MÓDULO 19

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FRENTE 1 – FÍSICO-QUÍMICA E QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA
MÓDULO 19
OXIDORREDUÇÃO: NÚMERO DE OXIDAÇÃO
LEMBRETES
• O número de oxidação de um elemento ou substância simples é
zero.
• Nas substâncias compostas, temos os seguintes valores usuais:
– o número de oxidação do hidrogênio é + 1 (exceto nos hidretos
metálicos, como NaH, CaH2 etc., nos quais é – 1).
– o número de oxidação do oxigênio é – 2 (exceto nos peróxidos,
como H2O2, Na2O2 etc., nos quais é – 1).
– o número de oxidação dos metais alcalinos e da Ag é sempre + 1.
– o número de oxidação dos metais alcalinoterrosos e do Zn é sempre
+ 2.
2. (UNESP – MODELO ENEM) – O nitrogênio pode existir na natureza em vários estados de oxidação. Em sistemas aquáticos, os
compostos que predominam e que são importantes para a qualidade da
água apresentam o nitrogênio com números de oxidação – 3, 0, + 3 ou
+ 5. Assinale a alternativa que apresenta as espécies contendo
nitrogênio com os respectivos números de oxidação, na ordem descrita
no texto.
a) NH3, N2, NO2–, NO3–.
b) NO2–, NO3–, NH3, N2.
c) NO3–, NH3, N2, NO2–.
d) NO2–, NH3, N2, NO3–.
e) NH3, N2, NO3–, NO2–.
RESOLUÇÃO:
O número de oxidação do nitrogênio, nas espécies, é:
3– 1+
NH3
3–
0
x+3=0
x=–3
1+ 1–
– Composto: ∑Nox = 0: NaCl
5+ 2–
• íons: ∑Nox = carga do íon
N2
,
∴ (NO3)1–
+ 5 + 3 (– 2) = – 1
Nox = 0
(substância
simples)
,
5+ 2– –
3+ 2– –
NO2
3+
,
NO3
5+
x–6=–1
x=5
x–4=–1
x=3
Resposta: A
3 Nox Ca + 2 Nox P + 8 Nox O = 0
+ 6 + 2 x – 16 = 0 ∴ x = + 5
e)
Nox Fe + 3 Nox Cl = 0
x – 3 = 0 ∴ x=+3
H
|
d) H — C — OH
|
H
c) H — C
H
RESOLUÇÃO:
1+
1–
H
a) H — C — H
1+
Cl
4–
1+
b) Cl — C — Cl
1–
H
Cl
1+
1–
0
—
1+
1–
1+
2–
H
O
c) H — C
4+
—
d)
O
—
2 Nox K + 2 Nox Cr + 7 Nox O = 0
+ 2 + 2 x – 14 = 0 ∴ x = + 6
—
c)
Cl
|
b) Cl — C — Cl
|
Cl
2–
1+
d) H — C — O — H
H
1+
1+
—
Nox K + Nox N + 3 Nox O = 0
+1 + x – 6 = 0 ∴ x=+5
—
b)
H
|
a) H — C — H
|
H
—
RESOLUÇÃO:
a) 2 Nox H + Nox S + 4 Nox O = 0
+2
+x – 8 = 0 ∴ x=+6
3. Determine o número de oxidação do carbono nos compostos.
—
—
1. Determine o número de oxidação dos elementos destacados em
negrito nas fórmulas a seguir:
a) H2SO4
b) KNO3
c) K2Cr2O7
d) Ca3 (PO4)2
e) FeCl3
H
1+
2–
– 93
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MÓDULO 20
Equação III
0
4+ 1–
REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO –
OXIDANTE E REDUTOR
1. Dada a equação química não balanceada:
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
UF4 (s)
+
6+ 1–
F2 (g) → UF6 (g)
oxidação
redução
Indique o redutor e o oxidante.
Portanto, a reação é de oxirredução.
Resposta: E
RESOLUÇÃO:
3+
2+
0
4+
Fe2O3 + CO → Fe + CO2
redução
oxidação
Redutor: CO
Oxidante: Fe2O3
2. (FUVEST-SP) – Na produção de combustível nuclear, o trióxido de
urânio é transformado no hexafluoreto de urânio, como representado
pelas equações químicas:
I. UO3 (s) + H2 (g) → UO2 (s) + H2O (g)
II. UO2 (s) + 4 HF (g) → UF4 (s) + 2 H2O (g)
III.UF4 (s) + F2 (g) → UF6 (g)
Sobre tais transformações, pode-se afirmar, corretamente, que ocorre
oxirredução apenas em
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I e III.
3. (MACKENZIE-SP) – A palavra vinagre vem do latim vinum,
“vinho”, e acre, “azedo”. Desde a Antiguidade, a humanidade sabe
fabricar vinagre; basta deixar o vinho azedar. Nessa reação, o etanol
reage com o oxigênio (O2) e transforma-se em ácido acético.
(Química na abordagem do cotidiano. Tito e Canto, vol. 3)
RESOLUÇÃO:
Equação I
–2
–2
–2
UO3 (s) + H2 (g) → UO2 (s) + H2O (g)
0
+6
+4
+1
redução
oxidação
Portanto, a reação é de oxirredução.
Equação II
+4 – 2
+1 –1
+4 –1
+1 – 2
U O2 (s) + 4 H F (g) → U F4 (s) + 2 H2O (g)
Os números de oxidação dos elementos não variam; portanto, não é reação
de oxirredução.
94 –
De acordo com a equação da reação química acima, de obtenção do
ácido acético (componente do vinagre), foram realizadas as seguintes
afirmações:
I. O etanol sofre oxidação.
II. O Nox do carbono carboxílico do ácido acético é igual a – 3.
III. O gás oxigênio (O2) atua como agente oxidante.
IV. O Nox do carbono que possui o grupo funcional no etanol é igual
a +1.
Estão corretas, somente,
a) I, III e IV.
d) II, III e IV.
b) II e IV.
e) I e II.
c) I e III.
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RESOLUÇÃO:
2. Em uma equação iônica somente são escritas as espécies que sofrem
alguma transformação. Determine os coeficientes estequiométricos da
seguinte equação iônica:
MnO1–
+ Cl1– + H1+ → Mn2+ + Cl2 + H2O
4
Verifique que a carga elétrica se conserva, isto é, a soma das cargas
dos reagentes é igual à soma das cargas dos produtos.
RESOLUÇÃO:
7+
MnO1–
+ Cl1– + H1+
4
I. Correta.
II. Incorreta.
III. Correta.
IV. Incorreta.
Resposta: C
0
Mn2+ + Cl2 + H2O
Oxidação:
Redução:
2 MnO41– + 10 Cl1– + 16 H1+
2 Mn2+ + 5 Cl2 + 8 H2O
2 (– 1) + 10 (– 1) + 16 (+ 1) = 2 (+ 2) + 5 (0) + 8 (0)
+4=+4
MÓDULO 21
ACERTO DOS COEFICIENTES
POR OXIDORREDUÇÃO
1. Determine os coeficientes estequiométricos da equação química
Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O, pelo método de oxidorredução,
indicando o oxidante e o redutor da reação.
RESOLUÇÃO:
0
Cu
5+
+
HNO3
2+
Cu(NO3)2
2+
+ NO + H2O
3. Determine os coeficientes pelo método de oxidorredução.
Au + NO–3 + Cl– + H+ → AuCl4– + NO2 + H2O
RESOLUÇÃO:
0
5+
3+
4+
Au + NO3– + Cl – + H+ → AuCl4– + NO2 + H2O
oxidação Δ = 3
redução Δ = 1
3 Cu + 8 HNO3
Redutor: Cu
Oxidante: HNO3
3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
Oxidação:
Au
e– = 3 . 1 = 3
1
Redução:
NO3–
e– = 1 . 1 = 1
3
Au + 3 NO3– + 4 Cl – + 6 H+ → 1 AuCl4– + 3 NO2 + 3 H2O
– 95
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MÓDULO 22
REAÇÃO DE DESLOCAMENTO
1. (MACKENZIE-SP)
K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > H > Cu > Hg > Ag > Au
Consultando a fila de reatividade acima (dada em ordem decrescente),
a alternativa que contém a equação de uma reação que não ocorre é:
a) Cu + 2 AgNO3 ⎯→ 2 Ag + Cu (NO3)2
b) 2 Al + 6 HCl ⎯→ 2 AlCl3 + 3 H2
RESOLUÇÃO:
Com relação à limpeza do objeto de prata, temos como dado fornecido que
o íon Ag+ apresenta maior facilidade para receber elétrons (sofrer redução
e transformar-se em Ag0). Logo, ele pode receber elétrons tanto do metal
sódio como do metal alumínio.
Entre as alternativas, temos:
e–
Al 0 + 3 Ag+ ⎯⎯→ Al 3+ + 3 Ag0
redu ção
oxidação
Resposta: A
c) Mg + FeSO4 ⎯→ Fe + MgSO4
d) Zn + 2 NaCl ⎯→ 2 Na + ZnCl2
e) 2 Na + 2 H2O ⎯→ 2 NaOH + H2
RESOLUÇÃO:
a) Ocorre, pois o metal Cu é mais reativo que o metal Ag.
b) Ocorre, pois o metal Al é mais reativo que o H2.
c) Ocorre, pois o metal Mg é mais reativo que o metal Fe.
d) Não ocorre, pois o metal Zn é menos reativo que o metal Na.
e) Ocorre, pois o metal Na é mais reativo que o H2.
Resposta: D
3. (UFRJ) – Os metais alcalinos são moles e extremamente reativos,
reagindo explosivamente com a água. Entre as equações não balanceadas, a que representa sua reação com a água é:
a) X (s) + H2O (l) → XH (aq) + H2 (g)
b) X (s) + H2O (l) → XOH (aq) + H2O (l)
c) X (s) + H2O (l) → XOH (aq)
d) X (s) + H2O (l) → XOH (aq) + O2 (g)
2. (FUVEST-SP – MODELO ENEM) – O cientista e escritor Oliver
Sacks, em seu livro Tio Tungstênio, nos conta a seguinte passagem de
sua infância: “Ler sobre [Humphry] Davy e seus experimentos
estimulou-me a fazer diversos outros experimentos eletroquímicos...
