Questões de Química - ESPCEX 2020 | Gabarito e resoluções

(EsPCEx - 2020) Em qumica orgnica existem vrias apresentaes de frmulas, como frmulas moleculares e percentuais. A frmula molecular indica o nmero de tomos de cada elemento em uma molcula da substncia. A frmula percentual indica a porcentagem, em massa, de cada elemento que constitui a substncia. Uma maneira de determinao dessa formula a partir da frmula molecular, aplicando-se conceitos de massa atmica e massa molecular. FONSECA, Martha Reis Marques da, Qumica Geral, So Paulo, Ed FTD, 2007. Pg 114. Tratando-se da estrutura e frmula molecular, aldedos so substncias orgnicas que apresentam em sua estrutura o grupo carbonila ligado a um tomo de hidrognio, na ponta de uma cadeia carbnica. Considere os seguintes aldedos: metanal; etanal; propanal; 3-metilbutanal e 2-metilbutanal. Baseado nas frmulas moleculares dos compostos citados, o aldedo que apresenta, em sua frmula percentual, aproximadamente 54,5% em massa de carbono (C) na sua estrutura :

(EsPCEx - 2020) O oxalato de clcio oxidado por permanganato de potssio em meio cido. A equao no balanceada dessa reao representada a seguir: CaC2O4+ KMnO4+ H2SO4 CaSO4+ K2SO4+ MnO2+ H2O + CO2 A soma dos coeficientes da equao da reao corretamente balanceada (menores nmeros inteiros) e o volume de CO2liberado quando se faz reagir 384g de oxalato de clcio por reao completa, na condio ambiente (25C e 1 atm) so, respectivamente Dados: - volume molar nas condies ambiente de temperatura e presso (25C e 1 atm): 24,5 Lmol-1e; - constante universal dos gases R = 0,082 Latmmol-1K-1.

(EsPCEx - 2020) O fsforo branco, de frmula P4, uma substncia bastante txica. utilizado para fins blicos como arma qumica de guerra em granadas fumgenas. Pode ser obtido a partir do aquecimento do fosfato de clcio, areia e coque em um forno especial, conforme mostrado na equao balanceada da reao: 2 Ca3(PO4)2 (s)+ 6 SiO2 (g)+ 10 C(s) 6 CaSiO3 (s)+ 1 P4 (s)+ 10 CO (g) A respeito da reao de obteno do fsforo branco, seus participantes e suas caractersticas so feitas as seguintes afirmativas. I - O fsforo branco classificado como uma substncia inica polar. II - O fsforo branco (P4) classificado como uma substncia simples. III - A geometria da molcula do gs monxido de carbono angular. IV - A massa de fsforo branco obtida quando se aquece 1860g de fosfato de clcio de rendimento de 80% de 297,6g. V - A distribuio eletrnica do tomo de clcio no estado fundamental : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Das afirmativas feitas esto corretas apenas

(EsPCEx - 2020) O carbeto de clcio, de frmula CaC2, muito comum em equipamentos usados por exploradores de cavernas para fins de iluminao. Ele reage com gua e gera como um dos produtos o gs acetileno (etino), de frmula C2H2, conforme mostra a equao, no balanceada, a seguir CaC2(s) + H2O (l) C2H2(g)+ Ca(OH)2 (g)(equao 1) Sequencialmente, esse gs inflamvel pode sofrer uma reao de combusto completa, liberando energia, conforme a equao, no balanceada, a seguir C2H2 (g)+ O2 (g) CO2(g)+ H2O(g)+ calor (equao 2) Uma massa de 512g de carbeto de clcio com pureza de 50% (e 50% de materiais inertes) tratada com gua, obtendo-se uma certa quantidade de gs acetileno. Esse gs produzido sofre uma reao de combusto completa. Considerando a reao de combusto completa do acetileno nas condies ambientes (25C e 1 atm), o volume de gases obtidos e o valor da energia liberada como calor nessa reao, a partir da massa original de carbeto de clcio, so, respectivamente, Dados: - volume molar na condio ambiente = 24,5 Lmol-1 (25C e 1 atm); calor de combusto do etino = -1298 kJmol-1; e - constante universal dos gases R = 0,082 Latmmol-1k-1

