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Exercícios – Segunda Etapa Professor(a): _________________________________________ Turma: ( ) Aluno(a): ____________________________________________ Matrícula: _____________ Aluno(a): ____________________________________________ Matrícula: _____________ Aluno(a): ____________________________________________ Matrícula: _____________ PRIMEIRA PARTE HIBRIDIZAÇÃO, GEOMETRIA MOLECULAR e TEORIAS DE LIGAÇÃO Questão 1. Qual é a diferença entre o arranjo e a geometria molecular de uma molécula? Use a molécula de amônia como exemplo em sua argumentação. Questão 2. Desenhe a estrutura de Lewis para cada um dos seguintes íons ou moléculas e determine seu arranjo e sua geometria molecular. (a) H3O+ (b) SCN– (c) CS2 (d) BrO3– (e) SeF4 (f) ICl4– Questão 3. O dicloroetileno (C2H2Cl2) tem três formas (isômeros), cada uma delas correspondendo a uma substância diferente, conforme as estruturas mostradas abaixo. Descobriu-se experimentalmente que uma amostra pura de uma dessas substâncias tem um momento de dipolo igual a zero. Podemos determinar qual das três substâncias teve seu momento de dipolo medido? Universidade Federal de Viçosa Departamento de Química QUI 100: Química Geral – Período Especial Remoto 3/2021 Questão 4. Qual o número máximo de orbitais híbridos que um átomo de carbono pode formar E o número mínimo? Explique brevemente. Questão 5. A acetona, C3H6O, solvente orgânico muito comum, é o principal componente de alguns removedores de esmalte de unhas. Sua estrutura de Lewis é a seguinte: (a) Qual é o número total de elétrons de valência na molécula de acetona? (b) Quantos elétrons de valência são usados para fazer ligações sigma () na molécula? (c) Quantos elétrons de valência são usados para fazer ligações pi () na molécula? (d) Quantos elétrons de valência permanecem em pares não-ligantes na molécula? (e) Qual é a hibridização no átomo central de carbono da molécula (na ligação C=O)? SEGUNDA PARTE FORÇAS INTERMOLECULARES Questão 6. Descreva as forças intermoleculares que devem ser rompidas para se converter cada um dos itens seguintes de um líquido para um gás: (a) Br2 (b) CH3OH (c) H2S Questão 7. Que tipo de força intermolecular explica as seguintes diferenças em cada caso: (a) CH3OH entra em ebulição a 65 ºC, enquanto que CH3SH entra em ebulição a 6 ºC. (b) Xe é líquido a pressão atmosférica e 120 K, enquanto Ar (argônio) é um gás. (c) Kr, massa atômica 84, entra em ebulição a 120,9 K, enquanto Cl2, massa molecular aproximada de 71 g/mol, entra em ebulição a 238 K. (d) Acetona entra em ebulição a 56 ºC, enquanto o 2-metilpropano entra em ebulição a –12 ºC. Questão 8. (a) O que significa o termo polarizabilidade? (b) Qual dos seguintes átomos é mais polarizável: O, S, Se ou Te? Explique. (c) Coloque as seguintes moléculas em ordem crescente de polarizabilidade: GeCl4, CH4, SiCl4 e GeBr4. (d) Determine a ordem crescente dos pontos de ebulição das substâncias do item (c). Questão 9. Qual molécula dos seguintes pares tem as maiores forças de dispersão de London? (a) H2O ou H2S? (b) CO2 ou CO? (c) CH4 ou CCl4? Questão 10. Quais das seguintes moléculas podem formar ligações de hidrogênio com outras moléculas do mesmo tipo: CH3F, CH3NH2, CH3OH, CH3Br? TERCEIRA PARTE ESTEQUIOMETRIA e BALANÇO MATERIAL Questão 1. Foi realizada uma análise em uma certa amostra sólida encontrada em um laboratório de uma indústria de cimento, e descobriu-se que ela contém apenas clorato de potássio, cloreto de potássio, carbonato de potássio, bicarbonato de potássio e carbonato de cálcio, todos sólidos. Quando aquecida sob pressão constante, esta mistura sólida se decompôs e produziu um outro substrato sólido, liberando gases. Descobriu-se então que o substrato sólido residual contém apenas óxido de potássio, cloreto de potássio e óxido de cálcio, e o gás produzido é uma mistura de oxigênio, vapor d’água e gás carbônico. Sabe-se que o cloreto de potássio contido na mistura sólida original não reage nas condições do experimento, e que os sólidos não reagem entre si. Por aquecimento, as substâncias sofrem apenas reações de decomposição, representadas simplificadamente pelas seguintes “equações químicas” (considere reações com 100 % de rendimento): Clorato de potássio Cloreto de potássio + oxigênio Bicarbonato de potássio Óxido de potássio + vapor d’água + gás carbônico Carbonato de potássio Óxido de potássio + gás carbônico Carbonato de cálcio Óxido de cálcio + gás carbônico Observe que o cloreto de potássio está na mistura original, mas é também produzido através da primeira reação indicada acima. Pergunta-se: (a) Quais as fórmulas moleculares de todos os compostos (sólidos e gasosos), sejam reagentes ou produtos, envolvidos nesse experimento? (b) Quais as equações químicas completas (com fórmulas moleculares, identificação do estado físico das substâncias e balanceamento correto) que representam as quatro reações de decomposição citadas acima? (c) Uma massa de 1 kg da mistura foi decomposta, gerando 18,016 g de vapor d’água, 152,0 g de gás carbônico, e 40 g de oxigênio (como uma mistura gasosa). Soube-se ainda que foram obtidos 56,078 g de óxido de cálcio. Calcule então as composições das misturas inicial e final (em massa dos compostos, em fração percentual mássica, em número de mol dos compostos e em fração percentual molar), de modo a preencher a tabela seguinte. Há concordância entre a massa inicial total (antes da decomposição) e a massa final total (depois da decomposição)? Por quê ? Substância Massa inicial (g) Percentual mássico inicial (%) Massa final (g) Percentual mássico final (%) Número de mol inicial (mol) Percentual molar inicial (%) Número de mol final (mol) Percentual molar final (%) Clorato de potássio Cloreto de potássio Carbonato de potássio Carbonato de cálcio Bicarbonato de potássio Óxido de cálcio Óxido de potássio Oxigênio Vapor d’água Gás carbônico Total:
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