Devolvi o brilho às colheres de prata de minha mãe, colocando-as em
um prato de alumínio com uma solução morna de bicarbonato de sódio
[NaHCO3].”
Pode-se compreender o experimento descrito, sabendo-se que
• objetos de prata, quando expostos ao ar, enegrecem devido à formação de Ag2O e Ag2S (compostos iônicos).
• as espécies químicas Na+, Al3+ e Ag+ têm, nessa ordem, tendência
crescente de receber elétrons.
Assim sendo, a reação de oxidorredução, responsável pela devolução
do brilho às colheres, pode ser representada por:
a) 3 Ag+ + Al0 → 3 Ag0 + Al3+
b) Al3+ + 3 Ag0 → Al0 + 3 Ag+
c) Ag0 + Na+ → Ag+ + Na0
d) Al0 + 3 Na+ → Al3+ + 3 Na0
e) 3 Na0 + Al3+ → 3 Na+ + Al0
96 –
e) X (s) + H2O (l) → XOH (aq) + H2 (g)
RESOLUÇÃO:
Os metais alcalinos, ao reagirem com a água, produzem uma base e
liberação do gás hidrogênio.
X (s) + H2O (l) → XOH (aq) + ½ H2 (g)
Resposta: E
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MÓDULO 23
ELETROQUÍMICA (I): PILHAS ELETROQUÍMICAS
1. Considere a pilha que utiliza eletrodos de alumínio e prata
mergulhados em soluções de Al(NO3)3 e AgNO3, respectivamente.
2. (MACKENZIE-SP – MODELO ENEM) – Relativamente à pilha
abaixo, começando a funcionar, fazem-se as afirmações:
I. A reação global da pilha é dada pela equação:
Cu + 2 Ag+ → Cu2+ + 2 Ag
II. O eletrodo de prata é o polo positivo.
III.No anodo, ocorre a oxidação do cobre.
IV. A concentração de íons Ag+ na solução irá diminuir.
V. A massa da barra de cobre irá diminuir.
São corretas
a) III, IV e V somente.
c) II e IV somente.
e) I, II, III, IV e V.
b) I, III e V somente.
d) I, IV e V somente.
RESOLUÇÃO:
Anodo: polo : Cu → Cu2+ + 2 e–
Catodo: polo : 2 Ag+ + 2 e– → 2 Ag
––––––––––––––––––––––––
Equação global Cu + 2 Ag+ → Cu2+ + 2 Ag
Corretas: I, II, III, IV e V
Resposta: E
Responda às seguintes perguntas:
I.
O anodo da pilha é o eletrodo de ...............................................
II.
O catodo da pilha é o eletrodo de .............................................
III. O sentido dos elétrons no circuito externo é do eletrodo de
...................................... para o eletrodo de ............................... .
IV. O polo negativo é o eletrodo de ...................................................
V.
O polo positivo é o eletrodo de ..................................................
VI. Semirreação no anodo: ..............................................................
VII. Semirreação no catodo: .............................................................
VIII. Equação global da pilha: .............................................................
RESOLUÇÃO:
De acordo com o apresentado, temos:
I.
Alumínio (sofre oxidação).
II. Prata (sofre redução).
III. Eletrodo de alumínio para o eletrodo de prata.
IV. Alumínio.
V.
Prata.
VI.
Al (s) → 3 e– + Al 3+ (aq)
VII.
Ag+ (aq) + e– → Ag0 (s)
VIII.
Al (s) + 3 Ag+ (aq) → Al 3+ (aq) + 3 Ag (s)
– 97
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MÓDULO 24
ELETROQUÍMICA (II):
POTENCIAL DE REDUÇÃO E VOLTAGEM
1. Calcule a d.d.p. da pilha: Al Al3+ Fe2+ Fe
Dados: Al3+ + 3e– → Al – 1,66 V
Fe2+ + 2 e– → Fe – 0,44 V
RESOLUÇÃO:
ΔE0 = E0maior – E0menor
ΔE0 = – 0,44 V – (–1,66 V)
ΔE0 = – 0,44 V + 1,66 V
ΔE0
= + 1,22 V
2. (FGV-SP – 2013) – Baterias de lítio são o principal componente
dos mais recentes carros elétricos ou híbridos com motor a gasolina,
que já estão em testes em São Paulo.
3. (ENEM – EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO – 2012) –
O boato de que os lacres das latas de alumínio teriam um alto valor
comercial levou muitas pessoas a juntarem esse material na expectativa
de ganhar dinheiro com sua venda. As empresas fabricantes de
alumínio esclarecem que isso não passa de uma “lenda urbana”, pois
ao retirar o anel da lata, dificulta-se a reciclagem do alumínio. Como
a liga do qual é feito o anel contém alto teor de magnésio, se ele não
estiver junto com a lata, fica mais fácil ocorrer a oxidação do alumínio
no forno. A tabela apresenta as semirreações e os valores de potencial
padrão de redução de alguns metais:
Semirreação
Potencial Padrão de Redução (V)
Li+ + e– → Li
– 3,05
K+ + e– → K
– 2,93
Mg2+ + 2 e– → Mg
– 2,36
Al 3+ + 3 e– → Al
– 1,66
Zn2+ + 2 e– → Zn
– 0,76
Cu2+ + 2 e– → Cu
+ 0,34
(Disponível em: www.sucatas.com.
Acesso em: 28 fev. 2012. Adaptado.)
(Revista Pesquisa Fapesp, n.o 199, pág. 72. Adaptado.)
Sobre o funcionamento da bateria de lítio na geração de energia
elétrica, é correto afirmar que no anodo ocorre a reação de
a) redução; o polo positivo é o catodo e a sua ddp é positiva.
b) redução; o polo negativo é o catodo e a sua ddp é negativa.
c) oxidação; o polo negativo é o catodo e a sua ddp é positiva.
d) oxidação; o polo positivo é o catodo e a sua ddp é negativa.
e) oxidação; o polo positivo é o catodo e a sua ddp é positiva.
Resolução
Numa bateria, no anodo (polo negativo) ocorre oxidação e no catodo (polo
positivo) ocorre redução.
Na bateria, energia química (reação espontânea) é transformada em
energia elétrica, com ddp maior que zero (positiva).
Resposta: E
98 –
Com base no texto e na tabela, que metais poderiam entrar na composição do anel das latas com a mesma função do magnésio, ou seja,
proteger o alumínio da oxidação nos fornos e não deixar diminuir o
rendimento da sua reciclagem?
a) Somente o lítio, pois ele possui o menor potencial de redução.
b) Somente o cobre, pois ele possui o maior potencial de redução.
c) Somente o potássio, pois ele possui potencial de redução mais
próximo do magnésio.
d) Somente o cobre e o zinco, pois eles sofrem oxidação mais
facilmente que o alumínio.
e) Somente o lítio e o potássio, pois seus potenciais de redução são
menores do que o do alumínio.
RESOLUÇÃO:
O íon Mg2+ apresenta um potencial de redução (– 2,36V) menor que o íon
Al 3+ (– 1,66V) e, portanto, o metal magnésio funciona como metal de
sacrifício em relação ao alumínio, uma vez que será oxidado com maior
facilidade que o alumínio.
Para proteger o alumínio da oxidação, devemos misturá-lo com um metal
de maior potencial de oxidação que o do alumínio (o íon do metal deve
apresentar um menor potencial de redução que o do íon Al 3+).
Dentre os metais citados na tabela, poderiam ser usados para substituir o
magnésio os metais lítio e potássio.
Resposta: E
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FRENTE 2 – QUÍMICA ORGÂNICA
2. (FUVEST-SP) – O neurotransmissor serotonina é sintetizado no
organismo humano a partir do triptofano. As fórmulas estruturais do
triptofano e da serotonina são fornecidas a seguir.
ISOMERIA ÓPTICA
H
— —
1. (FGV-SP – MODELO ENEM) – A figura apresenta a estrutura
química de dois conhecidos estimulantes.
O
—
—
H
H
NH2
—
— —
MÓDULO 19
C—C—C
OH
—
N
H
Triptofano
HO
H
—
— —
—
H
H
H
C — C — NH2
—
N
H
Com respeito a essas moléculas, pode-se afirmar que
a) apenas a molécula do triptofano apresenta atividade óptica.
b) ambas são aminoácidos.
c) a serotonina é obtida apenas por hidroxilação do anel benzênico do
triptofano.
d) elas são isômeras.
e) as duas moléculas apresentam a função fenol.
RESOLUÇÃO:
O triptofano, um aminoácido, possui carbono assimétrico (quiral) e
apresenta atividade óptica.
—
O
H
—
N
H
Amina
—
—
C — C*— C
=
H
RESOLUÇÃO:
A substância que apresenta carbono assimétrico (quiral) preso a 4 ligantes
diferentes é a anfetamina:
— —
A cafeína, quase todas as pessoas a consomem diariamente ao tomarem
um cafezinho. A anfetamina é considerada uma droga ilícita, e algumas
pessoas fazem o uso desta droga, como caminhoneiros, para provocar
insônia, e jovens, obsessivos por sua forma física, para provocar perda
de apetite e redução de peso. A perda de apetite gerada pelo seu uso
constante pode transformar-se em anorexia, um estado no qual a pessoa
passa a sentir dificuldade para comer, resultando em sérias perdas de
peso, desnutrição e até morte.
A substância que apresenta carbono assimétrico e os grupos funcionais
encontrados nas estruturas destes estimulantes são, respectivamente,
a) anfetamina, amida e cetona.
b) anfetamina, amida e amina.
c) anfetamina, amina e cetona.
d) cafeína, amina e amida.
e) cafeína, amina e cetona.
Serotonina
NH2
OH
Ácido carboxílico
Amina
H
A serotonina é obtida por hidroxilação do anel benzênico e por
descarboxilação do triptofano.
Resposta: B
C — C — NH2
N
—
H
—
—
H
H
H
Amina
—
HO
Fenol
—
Nos compostos citados, notamos a presença das funções orgânicas:
H
Amina
Não são compostos isômeros, pois não possuem a mesma fórmula molecular
(triptofano: C11H12N2O2 e serotonina: C10H12N2O).
