é inserir uma dose extra de 2CO dentro da embalagem para aumentar a pressão interna e conservar a bebida. (Disponível em: http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-se-coloca- o-gas-nos-refrigerantes.) Com relação ao gás dos refrigerantes, é correto afirmar que a) diminui, se aumentar a pressão. b) está completamente dissolvido no líquido. c) escapa mais facilmente do refrigerante quente. d) escapa mais facilmente do refrigerante gelado. 9. (Ueg 2015) Uma massa de 708 g de um alcano foi armazenada em um recipiente de volume igual a 30 L e exerce uma pressão de 10 atm quando a temperatura é igual a 27 C. Dado: 1 1R 0,082 atm L Mol K De acordo com os dados apresentados, o composto contido no recipiente é o a) etano (C2H6) b) butano (C4H10) c) metano (CH4) d) propano (C3H8) 10. (Uece 2015) Considere uma mistura dos gases nitrogênio, oxigênio e dióxido de carbono. Conhecem- se as pressões parciais do nitrogênio (0,40 atm), do oxigênio (0,20 atm) e a pressão total da mistura (0,80 atm). Quando a massa de nitrogênio for 7 g, a massa do oxigênio será a) 2,0 g. b) 4,0 g. c) 6,0 g. d) 8,0 g. 11. (Pucrj 2015) Assumindo que uma amostra de gás oxigênio puro, encerrada em um frasco, se comporta idealmente, o valor mais próximo da densidade, em 1gL , desse gás a 273 K e 1,0 atm é: Considere: 1 1R 0,082 atm L mol K 1 2M(O ) 32 g mol a) 1,0 b) 1,2 c) 1,4 d) 1,6 e) 1,8 12. (Fuvest 2014) A tabela abaixo apresenta informações sobre cinco gases contidos em recipientes separados e selados. Qual recipiente contém a mesma quantidade de átomos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm e 273 K? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 13. (Ufg 2013) Uma lata de refrigerante tem o volume total de 350 mL. Essa lata está aberta e contém somente o ar atmosférico, e é colocada dentro de um forno a 100°C. Após a lata atingir essa temperatura, ela é fechada. A seguir, tem sua temperatura reduzida a 25°C. Com o decréscimo da temperatura, ocorre uma redução da pressão interna da lata que levará a uma implosão. Ante o exposto, calcule a pressão no interior da lata no momento imediatamente anterior à implosão e o volume final após a implosão. 14. (Fuvest 2014) O rótulo de uma lata de desodorante em aerosol apresenta, entre outras, as seguintes informações: “Propelente:gás butano. Recipi ente Gás Temperatura (K) Pressão (atm) Volume (l) 1 O3 273 1 22,4 2 Ne 273 2 22,4 3 He 273 4 22,4 4 N2 273 1 22,4 5 Ar 273 1 22,4 3 Mantenha longe do fogo”. A principal razão dessa advertência é: a) O aumento da temperatura faz aumentar a pressão do gás no interior da lata, o que pode causar uma explosão. b) A lata é feita de alumínio, que, pelo aquecimento, pode reagir com o oxigênio do ar. c) O aquecimento provoca o aumento do volume da lata, com a consequente condensação do gás em seu interior. d) O aumento da temperatura provoca a polimerização do gás butano, inutilizando o produto. e) A lata pode se derreter e reagir com as substâncias contidas em seu interior, inutilizando o produto. 15. (Fgv 2014) Créditos de carbono são certificações dadas a empresas, indústrias e países que conseguem reduzir a emissão de gases poluentes na atmosfera. Cada tonelada de CO2 não emitida ou retirada da atmosfera equivale a um crédito de carbono. (http://www.brasil.gov.br/meio-ambiente/2012/04/credito-carbono. Adaptado) Utilizando-se 1 1R 0,082 atm L mol K , a quantidade de CO2 equivalente a 1 (um) crédito de carbono, quando coletado a 1,00 atm e 300 K, ocupa um volume aproximado, em m3, igual a Dados: C = 12; O = 16. a) 100. b) 200. c) 400. d) 600. e) 800. 16. (Uem 2014) Considere uma mistura gasosa formada por 8 g de H2 e 32 g de O2 que exerce uma pressão total igual a 50 kPa em um recipiente de 40 litros e assinale o que for correto. 01) A fração, em mols, de hidrogênio é 0,8. 02) A pressão parcial do oxigênio é 10 kPa. 04) O volume parcial do hidrogênio é 32 litros. 08) A porcentagem, em volume, do oxigênio é 20 %. 