(EsPCEx - 2020) Soluo saturada: soluo que contm a quantidade mxima de soluto em determinada quantidade de solvente, a determinada temperatura; a relao entre quantidades mximas de soluto e quantidade de solvente denominada de coeficiente de solubilidade. Soluo insaturada: quando a soluo contm uma quantidade de soluto inferior ao seu coeficiente de solubilidade, na temperatura em que se encontra a soluo. Soluo supersaturada: quando a soluo contm uma quantidade de soluto dissolvido superior ao seu coeficiente de solubilidade, na temperatura em que se ela se encontra. instvel . USBERCO, Joo e SALVADOR, Edgard, Fsico-qumica, So Paulo, Ed Saraiva, 2009, Pg. 18. FONSECA, Martha Reis Marques da, Qumica Geral, So Paulo, Ed FTD, 2007, Pg. 18 e 19. Considere o grfico da curva de solubilidade em funo da temperatura para um sal hipottico A. No grfico, a linha contnua representa a solubilidade mxima do soluto (sal A) em 100 g de gua na temperatura correspondente. Acerca desse grfico e processo de solubilidade so feitas as seguintes afirmativas: I Na temperatura de 20 C, misturando-se 50 g do sal A em 100 g de gua, ter-se- um sistema heterogneo. II Na temperatura de 40 C, a adio de 50 g do sal A em 100 g de gua produzir uma soluo insaturada. III 200 g de gua dissolvem totalmente 90 g do sal A a 30 C. IV Uma soluo contendo 60 g do sal A em 100 g de gua ser saturada em 60 C. Das afirmativas feitas esto corretas apenas

(EsPCEx - 2020) No fenmeno fsico, a composio da matria preservada, ou seja, permanece a mesma antes e depois da ocorrncia do fenmeno. Reao qumica toda transformao que modifica a natureza da matria (fenmenos qumicos). No fenmeno qumico, a composio da matria alterada: sua composio antes de ocorrer o fenmeno diferente da que resulta no final. FONSECA, Martha Reis Marques da, Qumica Geral, So Paulo, Ed FTD, 2007, Pg. 24 e 61. Considere os conceitos supracitados e as transformaes representadas pelas equaes qumicas a seguir: I - CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g) II - H2O (l) H2O (g) III - H2 (g) + O2 (g) H2O (g) IV - C(grafite) + O2 (g) CO2 (g) Correspondem a reaes qumicas apenas as transformaes

(EsPCEx - 2020) Gases apresentam um fenmeno chamado de difuso de gases. Difuso gasosa o movimento espontneo das partculas de um gs de se espalharem uniformemente em meio das partculas de um outro gs ou de atravessarem uma parede porosa. Quando gases diferentes (A e B) esto a uma mesma temperatura, para uma quantidade de matria igual a 1 mol de gs A e 1 mol de gs B, tem-se que a massa do gs A (ma) ser igual massa molar do gs A (Ma), e a massa do gs B (mb) ser igual massa molar do gs B (Mb). FONSECA, Martha Reis Marques da, Qumica Geral, So Paulo, Ed FTD, 2007, Pg. 100 Considere que, em determinadas condies de temperatura e presso, a velocidade de difuso de 1 mol do gs hidrognio (H2) seja de 28km/min. Nestas mesmas condies a velocidade (em km/h) de 1mol do gs metano (CH4) de Dado :2 = 1,4

(EsPCEx - 2020) Em pocas distintas, os cientistas Dalton, Rutherford e Borh propuseram, cada um, seus modelos atmicos. Algumas caractersticas desses modelos so apresentadas na tabela a seguir: Modelo Caracterstica(s) do Modelo I tomo contm espaos vazios. No centro do tomo existe um ncleo muito pequeno e denso. O ncleo do tomo tem carga positiva. Para equilbrio de cargas, existem eltrons ao redor do ncleo. II tomos macios e indivisveis. III Eltrons movimentam-se em rbitas circulares em torno do ncleo atmico central. A energia do eltron a soma de sua energia cintica (movimento) e potencial (posio). Essa energia no pode ter um valor qualquer, mas apenas valores que sejam mltiplos de um quantum (ou de um fton). Os eltrons percorrem apenas rbitas permitidas. A alternativa que apresenta a correta correlao entre o cientista proponente e o modelo atmico por ele proposto