Resposta: A
– 99
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:48 Página 100
CH3
—
Cl
H2C — C — CH2 — CH3 + HCl
CH3
C
C
H
NH2
H3C — C — CH2 — CH3 + Cl2
COOH
H3C — C — C* — CH3 + HCl
CH3
CH3 H
CH3
Amina
HO
HO
CH3
Resposta: B
H
H
C
C
H
NH2
H
Amina
2. Complete as equações químicas:
Fenol
b) Apenas a substância dopa possui carbono assimétrico ou quiral:
HO
HO
100 –
H
H
C
C* COOH
H
NH2
Cl
H3C — C — CH2 — CH2 + HCl
—
DOPAMINA
—
H
—
H
CH3 Cl
CH3
—
Ácido
carboxílico
—
DOPA
—
HO
RESOLUÇÃO:
—
HO
Na reação do cloro gasoso com 2,2-dimetilbutano, em presença de luz,
o número de compostos monoclorados que podem ser formados e que
não possuem, em sua molécula, carbono assimétrico é
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
—
Fenol
1. (FUVEST-SP) – A reação do propano com cloro gasoso, em
presença de luz, produz dois compostos monoclorados.
2 CH3CH2CH3 + 2 Cl2 →
Cl
|
→ CH3CH2CH2 — Cl + CH3 — C — CH3 + 2 HCl
|
H
—
RESOLUÇÃO:
a)
REAÇÕES ORGÂNICAS (I):
REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO
—
a) Identifique as funções orgânicas presentes em cada uma das duas
substâncias, dopa e dopamina.
b) Analise as fórmulas da dopa e da dopamina e decida se as
substâncias apresentam atividade óptica. Em caso positivo, copie a
fórmula estrutural correspondente para o espaço de resolução e
resposta, de uma ou de ambas as substâncias, assinalando na fórmula
o átomo responsável pela atividade óptica.
MÓDULO 20
—
3. (UNIFESP) – O Mal de Parkinson, doença degenerativa cuja
incidência vem crescendo com o aumento da duração da vida humana,
está associado à diminuição da produção do neurotransmissor
dopamina no cérebro. Para suprir a deficiência de dopamina,
administra-se por via oral um medicamento contendo a substância
dopa. A dopa é absorvida e transportada nessa forma para todo o
organismo, através da circulação, penetrando no cérebro, onde é
convertida em dopamina, através de reação catalisada por enzima
adequada, representada pela equação:
Carbono
assimétrico
RESOLUÇÃO:
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:48 Página 101
3. A presença do grupo NO2 ligado no anel benzênico faz com que a
substituição ocorra na posição meta (3).
A presença do grupo CH3 ligado no anel benzênico faz com que a
substituição ocorra tanto na posição orto (2) como para (4).
Complete:
NO2
a)
+ Cl2
CH3
b)
II. Correta.
Tanto o Br2 como o Cl2 reagem com o eteno (reação de adição):
Br Br
|
|
H2C = CH2 + Br2 → H2C — CH2
1,2-dibromoetano
III.Correta.
Tanto o Br2 como o Cl2 reagem com o H2 produzindo haleto de
hidrogênio:
H2 + Br2 → 2 HBr (brometo de hidrogênio)
H2 + Cl2 → 2 HCl (cloreto de hidrogênio)
Resposta: C
+ Cl2
RESOLUÇÃO:
NO2
NO2
a)
+ Cl2
Cl
+ HCl
2. (MACKENZIE-SP)
CH3
Cl
+ HCl
CH3
b)
+ Cl2
CH3
+ HCl
H2SO4
—
HC —
— C — CH3 + H2O ⎯⎯⎯→ ?
HgSO4
A respeito da reação orgânica acima e do(s) produto(s) obtido(s), são
feitas as seguintes afirmações:
I. Trata-se de uma reação de adição, com a formação de um álcool.
II. Há ocorrência de tautomeria no produto formado.
III. O produto possui isômeros ópticos.
IV. Essa reação pode ser utilizada para obtenção da propanona.
Cl
MÓDULO 21
REAÇÃO DE ADIÇÃO
1. (FUVEST-SP) – Na Tabela Periódica, o elemento químico bromo
(Br) está localizado no 4.o período e no grupo 7A (ou 17), logo abaixo
do elemento cloro (Cl). Com relação à substância simples bromo (Br2,
ponto de fusão – 7,2°C, ponto de ebulição 58,8°C sob pressão de
1 atm), um estudante de química fez as seguintes afirmações:
I. Nas condições ambientes de pressão e temperatura, o Br2 deve ser
uma substância gasosa.
II. Tal como o Cl2, o Br2 deve reagir com eteno. Nesse caso, o Br2
deve formar o 1,2-dibromoetano.
III.Tal como o Cl2, o Br2 deve reagir com H2, formando um haleto de
hidrogênio. Nesse caso, o Br2 deve formar o brometo de hidrogênio.
Estão corretas as afirmações
a) I e IV, somente.
c) II e IV, somente.
e) I, II e III, somente.
b) I e II, somente.
d) II, III e IV, somente.
RESOLUÇÃO:
A equação química do processo:
H OH
O
|
|
||
—
→
— C — CH3 + HOH → HC = C – CH3 ← H3C — C— CH3
HC —
enol
propanona
tautomeria
Corretas: II e IV
Resposta: C
É correto somente o que o estudante afirmou em
a) I.
b) I e II.
c) II e III.
d) I e III.
e) III.
RESOLUÇÃO:
As substâncias simples Cl2 e Br2 possuem elementos químicos que estão no
grupo 17 da Tabela Periódica, portanto, possuem propriedades químicas
semelhantes.
I. Errada.
O Br2, nas condições ambientes de pressão e temperatura, é líquido.
– 101
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 102
3. (UNESP) – O que ocorreu com a seringueira, no final do século
XIX e início do XX, quando o látex era retirado das árvores nativas
sem preocupação com o seu cultivo, ocorre hoje com o pau-rosa, árvore
típica da Amazônia, de cuja casca se extrai um óleo rico em linalol,
fixador de perfumes cobiçado pela indústria de cosméticos. Diferente
da seringueira, que explorada racionalmente pode produzir látex por
décadas, a árvore do pau-rosa precisa ser abatida para a extração do
óleo da casca. Para se obter 180 litros de essência de pau-rosa, são
necessárias de quinze a vinte toneladas dessa madeira, o que equivale
à derrubada de cerca de mil árvores. Além do linalol, outras substâncias
constituem o óleo essencial de pau-rosa, entre elas:
Considerando as fórmulas estruturais das substâncias I, II e III,
classifique cada uma quanto à classe funcional a que pertencem.
Represente a estrutura do produto da adição de 1 mol de água, em meio
ácido, também conhecida como reação de hidratação, à substância alfaterpineol.
RESOLUÇÃO:
I. Função → éter, II – função → hidrocarboneto e III → álcool (hidroxila).
• A reação de hidratação da substância alfaterpineol é:
RESOLUÇÃO:
Desidratação intramolecular:
170°C
H2C — CH2 ⎯⎯⎯⎯→ H2O + H2C = CH2
H2SO4
|
|
Eteno
OH H
Desidratação intermolecular:
140°C
H3C — CH2 — OH + HO — CH2 — CH3 ⎯⎯⎯⎯→
H2SO4
→ H2O + H3C — CH2 — O — CH2 — CH3
Etoxietano
Resposta: B
2. (ENEM – EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO – 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 CO2 a
menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2
emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como
diminuir a queima de gás de cozinha.
(Um hambúrguer ecológico? É pra já! 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.
RESOLUÇÃO:
A equação da queima completa do butano pode ser expressa por:
1 C4H10 + 13/2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O
1 mol
4 mol
MÓDULO 22
DESIDRATAÇÃO DE ALCOÓIS – COMBUSTÃO
1. (FGV-SP) – Quando o etanol é posto em contato com o ácido
sulfúrico, a quente, ocorre uma reação de desidratação, e os produtos
formados estão relacionados à temperatura de reação. A desidratação
intramolecular ocorre a 170°C e a desidratação intermolecular a 140°C.
Os produtos da desidratação intramolecular e da intermolecular do
etanol são, respectivamente,
a) etano e etoxieteno.
b) eteno e etoxietano.
c) etoxieteno e eteno.
d) etoxietano e eteno.
e) etoxieteno e etano.
102 –
Massa de butano necessária para reduzir a produção de 1 kg de CO2 pela
queima do butano:
produz
1 mol de C4H10 ⎯⎯⎯⎯→ 4 mol de CO2
↓
↓
58 g ––––––––––––––––– 4 x 44 g
x ––––––––––––––––– 1 kg
58
x = ––––– kg
4 x 44
x = 0,33 kg de C4H10
Resposta: B
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 103
3. (ENEM – EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO) – As
mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras
gerações são cada vez mais frequentes. A maior parte dos meios de
transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa
prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200 g
de dióxido de carbono por km percorrido.
(Revista Aquecimento Global. Ano 2, n.o 8.
Publicação do Instituto Brasileiro de Cultura Ltda.)
Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por
meio da combustão do octano, é possível a liberação de energia,
permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa
a reação química desse processo demonstra que
a) no processo há liberação de oxigênio, sob a forma de O2.
b) o coeficiente estequiométrico para a água é de 8 para 1 do octano.
c) no processo há consumo de água, para que haja liberação de
energia.
d) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do
octano.
e) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do
octano.
2. O etilômetro (popular “bafômetro”) deverá ser muito utilizado pelos
policiais para o controle do teor de álcool etílico ingerido pelos
motoristas, de acordo com a Lei n.o 11.705 (chamada Lei Seca). Num
dos tipos de bafômetro, a medida baseia-se na alteração da cor
alaranjada para a verde dos sais de cromo, decorrente da seguinte
reação:
3 CH3CH2OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 →
→ 3 CH3COOH + 2 Cr2(SO4)3 + 2 K2SO4 + 11 H2O
Sobre essa reação, podemos afirmar que
a) o íon dicromato se oxida e muda de cor.
b) o álcool se reduz e forma o ácido.
c) o número de oxidação dos sais de cromo varia de 5 unidades.
d) o número de oxidação do cromo no reagente é + 6 e no produto
é + 3.
e) o número de oxidação do cromo varia de + 7 para + 3.