16) A pressão parcial do hidrogênio é 45 kPa. 17. (Ufg 2014) Em um ambiente climatizado a 20°C, haviam balões de enfeite para uma festa, com volumes de 3, 5 e 10 litros, preenchidos com nitrogênio. Durante o referido evento, uma falha na climatização permitiu um aumento da temperatura, que chegou a 30°C. Sabendo que a pressão máxima que as paredes dos balões são capazes de suportar é de 4,0 atm, determine se algum balão explodiu. Dados: 1 1R 0,082 atm L.mol K n = 0,5 mol 18. (Uema 2014) Ao se adquirir um carro novo, é comum encontrar no manual a seguinte recomendação: mantenha os pneus do carro corretamente calibrados de acordo com as indicações do fabricante. Essa recomendação garante a estabilidade do veículo e diminui o consumo de combustível. Esses cuidados são necessários porque sempre há uma perda de gases pelos poros da borracha dos pneus (processo chamado difusão). É comum calibrarmos os pneus com gás comprimido ou nas oficinas especializadas com nitrogênio. O gás nitrogênio consegue manter a pressão dos pneus constantes por mais tempo que o ar comprimido (mistura que contém além de gases, vapor da água que se expande e se contrai bastante com a variação de temperatura). Considerando as informações dadas no texto e o conceito de difusão, pode-se afirmar, em relação à massa molar do gás, que a) a do ar comprimido é igual à do gás nitrogênio. b) quanto maior, maior será sua velocidade de difusão. c) quanto menor, maior será sua velocidade de difusão. d) quanto menor, menor será sua velocidade de difusão. e) não há interferência na velocidade de difusão dos gases. 19. (Ufg 2013) Em um processo industrial, um reator de 250 L é preenchido com uma mistura gasosa composta de 50 kg de N2O; 37 kg de NO e 75 kg de CO2. Considerando-se a temperatura de 527 °C, a pressão interna, em atm, do reator, será, aproximadamente, Dado: R = 0,082 atm L mol-1 K-1 a) 1 b) 108 c) 350 d) 704 e) 1069 Gabarito: Resposta da questão 1: [C] A partir dos dados fornecidos, vem: Resposta da questão 2: a) De acordo com o gráfico a condição em que homens e mulheres teriam mesma capacidade orgânica máxima de absorver, transportar e utilizar o oxigênio do ar atmosférico, por massa corporal, para a produção da energia via aeróbia seria o cruzamento das curvas HS (homens sedentários) e MA (mulheres ativas), pois neste ponto ocorre coincidência. Este ponto está dentro da faixa etária 5. 4 b) Analisando o gráfico, vem: 60 minutos 2 Tempo 60 min Por quilograma de massa corporal em 1min a capacidade é de 32 mL, então : V 32 mL 60 1920 mL de O Massa da mulher 58 kg 2V ' 1920 mL 58 111.360 mL de O 1mol 25.000 mL n 2 2 2 O O O 111.360 mL n 4,4544 mol M 32 g / mol m 4,4544 32 g 142,5408 g m 142,5 g Resposta da questão 3: [B] A pressão parcial do gás oxigênio ao nível do mar é igual a 21% da pressão atmosférica do ar, assim temos: 2 2 2 2 O 0,21 100000 pO 21000O 0,21 100000 pO 21000 Pa Em La Paz, a pressão de 2O é 40% menor, então: 2 2 O 0,60 21000 pO 12600 Pa Resposta da questão 4: [B] 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 O total vapor da água O O total O seco O O total O seco O seco O seco T cons tante P V P V P P P P 1 atm 0,028 atm 0,972 atm V 500 mL P 1 atm V ? P V P V 0,972 500 1 V V 486 mL Resposta da questão 5: [B] 3 o 1 1 SO m 4,80 g V 1L P 1,5 atm T 27 C 273 300 K R 0,082 atm.L.mol .K m P V R T M m M R T P V 4,80 M 0,082 300 1,5 1 M 78,72 g / mol M 80 g / mol 78,72 (valor próximo a 80) Conclusão : trióxido de enxofre. Resposta da questão 6: [D] O gás ao ser aquecido se expande, ocupando todos os espaços disponíveis de forma desordenada. Resposta da questão 7: [D] A parir dos valores fornecidos podemos calcular a massa molar (M) do gás. 1 1 1 1 1 R 62,4 mmHg L mol K m 4,4 g V 3,1L T 10 C 273 283 K P 566 mmHg m P V R T M 4,4 g 566 mmHg 3,1L 62,4 mmHg L mol K 283 K M M 44,28387 g mol 5 A razão entre as densidades (neste caso massas específicas) dos gases é igual