(EsPCEx - 2020) O cido etanoico, tambm denominado usualmente de cido actico, um cido orgnico e uma das substncias componentes do vinagre. Considerando-se a substncia cido etanoico, pode-se afirmar que: I - um composto cuja frmula molecular C2H6O. II - Possui apenas ligaes covalentes polares entre seus tomos. III - Possui um carbono de hibridizao sp2. IV - Possui dois carbonos assimtricos (quiral). V -O anidrido etanoico (actico) ismero de cadeia do cido etanoico (actico). VI - Pode ser obtido pela oxidao enrgica do but-2-eno em presena do permanganato de potssio e cido concentrado. VII - Em condies adequadas, sua reao com sdio metlico produz etanoato de sdio e libera H2. Das afirmativas feitas, esto corretas apenas

(EsPCEx - 2020) Diagramas de fases so grficos construdos para indicar uma condio de temperatura e presso de uma substncia e suas mudanas de estado. Cada uma das curvas do diagrama indica as condies de temperatura e presso nas quais as duas fases de estado esto em equilbrio. Modificado de USBERCO, Joo e SALVADOR, Edgard, Fsico-qumica, So Paulo, Ed Saraiva, 2009, Pg. 98 Considere o diagrama de fases da gua, representado na figura abaixo: Baseado no diagrama e nos processos qumicos envolvidos so feitas as seguintes afirmativas: I - A temperatura de fuso da gua aumenta com o aumento da presso. II - Na temperatura de 100oC e 218 atm a gua lquida. III - A gua slida (gelo) sublima a uma presso de vapor superior a 1 atm. IV - Na temperatura de 0oC e presso 0,006 atm, a gua encontra-se na fase slida. Das afirmativas feitas, esto corretas apenas

(EsPCEx - 2020) Ao emitir uma partcula Alfa (), o istopo radioativo de um elemento transforma-se em outro elemento qumico com nmero atmico e nmero de massa menores. A emisso de uma partcula beta () por um istopo radioativo de um elemento transforma-o em outro elemento de mesmo nmero de massa e nmero atmico uma unidade maior. Baseado nessas informaes so feitas as seguintes afirmativas: I - Na desintegraoocorre com a emisso de uma partcula. II - Na desintegraoocorre com a emisso de uma partcula. III - A partcula Alfa () composta por 2 prtons e 4 nutrons. IV - Uma partcula beta () tem carga negativa e massa comparvel a do prton. V - O urnio-238 (), pode naturalmente sofrer um decaimento radioativo emitindo sequencialmente 3 partculas alfa e 2 beta, convertendo-se em rdio ().

(EsPCEx - 2020) Nestes ltimos anos, os alunos da EsPCEx tm realizadouma prtica no laboratrio de qumica envolvendo eletrlises com eletrodos inertes de grafite. Eles seguem um procedimento experimental conforme a descrio: - Num bquer de capacidade 100mL (cuba eletroltica) coloque cerca de 50mL de soluo aquosa de sulfato de zinco (ZnSO4) de concentrao 1molL-1. Tome como eletrodos duas barras finas de grafite. Ligue-as com auxlio de fios a uma fonte externa de eletricidade (bateria) com corrente de 2 Ampres. Esta fonte tem capacidade para efetuar perfeitamente esse processo de eletrlise. Uma das barras deve ser ligada ao polo negativo da fonte e a outra barra ao polo positivo da fonte. Mergulhe os eletrodos na soluo durante 32 minutos e 10 segundos e observe. Considere o arranjo eletroltico (a 25C e 1atm), confirme visto na figura a seguir: Dados: 1 Faraday (F) = 96500 Coulomb (C) / mol de eltrons. Acerca do experimento e os conceitos qumicos envolvidos so feitas as seguintes afirmativas: I - Na superfcie da barra de grafite ligada como ctodo da eletrlise ocorre a eletrodeposio do zinco metlico. II - A semirreao de oxidao que ocorre no nodo da eletrlise Zn(s) Zn+2(aq)+ 2e-. III - Durante o processo a barra de grafite ligada ao polo positivo da bateria se oxida. IV - No nodo da eletrlise ocorre uma reao de oxidao da hidroxila com formao do gs oxignio e gua. V - A massa de zinco metlico obtida no processo de eletrlise ser de 0,83g. Das afirmativas feitas, esto corretas apenas