RESOLUÇÃO:
RESOLUÇÃO:
A equação que representa a reação química desse processo é:
1 C8H18 + 25/2 O2 → 8 CO2 + 9 H2O
Para 1 de octano, o coeficiente estequiométrico do O2 é 12,5, do CO2 é 8 e
Resposta: D
da água é 9.
Resposta: D
MÓDULO 23
OXIDAÇÃO DE ALCOÓIS –
REDUÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS
1. Escreva as fórmulas estruturais dos compostos X, Y e Z de acordo
com os esquemas a seguir.
OH
|
[O]
[O]
I. H3C — C — H ⎯⎯→ X ⎯⎯→ Y
|
H
3. (UNAERP-SP – MODELO ENEM) – A figura abaixo mostra a
obtenção de um aldeído por meio de uma reação de oxidação. Quando
a mistura de KMnO4 com o reagente A entra em contato com o H2SO4
aquecido, forma-se o aldeído que, por ser a substância mais volátil,
passa para o estado de vapor. Assinale a alternativa que indica
corretamente o reagente A usado na oxidação e o nome do processo
usado para a separação do aldeído, respectivamente, conforme mostra
a figura:
OH
|
[O]
II. H3C — C — CH3 ⎯⎯→ Z
|
H
RESOLUÇÃO:
O
I. H3C — C
O
H3C — C
H
X
OH
Y
O
II. H3C — C — CH3
Z
a)
b)
c)
d)
e)
acetona – evaporação.
álcool primário – destilação.
álcool secundário – destilação.
acetona – destilação.
álcool – cristalização.
– 103
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 104
RESOLUÇÃO:
• Álcool primário oxida-se, produzindo aldeído.
• Álcool secundário oxida-se, produzindo cetona.
• Álcool terciário não se oxida.
O processo de separação é denominado destilação, pois temos a separação
de líquidos miscíveis. O aldeído é destilado, pois apresenta menor ponto de
ebulição.
Resposta: B
A essência, sintetizada a partir do ácido butanoico e do metanol, terá
cheiro de
a) banana.
b) kiwi.
c) maçã.
d) laranja.
e) morango.
RESOLUÇÃO:
O
H3C — CH2 — CH2 — C
⎯→
+ H O — CH3 ←⎯
OH
⎯→ H C — CH — CH — C
←⎯
3
2
2
4. Completar as equações químicas:
O
a) H3C — C
+
H2
O
+
O — CH3
H2O
A essência, sintetizada a partir do ácido butanoico e do metanol, terá cheiro
de maçã.
Resposta: C
catalisador
⎯⎯⎯⎯⎯→
H
O
||
catalisador
b) H3C — C — CH3 + H2 ⎯⎯⎯⎯⎯→
RESOLUÇÃO:
O
a) H3C — C
+ H2
H
OH
|
→ H3C — C — H
|
H
2. (ENEM – EXAME NACIONAL DO ENSINO MÉDIO – 2012) –
A própolis é um produto natural conhecido por suas propriedades
anti-inflamatórias e cicatrizantes. Esse material contém mais de 200
compostos identificados até o momento. Dentre eles, alguns são de
estrutura simples, como é o caso do C6H5CO2CH2CH3, cuja estrutura
está mostrada a seguir.
O
OH
||
|
b) H3C — C — CH3 + H2 → H3C — C — CH3
|
H
MÓDULO 24
ESTERIFICAÇÃO – LIPÍDIOS
1. (FUVEST-SP – MODELO ENEM) – O cheiro agradável das
frutas deve-se, principalmente, à presença de ésteres. Esses ésteres
podem ser sintetizados no laboratório, pela reação entre um álcool e um
ácido carboxílico, gerando essências artificiais, utilizadas em sorvetes
e bolos. A seguir, estão as fórmulas estruturais de alguns ésteres e a
indicação das respectivas fontes.
O
CH3
O
CH3
C
C
OCH2CH2CHCH3
Banana
O
CH3CH2CH2C
O
CH3
O
CH3CH2CH2C
OCH2(CH2)3CH3
Morango
104 –
RESOLUÇÃO:
O ácido carboxílico e o álcool capazes de produzir o éster em apreço por
meio da reação de esterificação são, respectivamente, ácido benzoico e
etanol.
OCH3
Kiwi
OCH3
Maçã
O ácido carboxílico e o álcool capazes de produzir o éster em apreço
por meio da reação de esterificação são, respectivamente,
a) ácido benzoico e etanol.
b) ácido propanoico e hexanol.
c) ácido fenilacético e metanol.
d) ácido propiônico e cicloexanol.
e) ácido acético e álcool benzílico.
C
OCH2(CH2)6CH3
Laranja
Resposta: A
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 105
3. (FUVEST-SP) – Os componentes principais dos óleos vegetais são
os triglicerídeos, que possuem a seguinte fórmula genérica:
b) A reação do triglicerídeo com o metanol (reação de transesterificação)
está representada a seguir:
O
||
H2C — O — C — R
O
||
HC — O — C — R’
O
||
H2C — O — C — R”
Nessa fórmula, os grupos R, R' e R" representam longas cadeias de
carbono, com ou sem ligações duplas.
A partir dos óleos vegetais, pode-se preparar sabão ou biodiesel, por
hidrólise alcalina ou transesterificação, respectivamente. Para preparar
sabão, tratam-se os triglicerídeos com hidróxido de sódio aquoso e,
para preparar biodiesel, com metanol ou etanol.
a) Escreva a equação química que representa a transformação de
triglicerídeos em sabão.
b) Escreva uma equação química que representa a transformação de
triglicerídeos em biodiesel.
RESOLUÇÃO:
a) A equação química da reação de hidrólise alcalina do triglicerídeo
(reação de saponificação) está a seguir:
– 105
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 106
FRENTE 3 – FÍSICO-QUÍMICA
MÓDULO 19
CINÉTICA QUÍMICA (II):
MECANISMO POR ETAPAS
1. (UECE) – Um óxido de nitrogênio se decompõe de acordo com a
reação 2 N2O5 → 4 NO2 + O2 e apresenta o seguinte mecanismo:
I.
N2O5 → NO2 + NO3 (etapa lenta)
II. NO3 → NO + O2 (etapa rápida)
III. NO + N2O5 → NO2 + N2O4 (etapa rápida)
RESOLUÇÃO:
Lei da velocidade:
v = k [H2O2] . [I–] . [H+]
I. Falsa.
A velocidade da reação diminui pela metade.
II. Falsa.
A velocidade aumenta duas vezes.
III.Correta.
IV. Correta.
A adição de base (OH–) implica a neutralização de íons H+:
H+ + OH– → H2O
A concentração de H+ irá diminuir, tornando a reação mais lenta.
Resposta: C
IV. N2O4 → 2 NO2 (etapa rápida)
Analisando os processos descritos acima, podemos afirmar, corretamente:
a) A reação é elementar.
b) A expressão da velocidade é v = k[N2O5].
c) Trata-se de uma reação de segunda ordem.
d) A etapa IV é determinante para o cálculo da velocidade.
RESOLUÇÃO:
A etapa I (lenta) é determinante para o cálculo da velocidade.
Resposta: B
2. (UCDB-MS) – A seguinte reação balanceada representa a oxidação
do íon iodeto por peróxido de hidrogênio em meio ácido:
H2O2 + 3 I– + 2 H+ → 2 H2O + I3–
Sendo o processo de primeira ordem em relação a cada um dos
reagentes, fazem-se as seguintes afirmações:
I. Diminuindo-se a concentração de peróxido de hidrogênio pela
metade, a velocidade da reação dobra.
II. Dobrando-se a concentração de iodeto, a velocidade da reação
aumenta oito vezes.
III.Dobrando-se a concentração do ácido, a velocidade da reação
aumenta duas vezes.
IV. A adição de base diminui a velocidade da reação.
Indique a alternativa correta.
a) Todas estão corretas.
b) Somente I, II e III estão corretas.
c) Somente III e IV estão corretas.
d) Somente III está correta.
e) Somente IV está correta.
106 –
3. (UFRS) – Para uma reação elementar do tipo:
A+2B→C
pode-se afirmar que
a) a velocidade de consumo de A é igual à velocidade de formação de
C.
b) a velocidade de consumo de B é a metade da velocidade de
formação de C.
c) a soma das velocidades de consumo de A e B é igual à velocidade
de formação de C.
d) a velocidade da reação é dada por v = k . [A] . [B].
e) a reação é de segunda ordem.
RESOLUÇÃO:
Reação elementar: v = k [A] . [B]2
A reação é de terceira ordem
A + 2B → C
1 mol
2 mol
1 mol
vA = vC , vB = 2 vC
Resposta: A
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 107
MÓDULO 20
EQUILÍBRIO QUÍMICO:
CONCEITO DE EQUILÍBRIO QUÍMICO
3. Qual dos modelos é mais adequado para representar um sistema no
qual há o equilíbrio
→ 2 HCl (g)?
H2 (g) + Cl2 (g) ←
1. (FATEC-SP) – Para que uma transformação química esteja em
estado de equilíbrio dinâmico, é necessário, entre outros fatores, que
a) os reagentes e produtos sejam incolores.
b) os reagentes e produtos estejam em estados físicos diferentes.
c) haja liberação de calor do sistema para o ambiente.
d) haja coexistência de reagentes e produtos no sistema.
e) as concentrações dos produtos aumentem com o tempo.
RESOLUÇÃO:
No equilíbrio dinâmico, as reações direta e inversa ocorrem simultaneamente e as concentrações dos reagentes e produtos ficam constantes;
logo, há a coexistência de produtos e reagentes.
Resposta: D
RESOLUÇÃO:
Sistema D, pois temos todas as substâncias presentes (H2, Cl2 e HCl).
Resposta: D
2. (UFSM-RS) – O gráfico a seguir mostra a variação, em função do
tempo, das concentrações de A, B, C e D durante uma reação química.
MÓDULO 21
KC E KP
1. (MACKENZIE-SP) – O gráfico mostra a variação da concentração
molar, em função do tempo e a uma dada temperatura, para um
determinado processo reversível representado pela equação genérica
→ 2 A (g).