à razão entre as massas molares, então: 2 2 2 2 2 1 gás 1 H gás gás H H 1 gás 1 H gás H M 44,28387 g mol M 2,02 g mol d M d M d 44,28387 g mol 21,922707 d 2,02 g mol d 22 d Resposta da questão 8: [C] A solubilidade de gases em líquidos diminui com a elevação da temperatura. Resposta da questão 9: [B] 2 6 4 10 4 3 8 P V n R T 10 30 n 0,082 (273 27) n 12,19 mol m 708 n = M 58g / mol M 12,19 e tano : C H 12 2 1 6 30g / mol butano : C H 12 4 1 10 58g / mol me tano : CH 12 1 4 16g / mol propano : C H 12 3 1 8 44g / mol Assim, o butano será o composto presente no recipiente. Resposta da questão 10: [B] 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 N O N O N O N O N O O O p 0,40 atm p 0,20 atm p 2 p n 2 n m m 2 M M m7 2 28 32 m 4 g Resposta da questão 11: [C] 1 P V n R T m P V R T M P M d R T P M 32 1 d 1,43 g L R T 0,082 273 Resposta da questão 12: [C] Cálculo da quantidade de átomos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm e 273 K: P V n R T R cons tante De acordo com a tabela : T cons tante V cons tante V n P R T n k P 2 n k 2 2k Para o hidrogênio (H ) : n 2 2k 4k O número de mols é diretamente proporcional à pressão, então: O gás do recipiente 3 (He) contém a mesma quantidade de átomos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm e 273 K, ou seja, 4k átomos. Resposta da questão 13: Para as transformações gasosas vale a equação geral das transformações: INICIALINICIAL FINAL FINAL INICIAL FINAL P V P V T T Inicialmente, o gás contido na lata estava a 100°C (373K) e supostamente a 1atm (pressão ambiente). No instante anterior à implosão, sua temperatura era de 25°C (298K), embora o volume ainda seja 350mL. Assim, FINAL FINAL P 3501 350 P 0,80atm 373 298 é a pressão interna imediatamente antes da implosão. A implosão ocorre devido ao resfriamento do gás. A pressão final do gás contido na lata é de 1atm. FINAL FINAL 1 V1 350 V 279,6mL 373 298 Resposta da questão 14: [A] O aumento da temperatura faz aumentar a pressão do gás no interior da lata, o que pode causar uma explosão do gás butano. Resposta da questão 15: [D] 1 crédito equivale a 1 tonelada 6(10 g) de CO2, então: Recipi ente Gás Temperatura (K) Pressão (atm) Volum e (l) n (mol) Átomos (mol) 1 O3 273 1 22,4 k 3k 2 Ne 273 2 22,4 2 k 2 k 3 He 273 4 22,4 4 k 4 k 4 N2 273 1 22,4 k 2k 5 Ar 273 1 22,4 k k 6 6 6 3 3 3 m P V R T M 10 1,00 V 0,082 300 44 V 0,559 10 L V 559 10 L 559 m 600 m Resposta da questão 16: 01 + 02 + 04 + 08 = 15. [01] A fração, em mols, de hidrogênio é 0,8. 2 2 2 2 2 H H O O H 8 m 8 g n 4 mols 2 32 m 32 g n 1mol 32 4 X 0,8 4 1 [02] A pressão parcial do oxigênio é 10 kPa. 2 2 2 2 2 2 O O O O total O O 32 m 32 g n 1mol 32 P X P P1 5 50 P 10 kPa [04] O volume parcial do hidrogênio é 32 litros. 2 2 2 2 2 2 H H H H total H H 8 m 8 g n 4 mols 2 V X V V4 5 40 V 32 L [08] A porcentagem, em volume, do oxigênio é 20 %. 2 2 O total O total P 10 kPa P 50 kPa % volume % pressão P % volume P 10 % volume 0,2 50 20 % volume 0,2 100 % volume 20 % [16] A pressão parcial do hidrogênio é 40 kPa. 2 2 2 2 2 2 H H H H total H H 8 m 8 g n 4 mols 2 P X P P4 5 50 P 40 kPa Resposta da questão 17: Durante o referido evento, uma falha na climatização permitiu um aumento da temperatura, que chegou a 30°C, então: 1 1T 20 273 303 K; n 0,5 mol; R 0,082 atm.L.mol .K P V n R T Balões (3 L) : P 3 0,5 0,082 303 P 4,141 atm 4 atm (explodirão) Balões (5 L) : P 5 0,5 0,082 303 P 2,4846atm 4 atm (não explodirão) Balões (10 L) : P 10 0,5 0,082 303 P 1,2423atm 4 atm (não explodirão) Resposta da questão 18: [C] De acordo com a lei de Graham, quanto menor a massa molar, maior a velocidade de difusão do gás. 1 2 2 1 1 2 1 2 v M v M M M v v Resposta da questão 19: [E] 2 2 3 3 N O 3 3 NO 3 3 CO 3 3 3 3 3 n n M 50 10 n 1,136 10 mol 44 37 10 n 1,23 10 mol 30 75 10 n 1,70 10 mol 44 n 1,136 10 1,23 10 1,70 10 4,066 10 mol P V n R T P 250 4,066 10 0,082 (527 273) P 1066,9 atm
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