3 A2(g) ←
3
Pedem-se
a) as concentrações em mol/L iniciais de A e B;
b) as concentrações em mol/L no equilíbrio de A e B;
c) as concentrações em mol/L no equilíbrio de C e D;
d) o tempo em que foi atingido o equilíbrio.
RESOLUÇÃO:
a) 3,5 mol/L
c) 3 mol/L
b) 0,5 mol/L
d) 10 min (concentração constante)
– 107
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 108
Dessa forma, segundo o gráfico, é incorreto afirmar que
a) o sistema entrou em equilíbrio entre 30 e 45 minutos.
b) a curva I representa a variação da concentração molar da substância
A2(g).
c) esse processo tem valor de KC = 0,064.
d) até atingir o equilíbrio, a velocidade média de consumo do reagente
é de 0,04 mol. L–1. min–1.
e) até atingir o equilíbrio, a velocidade média de formação do produto
é de 0,08 mol. L–1. min–1.
RESOLUÇÃO:
O sistema entrou em equilíbrio no tempo 37,5 minutos, portanto, entre 30
e 45 minutos.
A curva I representa a variação da concentração em mol/L da substância
A2(g), pois trata-se de um reagente.
12
[A3]2
∴ KC = 0,064
KC = –––––– ∴ KC = ––––––
2,53
[A2]3
Velocidade média até atingir o equilíbrio:
Velocidade de consumo do reagente
vm
A2
vm
A2
ΔM
= ––––––
Δt
1,5 mol/L
= –––––––––– ∴ vm = 0,04 mol/L . min
A2
37,5 min
Velocidade de formação do produto
vm
A3
ΔM
1 mol/L
= –––––– = –––––––––– ∴ vm = 0,027 mol/L . min
A3
Δt
37,5 min
Resposta: E
108 –
2. (UNESP-SP) – A produção de grafita artificial vem crescendo
significativamente, uma vez que grafita natural de boa qualidade para
uso industrial é escassa. Em atmosferas ricas em dióxido de carbono,
a 1 000 ºC, a grafita reage segundo a reação:
← 2 CO (g)
C (grafita) + CO2 (g) →
A 1 000 ºC, no estado de equilíbrio, as pressões parciais de CO e CO2
são 1,50 atm e 1,25 atm, respectivamente. Calcule o valor da constante
de equilíbrio (Kp) para a reação nessa temperatura.
RESOLUÇÃO:
C(grafita) + CO2 (g) →
← 2 CO (g)
A expressão da constante de equilíbrio em termos de pressão parcial é:
(pCO)2
Kp = ––––––––
(pCO2)
Como, no equilíbrio, as pressões parciais de CO e CO2 são, respectivamente, 1,50 atm e 1,25 atm, temos:
(1,50)2
Kp = –––––––– = 1,80
1,25
3. (FUVEST-SP – A uma determinada temperatura, as substâncias
HI, H2 e I2 estão no estado gasoso. A essa temperatura, o equilíbrio
entre as três substâncias foi estudado, em recipientes fechados,
partindo-se de uma mistura equimolar de H2 e I2 (experimento A) ou
somente de HI (experimento B).
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 109
Pela análise dos dois gráficos, pode-se concluir que
a) no experimento A, ocorre diminuição da pressão total no interior
do recipiente, até que o equilíbrio seja atingido.
b) no experimento B, as concentrações das substâncias (HI, H2 e I2)
são iguais no instante t1.
c) no experimento A, a velocidade de formação de HI aumenta com o
tempo.
d) no experimento B, a quantidade de matéria (em mols) de HI
aumenta até que o equilíbrio seja atingido.
e) no experimento A, o valor da constante de equilíbrio (K1) é maior
do que 1.
RESOLUÇÃO:
Experimento A:
→ 2 HI (g)
H2 (g) + I2 (g) ←
MÓDULO 22
CÁLCULO DAS QUANTIDADES NO EQUILÍBRIO
1. Num recipiente de volume 2 litros, foram introduzidos 0,8 mol de
X e 0,3 mol de Y, que reagiram segundo a equação:
→ Z (g)
2 X (g) + Y (g) ←
Atingido o equilíbrio a 80°C, constatou-se a presença de 0,2 mol de Z.
Qual o valor da constante de equilíbro KC nessa temperatura?
RESOLUÇÃO:
K1
2X
+
→
←
Y
Z
início
0,8
0,3
0
reage e forma
0,4
0,2
0,2
equilíbrio
0,8 – 0,4 = 0,4
0,3 – 0,2 = 0,1
0,2
No equilíbrio:
0,4 mol
[X] = –––––––– = 0,2 mol/L
2L
0,1 mol
[Y] = –––––––– = 0,05 mol/L
2L
0,2 mol
[Z] = –––––––– = 0,1 mol/L
2L
Experimento B:
→ H (g) + I (g)
2 HI (g) ←
2
2
K2
[Z]
0,1
KC = ––––––––– = ––––––––––– = 50
[X]2 . [Y]
(0,2)2 . 0,05
2. (MACKENZIE-SP) – Num recipiente adequado de 5 litros,
colocaram-se 8 mol de gás hidrogênio e 4 mol de gás nitrogênio. À
temperatura T, o equilíbrio foi atingido e verificou-se a presença de
3 mol de amônia no sistema. O valor do Kc é
N2 (g) + 3 H2 (g) →
← 2 NH3 (g)
a) 7,03
No instante t1, as concentrações são iguais apenas no experimento A (ver
gráficos).
A pressão total nos dois experimentos fica constante, pois as quantidades
de matérias (em mols) no início e no fim são iguais.
No experimento B, a quantidade de matéria de HI diminui com o tempo até
atingir o equilíbrio.
No experimento A, a velocidade de formação de HI diminui com o tempo,
pois no início o número de moléculas de H2 e I2 que reagem é maior.
No experimento A, o valor de K1 é maior que 1, pois a concentração de HI
é maior que a concentração dos reagentes (H2 e I2).
[HI]2
K1 = –––––––––
[H2] . [I2]
b) 2,7
c) 4,2
d) 2,1
RESOLUÇÃO:
Considere a tabela que representa o equilíbrio a seguir:
→
N2 (g)
+
3 H2 (g)
←
e) 3,1
2 NH3 (g)
início
4 mol
8 mol
0
reage e forma
1,5 mol
4,5 mol
3 mol
equilíbrio
2,5 mol
3,5 mol
3 mol
Cálculo da constante de equilíbrio:
3 2
––
[NH3]2
5
KC = –––––––– ⇒ KC = –––––––––––––
2,5
3,5 3
[H2]3[N2]
–––– –––
5
5
[HI]2 > [H2] . [I2] ∴ K1 > 1
Resposta: E
KC = 2,1
Resposta: D
– 109
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 110
3. (FUVEST-SP) – Um recipiente fechado de 1 litro contendo, inicial mente, à temperatura ambiente, 1 mol de I2 e 1 mol de H2 é aquecido
→ 2 HI (g),
a 300°C. Com isso, estabelece-se o equilíbrio H2 (g) + I2 (g) ←
2
cuja constante é igual a 1,0 . 10 . A concentração, em mol/L, de cada
uma das espécies, H2 (g), I2 (g) e HI (g), nessas condições é, respectivamente,
a) 0, 0, 2.
b) 1, 1, 10.
c) 1/6, 1/6, 5/3.
d) 1/6, 1/6, 5/6.
e) 1/11, 1/11, 10/11.
RESOLUÇÃO:
H2 (g)
+
→
←
I2 (g)
No relatório desse aluno sobre o experimento foram encontradas as
seguintes afirmações:
I. A 300 K, a pressão parcial do N2O4 é igual à pressão parcial do
NO2.
II. A coloração dos gases N2O4 e NO2 em equilíbrio dentro de um
balão imerso em água em ebulição é mais escura que em um balão
imerso em banho de gelo.
III. Mantida a temperatura de 300 K, ao diminuir o volume do balão
em que os gases NO2 e N2O4 se encontram em equilíbrio, obtém-se
uma nova condição de equilíbrio com Kp < 1,0.
IV. A reação de dissociação do N2O4 em NO2 é endotérmica.
2 HI (g)
início
1 mol
1 mol
0
reage e forma
gasta x
gasta x
forma 2x
equilíbrio
1–x
1–x
2x
Estão corretas somente as afirmações
a) I e III.
b) II e IV.
d) I, II e III.
e) II, III e IV.
c) III e IV.
RESOLUÇÃO:
I. Falsa.
A 300 K, a constante de equilíbrio Kp é dada pela expressão:
→ 2 NO (g)
N2O4 (g) ←
2
pNO2
[ HI ]2
(2x)2
KC = –––––––––– ∴ 1,0 . 102 = ––––––––––– ⇒
[ H2 ] . [ I2 ]
(1 – x) (1 – x)
2
Kp = ––––––––
pN O
2 4
(2x)2
5
2x
⇒ 1,0 . 102 = ––––––– ⇒ 10 = ––––– ⇒ x = ––
6
1–x
(1 – x)2
Como Kp = 1,0, temos:
pNO2
2
5
[ HI ] = –– mol/L
3
1
[ H2 ] = [ I2 ] = –– mol/L
6
1,0 = ––––––––
pN O
2 4
pN
Resposta: C
2O4
= pNO
2
2
II. Correta.
Pela tabela, observamos que aumentando a temperatura o valor de Kp
aumenta. Trata-se de uma reação endotérmica.
endotérmica
N2O4 (g)
incolor
MÓDULO 23
DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO
1. (PUC-SP) – A conversão do tetróxido de dinitrogênio em dióxido
de nitrogênio é representada pela seguinte equação:
→ 2 NO (g)
N2O4 (g) ←
2
incolor
castanho
Em um experimento didático, um aluno determinou as constantes de
equilíbrio em função das pressões parciais (Kp) dessa reação, como
ilustra a tabela.
Tabela: Constantes de equilíbrio (Kp) para a reação de dissociação do
N2O4.
110 –
temperatura (K)
Kp
300
1,0
400
48
500
1,7 x 103
⎯⎯⎯→ 2 NO2 (g)
←⎯⎯⎯ castanho
Quando a temperatura do sistema é diminuída de 100°C (água em
ebulição) para 0°C (banho de gelo), o equilíbrio é deslocado no sentido
da reação exotérmica (para a esquerda), aumentando a concentração de
N2O4 (incolor) e diminuindo a concentração de NO2 (castanho).
O sistema a 100°C é mais escuro que a 0°C.
III.Falsa.
Ao diminuir o volume do balão, haverá um aumento da pressão interna,
deslocando o equilíbrio no sentido da reação que ocorre com contração
de volume (para a esquerda),
→ 2 NO (g)
N2O4 (g) ←
2
1V
2V
mas o valor numérico de Kp se mantém inalterado, pois a temperatura
é constante (Kp = 1,0)
IV. Correta.
A dissociação do N2O4 em NO2 é endotérmica.
Resposta: B
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 111
2. (FATEC-SP) – A produção de alimentos para a população mundial
necessita de quantidades de fertilizantes em grande escala, sendo que
muitos deles se podem obter a partir do amoníaco.
Fritz Haber (1868-1934), na procura de soluções para a otimização do
processo, descobre o efeito do ferro como catalisador, baixando a
energia de ativação da reação.
Carl Bosch (1874-1940), engenheiro químico, colega de Haber,
trabalhando nos limites da tecnologia no início do século XX, desenha
o processo industrial catalítico de altas pressões e altas temperaturas,
ainda hoje utilizado como único meio de produção de amoníaco e
conhecido por processo de Haber-Bosch.
Controlar as condições que afetam os diferentes equilíbrios que
constituem o processo de formação desses e de outros produtos,
otimizando a sua rentabilidade, é um dos objetivos da Ciência/Química
e da Tecnologia para o desenvolvimento da sociedade.
(Disponível em:
nautilus.fis.uc.pt/spf/DTE/pdfs/fisica_quimica_a_11_homol.pdf.
Acesso em: 28.9.2012.)
Considere a reação de formação da amônia
→ 2 NH (g) e o gráfico, que mostra a influência
N2 (g) + 3 H2 (g) ←
3
conjunta da pressão e da temperatura no seu rendimento.
3. O Princípio de Le Chatelier estabelece:
Quando uma força atua em um sistema em equilíbrio, este reage no
sentido de diminuir o efeito da força.
Em um sistema fechado, considere a seguinte reação química em
equilíbrio:
→ Fe (s) + CO (g)
FeO (s) + CO (g) ←
2
Analise as afirmações a seguir.
I.
Aumentando a concentração de CO (g), o equilíbrio se desloca
para a direita.
II. Aumentando a concentração de CO (g), o equilíbrio não é
alterado.
III. Retirando CO (g), o equilíbrio se desloca para a esquerda.
IV. À adição de CO2 (g), o equilíbrio se desloca para a esquerda.
V. A adição de uma substância desloca o equilíbrio no sentido que irá
consumi-la.
VI. O equilíbrio só se desloca no sentido da formação dos produtos.
Está correto o que se afirma em
a) I e IV, apenas.
b) I, III, IV e VI, apenas.
c) II, apenas.
d) I, III, IV e V, apenas.
e) II, V e VI, apenas.
RESOLUÇÃO:
I. Correta.
↑ ⎯→
CO
II. Incorreta.
Desloca para a direita.
III.Correta.
←⎯ ↓
CO
(Ricardo Feltre. Química – vol. 2. São Paulo: Moderna, 2004.)
A análise do gráfico permite concluir, corretamente, que
a) a reação de formação da amônia é endotérmica.
b) o rendimento da reação, a 300 atm, é maior a 600°C.
c) a constante de equilíbrio (KC) não depende da temperatura.
d) a constante de equilíbrio (KC) é maior a 400°C do que a 500°C.
e) a reação de formação da amônia é favorecida pela diminuição da
pressão.
IV. Correta.
←⎯ ↑
CO2
V. Correta.
VI. Incorreta.
O equilíbrio também pode deslocar-se no sentido dos reagentes.
Resposta: D
RESOLUÇÃO:
Pelo gráfico apresentado, observa-se que a diminuição da temperatura
aumenta o rendimento da reação, portanto, a reação direta é exotérmica e
a constante de equilíbrio (KC) é maior a 400°C do que a 500°C.
A reação de formação da amônia é favorecida pelo aumento da pressão,
pois desloca o equilíbrio químico no sentido de contração de volume.
→ 2 NH (g)
N2 (g) + 3 H2 (g) ←
3
4V
2V
O rendimento da reação, a 300 atm, é maior a 200°C.
Resposta: D
– 111
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 112
MÓDULO 24
EQUILÍBRIO IÔNICO
1. (FUVEST-SP) – Observa-se que uma solução aquosa saturada de
HCl libera uma substância gasosa. Uma estudante de química procurou
representar, por meio de uma figura, os tipos de partículas que
predominam nas fases aquosa e gasosa desse sistema – sem representar
as partículas de água. A figura com a representação mais adequada seria
2. (UMC-SP) – Uma solução aquosa de um ácido fraco, HA, tem uma
concentração em mol/L inicial de 0,030 mol/L e encontra-se 2%
ionizada.
Calcule o valor da constante do equilíbrio Ki para a equação química:
→ H+ + A–.
HA ←
RESOLUÇÃO:
HA
Ao ser dissolvido em água, como o HCl é um ácido forte, a sua ionização
será praticamente total, de acordo com a equação química:
HCl (aq) ⎯→ H+ (aq) + Cl – (aq)
Concluímos que o esquema da alternativa c representa as situações citadas.
Resposta: C
112 –
H+
+
A–
Início
0,030
0
0
Reage e forma
0,02 . 0,030
0,02 . 0,030
0,02 . 0,030
Equilíbrio
≅ 0,030
6 . 10–4
6 . 10–4
[H+] . [A–]
Ki = –––––––––––
[HA]
RESOLUÇÃO:
No estado gasoso, as moléculas do HCl estão bem separadas, o que é uma
característica desse estado. O raio atômico do cloro é maior que o raio
atômico do hidrogênio.
H Cl
→
←
6 . 10–4 . 6 . 10–4
⇒ Ki = ––––––––––––––– = 1,2 . 10–5
0,030
3. (FECSFS-SP) – Dissolvendo-se acetato de amônio numa solução
de ácido acético, a constante de ionização do ácido, o grau de ionização
do ácido e a concentração hidrogeniônica, respectivamente,
a) aumenta, aumenta, aumenta.
b) diminui, diminui, diminui.
c) não se altera, diminui, diminui.
d) não se altera, aumenta, aumenta.
RESOLUÇÃO:
→ H+ + H CCOO–
H3CCOOH ←
3
→ H CCOO– + NH +
Adicionando H3CCOO–NH+4 ←
3
4
[H3CCOO–] aumenta → desloca o equilíbrio no sentido do H3CCOOH.
A constante de ionização não se altera (só depende da temperatura).
O grau de ionização do ácido diminui.
A concentração hidrogeniônica [H+] diminui.
Resposta: C
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FRENTE 1
MÓDULO 19
OXIDORREDUÇÃO: NÚMERO DE OXIDAÇÃO
1. O número de oxidação do manganês nos compostos MnO2,
MnCl2, HMnO4 e H2MnO4 é, respectivamente,
a) +4, +2, +7 e + 5.
b) +2, +4, +6 e + 7.
c) + 4, +2, +7 e +6.
d) +4, +2, +7 e +4.
2. (FUVEST-SP) – Na reação: H2S + I2 → S + 2 HI,
as variações dos números de oxidação do enxofre e do iodo são,
respectivamente,
a) + 2 para 0 e +1 para 0.
b) 0 para +2 e + 1 para 0.
c) 0 para –2 e –1 para 0.
d) 0 para –1 e –1 para 0.
e) –2 para 0 e 0 para –1.
3. (FATEC-SP) – O número de oxidação do carbono no íon
carbonato (CO3)2– é:
a) +3
b) +4
c) +6
d) –2
e) –4
4. A soma algébrica dos números de oxidação do iodo nas espécies
–
I2, I–, IO 4, NaIO3 é igual a:
a) –2
b) –12
c) +3
d) +11
e) +12
5. Determinar o número de oxidação dos elementos assinalados nos
compostos:
SO2
Fe3O4
Al2 (SO4)3
↑
↑
↑
MÓDULO 20
REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO –
OXIDANTE E REDUTOR
1. (FUVEST-SP) – Considere as seguintes reações químicas:
I. SO2 + H2O2 ⎯→ H2SO4
II. SO2 + H2O ⎯→ H2SO3
III.SO2 + NH4OH ⎯→ NH4HSO3
Pode-se classificar como reação de oxidorredução apenas
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e III.
e) II e III.
2. (UEFS-BA) – Considere-se a reação
Zn + Pb2+ ⎯→ Zn2+ + Pb
Pode-se afirmar que
a) Zn sofre oxidação, portanto é agente oxidante.
b) Zn sofre redução, portanto é agente redutor.
c) Pb2+ sofre redução, portanto é agente oxidante.
d) Pb2+ sofre oxidação, portanto é agente redutor.
e) Zn é agente oxidante e Pb2+ é agente redutor.
3. (UC-RS) – Considere a reação:
2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3
Indique a alternativa errada.
a) 2 Fe cederam 6 e–; Fe oxidou-se.
b) 2 Fe receberam 6 e–; Fe é o redutor.
c) 2 Fe cederam 6 e–; Fe é o redutor.
d) 3 Cl2 receberam 6 e–; Cl2 reduziu-se.
e) 3 Cl2 receberam 6 e–; Cl2 é o oxidante.
4. (FUVEST-SP) – Na reação
Fe3O4 + 4 CO ⎯→ 3 Fe + 4 CO2
utilizada na siderurgia para obtenção de ferro metálico, qual o elemento
oxidado e qual o elemento reduzido?
5. (VUNESP-SP – MODELO ENEM) – O ciclo do nitrogênio na
natureza pode ser representado pelo esquema seguinte:
N2(g) + O2(g) ⎯⎯⎯→ (NO)x
(I)
(II)
(VI)
(V)
–
⎯⎯⎯⎯⎯→ NO 3(aq)
NH3(g)
(IV)
proteínas
(III)
Nesse ciclo, o nitrogênio sofre um processo de
a) oxidação na etapa (V).
b) oxidação em todas as etapas.
c) redução na etapa (I).
d) redução na etapa (VI).
e) redução em todas as etapas.
MÓDULO 21
ACERTO DOS COEFICIENTES
POR OXIDORREDUÇÃO
1. Na equação: HBrO3 + SO2 + H2O ⎯→ Br2 + H2SO4
o agente oxidante, o agente redutor e os coeficientes são, respectivamente,
a) Br2, H2SO4 e 1, 5, 2, 1, 5.
b) HBrO3, SO2 e 1, 5, 2, 1, 5.
c) SO2, HBrO3 e 2, 5, 4, 1, 5.
d) HBrO3, SO2 e 2, 5, 4, 1, 5.
e) Br2, SO2 e 2, 5, 4, 1, 5.
2. (UC-GO) – Dada a reação:
MnO2 + HCl ⎯→ MnCl2 + H2O + Cl2
após o balanceamento, qual será o coeficiente do agente oxidante?
3. (VUNESP-SP) – A reação de dissolução do ouro em água-régia é
representada pela equação:
Au (s) + x NO3– (aq) + y Cl– (aq) + 6 H+ (aq) ⎯→
⎯→ AuCl4– (aq) + z NO2 (g) + 3 H2O
Os coeficientes x, y e z na equação são, respectivamente,
a) 1, 4 e 2.
b) 2, 6 e 3.
c) 4, 4 e 4.
d) 3, 4 e 3.
e) 1, 6 e 1.
– 113
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 114
4. (UEL-PR) – A espécie que está faltando na equação
10 Fe2+ + 2 MnO4– + 16 H+ → 10 Fe3+ + 2..... + 8 H2O
tem número de carga igual a:
a) 2–
b) 1–
c) 0
d) 1+
e) 2+
MÓDULO 23
ELETROQUÍMICA (I): PILHAS ELETROQUÍMICAS
1. (UF-PI) – Considere um sistema relativo a uma pilha de Mg e Zn.
5. (PUC-SP) – Sabe-se que cobre metálico reage com ácido nítrico
diluído e produz óxido de nitrogênio II, água e um composto iônico no
qual o cobre tem número de oxidação +2.
a) Formule e ajuste a equação da reação entre cobre e ácido nítrico
diluído.
b) Calcule a massa de metal que deve reagir com o ácido nítrico e
produzir 4,48 L de gás (CNTP), em um processo no qual o
rendimento é de 50%.
Dados: massa molar do Cu= 64 g/mol;
volume molar dos gases nas CNTP = 22,4 L/mol.
MÓDULO 22
REAÇÃO DE DESLOCAMENTO
Sabendo que os elétrons fluem do eletrodo de magnésio para o eletrodo
de zinco, podemos afirmar que
a) a reação não é espontânea.
b) o eletrodo de magnésio é o polo positivo.
c) o eletrodo de zinco é o catodo.
d) o eletrodo de zinco sofre corrosão.
e) a concentração de Mg2+ diminui.
2. (UFV-MG) – Considere a pilha, em funcionamento, esquematizada
a seguir.
1. (VUNESP-SP) – A reação entre alumínio metálico e cloreto de
cobre (II) produz cloreto de alumínio e cobre metálico.
a) Escreva a equação balanceada da reação.
b) Qual é o agente oxidante e qual é o agente redutor da reação?
2. (UNICAMP-SP) – Nas salinas, após a remoção da maior parte dos
sais da água do mar, sobra uma solução que contém ainda muitos
componentes, como o brometo (Br–). Borbulhando-se, nessa solução,
uma corrente de gás cloro (Cl2), numa certa temperatura, obtêm-se
vapores de bromo (Br2).
a) Escreva a equação da reação do brometo com o cloro.
b) Indique qual o oxidante e qual o redutor.
3. (VUNESP-SP) – Mergulha-se uma lâmina limpa de níquel em uma
solução azul de sulfato de cobre (II). Observa-se que a lâmina fica
recoberta por um depósito escuro e que, passado algum tempo, a solução se torna verde. Explique o que ocorreu
a) na lâmina de níquel;
b) na solução.
4. (FUVEST-SP) – O magnésio, quando em contato com a água,
reage lentamente, liberando um gás. Escreva a equação que representa
essa reação.
5. (FEEQ-CE) – Forma-se hidrogênio gasoso quando uma das
substâncias a seguir é acrescentada à água. Essa substância é
a) sódio metálico.
b) sulfeto de sódio.
c) carbonato de sódio.
d) bicarbonato de sódio.
e) hipoclorito de sódio.
114 –
A equação da reação total desta pilha é:
a) Zn0 + 2 Ag0 ⎯→ Zn2+ + 2 Ag+
b) Zn0 + 2 Ag+ ⎯→ Zn2+ + 2 Ag0
c) Zn2+ + 2 Ag0 ⎯→ Zn0 + 2 Ag+
d) Zn2+ + 2 Ag+ ⎯→ Zn0 + 2 Ag0
e) Zn0 + Zn2+ ⎯→ 2 Ag0 + 2 Ag+
3. (PUC-MG) – Na cela eletroquímica representada pela equação:
Ni0 + 2 Ag+ ⎯→ Ni2+ + 2 Ag0,
é correto afirmar que
a) os elétrons fluem, pelo circuito externo, da prata para o níquel.
b) o catodo é o eletrodo de níquel.
c) o eletrodo de prata sofre desgaste.
d) a prata sofre redução.
e) a solução de níquel irá diluir-se.
4. (FUR-RN) – Na pilha eletroquímica
Zn0 / Zn2+ || Cu2+ / Cu0, ocorrem reações de oxidorredução. Nesse
sistema, pode-se afirmar que,
a) no polo negativo, há oxidação de Cu0 a Cu2+.
b) no polo negativo, há oxidação de Zn0 a Zn2+.
c) no polo positivo, há oxidação de Cu0 a Cu2+.
d) no polo positivo, há oxidação de Zn0 a Zn2+.
e) no polo positivo, há redução de Zn2+ a Zn0.
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 115
5. (FUVEST-SP) – Deixando funcionar a pilha esquematizada na
figura, a barra de zinco vai-se desgastando e a de chumbo fica mais
espessa, em consequência da deposição de átomos neutros de Pb. No
início do experimento, as duas barras apresentavam as mesmas
dimensões. Represente, por meio de equações, o desgaste da barra de
zinco e o espessamento da barra de chumbo. Indique o sentido do fluxo
de elétrons no fio metálico.
4. (FUVEST-SP) – A corrosão do ferro, processo que se inicia pela
formação de íons de Fe2+, pode ser evitada colocando-se o ferro em
contato com um metal que se oxide mais facilmente. Dada a tabela de
potenciais de redução:
Semirreação
E0 (V)
Fe2+ + 2 e– = Fe
– 0,44
Mg2+
+2
e– =
Mg
– 2,37
+2
e–
= Zn
– 0,76
+2
e–
= Pb
– 0,13
Cu2+ + 2 e– = Cu
+ 0,34
Zn2+
Pb2+
a) Quais dos metais protegem o ferro da corrosão?
b) Escreva a reação entre o ferro e um dos outros metais mencionados,
indicando o potencial da pilha formada.
MÓDULO 24
ELETROQUÍMICA (II):
POTENCIAL DE REDUÇÃO E VOLTAGEM
1. (VUNESP) – O sulfato de alumínio, utilizado em tra ta mento
de água, pode ser fornecido em solução 1 mol/L. Essa solução pode
ser estocada em um tanque constituído de cromo metálico e não deve
ser estocada em um tanque constituído de magnésio metálico
(potenciais-padrão de redução E 0, em volts, a 25°C: Al = –1,67;
Cr = – 0,74; Mg = –2,38).
a) Explique essa afirmação com base na eletroquímica.
b) Escreva a equação da reação que ocorre entre a solução e o material do tanque.
5. (PUC-MG) – Considere os seguintes potenciais-padrão de redução:
→ Zn0 – 0,76 V
Zn2+ + 2 e– ←
→ Au0 + 1,50 V
Au3+ + 3 e– ←
Com base nessas informações, responda:
a) Qual é a reação catódica?
b) Qual é a reação anódica?
c) Qual é a reação global da pilha?
d) Qual é a d.d.p. da pilha?
6. (FUVEST-SP) – Três metais foram acrescentados a soluções
aquosas de nitratos metálicos, de mesma concentração, conforme
indicado na tabela. O cruzamento de uma linha com uma coluna
representa um experimento. Um retângulo escurecido indica que o
experimento não foi realizado; o sinal (–) indica que não ocorreu reação
e o sinal (+) indica que houve dissolução do metal acrescentado e
precipitação do metal que estava na forma de nitrato.
Cd
2. (PUC-SP) – Conhecendo as seguintes equações de meia-célula e os
respectivos potenciais-padrão de eletrodo (E0):
Sn2+ + 2 e–
→ Sn0
E0 = – 0,14 volt
+
–
0
Ag + e → Ag
E0 = + 0,80 volt
podemos concluir que a pilha eletroquímica que funciona segundo a
reação:
Sn0 + 2 Ag+ → Sn2+ + 2 Ag0
apresentará, nas condições-padrão, a seguinte diferença de potencial:
a) 0,54 volt
b) 0,66 volt
c) 0,94 volt
d) 1,46 volt
e) 1,74 volt
3. (MACKENZIE-SP) – Uma célula eletroquímica é constituída
pelas semicélulas Cr — Cr3+ e Ag — Ag+, cujos valores de potencial
E0 são:
Cr3+ (aq) + 3 e– →
E0 = – 0,75 volt
← Cr (s)
+
–
→
Ag (aq) + e ← Ag (s)
E0 = + 0,80 volt
Quando a célula está em funcionamento, é falsa a afirmação de que
a) o eletrodo no qual ocorre oxidação é o anodo da célula.
b) a tensão da célula é de 1,55 volt.
c) o cromo metálico reage e forma Cr3+ (aq).
d) os íons negativos e positivos se movimentam através da solução,
mas em sentidos opostos.
e) os elétrons passam através do voltímetro, da prata para o cromo.
Cd (NO3)2
Co (NO3)2
+
Pb (NO3)2
+
Co
Pb
–
–
–
+
Cada um dos metais citados, mergulhado na solução aquosa de concentração 0,1 mol/L de seu nitrato, é um eletrodo, representado por
Me Me2+, em que Me indica o metal e Me2+, o cátion de seu nitrato.
A associação de dois desses eletrodos constitui uma pilha. A pilha com
maior diferença de potencial elétrico e polaridade correta de seus
eletrodos, determinada com um voltímetro, é a representada por:
a) Cd | Cd2+ Pb2+ | Pb
b) Pb | Pb2+ Cd2+ | Cd
c) Cd | Cd2+ Co2+ | Co
d) Co | Co2+ Pb2+ | Pb
e) Pb | Pb2+ Co2+ | Co
Obs.:
|| significa ponte salina.
significa polo positivo.
significa polo negativo.
– 115
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FRENTE 2
MÓDULO 20
MÓDULO 19
REAÇÕES ORGÂNICAS (I):
REAÇÃO DE SUBSTITUIÇÃO
ISOMERIA ÓPTICA
4. (UNICAMP-SP) – A fórmula C3H8O representa um certo número
de isômeros.
a) Escreva a fórmula estrutural de cada isômero e identifique-os pelo
nome.
b) Algum desses isômeros apresenta atividade óptica? Justifique-o.
3. (FUVEST-SP) – Escrever a equação da reação de sulfonação do
benzeno, dando o nome do produto orgânico formado.
4. (CESGRANRIO-RJ) – Assinale, entre as alternativas abaixo, um
produto formado pela reação
+ Cl2
FeCl3
Cl
a)
<
3. (VUNESP-SP) – Esta questão se refere a derivados do ácido
propiônico (ácido propanoico).
a) Escreva as fórmulas estruturais dos isômeros que podem ser obtidos
a partir do ácido propiônico, substituindo-se um átomo de
hidrogênio ligado a carbono por um grupo – OH.
b) Um dos isômeros obtidos no item a apresenta também atividade
óptica e é conhecido como ácido lático. Com base nestas
informações, escreva o nome oficial do ácido lático.
2. (FUVEST-SP) – Na primeira etapa da reação de alcanos com cloro,
ocorre a troca de apenas um átomo de hidrogênio por um átomo de
cloro. Considerando somente esta etapa, quantos hidrocarbonetos
clorados diferentes podem formar-se ao reagirem 2-metilpropano e
cloro?
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
b)
<
<
2. (UERJ) – O ano de 1995 assinalou o centenário da morte de Louis
Pasteur, cientista francês, que, entre vários trabalhos, isolou moléculas
enantiômeras (isômeros ópticos) de sais de sódio e amônio do ácido
tartárico. Das substâncias abaixo, aquela que apresenta moléculas
enantiômeras é
a) 2-penteno.
b) 2-pentanol.
c) 2-pentanona.
d) 2-metilpentano.
1. (U.C. SALVADOR-BA) – Para se obter tetracloreto de carbono a
partir do metano, deve-se fazer reagir esse gás com
a) cloro.
b) cloreto de hidrogênio.
c) cloreto de sódio.
d) diclorometano.
e) 1,2-dicloroetano.
<
1. (ITA-SP) – Qual das substâncias abaixo pode ter isômeros ópticos,
ou seja, contém carbono quiral?
a) Fluorclorobromometano
b) 1,2 - dicloroeteno
c) metilpropano
d) dimetilpropano
e) butan-1-ol
<
Cl
<
<
<
5. (VUNESP-SP) – Observe a tabela:
c)
Composto
Tipo de isomeria
butan-2-ol
geométrica
hex-3-eno
óptica
d)
<
<Cl
e)
–
<Cl
<Cl
Cl
a) Associe cada composto ao respectivo tipo de isomeria.
b) Escreva as fórmulas estruturais e dê os nomes dos respectivos
isômeros.
6. (FUVEST-SP) – A molécula da vitamina C (ácido L-ascórbico) tem
a fórmula estrutural plana abaixo.
OH
HO
O
OH
O
OH
O número de grupos hidroxila ligados a carbono assimétrico é:
a) 0
b) 1
c) 2
d) 3
e) 4
116 –
5. (FEI-SP) – Substitui-se, no butano, um átomo de hidrogênio por
um átomo de cloro.
a) Escreva as fórmulas estruturais dos compostos possíveis de serem
formados nessa substituição.
b) Qual tipo de isomeria ocorre?
6. (UNIFESP) – As frases seguintes estão relacionadas com a descrição do acetileno.
I. É um gás em condições ambientais, que apresenta baixa solubilidade em água.
II. A relação entre os números de átomos de carbono e hidrogênio na
sua molécula é de 1:1.
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 117
III.As forças intermoleculares, no estado líquido, são do tipo van der
Waals.
IV. Reações de adição (por exemplo de H2 e HX) são típicas e fáceis de
ocorrer nesse composto.
2. (MACKENZIE-SP) – A fórmula estrutural do éter sulfúrico (nome
comercial), que é obtido pela desidratação intermolecular do etanol por
ação do ácido sulfúrico, é:
Duas dessas descrições se aplicam ao hidrocarboneto aromático mononuclear mais simples. Elas são
a) I e II.
b) I e III.
c) I e IV.
d) II e III.
e) II e IV.
b) H2C = CH2
a) CH3 — CH2 — O — CH2 — CH3
c) H3C — CH2 — OSO3H
d) H3C — CH2 — OH
e) H3C — O — CH3
MÓDULO 21
REAÇÃO DE ADIÇÃO
1. (IME-RJ) – Complete a reação:
2,3-dimetil-3-hepteno + HCl →
2. (VUNESP-SP) – Álcoois podem ser obtidos pela hidratação de
alcenos, catalisada por ácido sulfúrico. A reação de adição segue a regra
de Markovnikov, que prevê a adição do átomo de hidrogênio da água
ao átomo de carbono mais hidrogenado do alceno.
Escreva
a) a equação química balanceada da reação de hidratação catalisada do
but-1-eno;
b) o nome oficial do produto formado na reação indicada no item a.
3. (UFPE) – Na equação
CH3 — CH = CH2 + A → B, qual o reagente A que torna o produto
B opticamente ativo?
a) HI
b) H2O
c) Br2
d) H2
e) HCl
4. (UNICAMP-SP) – Um mol de hidrocarboneto cíclico insaturado,
de fórmula C6H10, reage com um mol de bromo (Br2), dando um único
produto. Represente, por meio de fórmulas estruturais, o
hidrocarboneto e o produto obtido na reação citada.
5. (FUVEST-SP) – Duas substâncias diferentes têm fórmula
molecular C6H12. Uma delas, quando submetida à atmosfera de
hidrogênio, na presença de um catalisador, reage com o gás e a outra
não.
a) Qual é a razão desta diferença de comportamento?
b) Escreva uma fórmula estrutural possível para cada uma dessas
substâncias.
MÓDULO 22
DESIDRATAÇÃO DE ALCOÓIS – COMBUSTÃO
1. (UNICAMP-SP) – Quando vapores de etanol passam sobre argila
aquecida, que atua como catalisador, há produção de um hidrocarboneto insaturado gasoso e vapor-d’água.
Esse hidrocarboneto reage com bromo (Br2), dando um único produto.
Dar a equação
a) da reação de formação do hidrocarboneto, indicando o nome deste;
b) da reação do hidrocarboneto com o bromo.
3. (FCC-BA) – Pela ação de catalisadores adequados, quando se
desidrata o metanol, obtém-se o éter dimetílico; quando se desidrata o
etanol, obtém-se o éter dietílico. Que produto, além desses dois citados,
pode ser obtido quando se desidrata uma mistura de metanol e etanol?
a) Propeno.
b) Buteno.
c) Éter dipropílico.
d) Éter propilbutílico.
e) Éter metiletílico.
4. (FUVEST-SP) – Existem na cidade de São Paulo alguns ônibus
movidos a “gasolixo”, combustível obtido pela fermentação do lixo.
a) Qual é a principal substância combustível do “gasolixo”?
b) Escreva a reação balanceada que representa a combustão dessa
substância.
5. (ITA-SP – MODELO ENEM) – Gás natural, um recurso energético cada vez mais importante no mundo, tem sido apontado como
um combustível “limpo”, porque sua combustão produziria menos
poluentes atmosféricos do que outros combustíveis fósseis, como, por
exemplo, os derivados de petróleo. Entre as opções a seguir, contendo
afirmações relacionadas com a combustão do gás natural, assinale a
única que contém a afirmação correta. A queima do gás natural
a) não produz dióxido de carbono.
b) não produz monóxido de carbono, mesmo em condições que
favorecem combustão incompleta.
c) produz apenas água, se as condições de combustão forem
adequadamente ajustadas.
d) praticamente não produz dióxido de enxofre, se o gás for purificado
previamente.
e) praticamente produz nitrogênio, se as condições de combustão
forem rigorosamente ajustadas.
6. (UE-GOIÁS – MODELO ENEM) – A prática cirúrgica na medicina, a partir do século XIX, conseguiu um grande avanço com o
advento da anestesia geral e da assepsia pré-operatória. O éter etílico
desempenhou um papel importante nessa área, pois apresentava
atividade anestésica mais potente do que os compostos químicos da
época, vindo a substituir o N2O (gás hilariante) e permitindo a anestesia
geral. Entretanto, nos dias de hoje, seu uso para este fim não é mais
comum. Este composto pode ser obtido pela reação de etanol com
ácido sulfúrico, mas, nesse caso, a temperatura deve ser devidamente
controlada para evitar-se a formação do eteno em vez do éter. Considerando a reação abaixo, que descreve as particularidades da reação de
obtenção do éter etílico a partir do etanol, assim como as características
químicas de reagentes e produtos, julgue as afirmações posteriores.
– 117
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 118
H2SO4
Eteno
180ºC
OH
Etanol
H2SO4
140ºC
O
Éter etílico
I. O éter etílico e o eteno foram obtidos respectivamente por reações
de eliminação e substituição.
II. O éter etílico apresenta maior pressão de vapor do que o etanol.
III.Comparando-se os três compostos orgânicos envolvidos nas reações, o etanol e o éter etílico apresentam respectivamente a maior
e a menor temperatura de ebulição.
Assinale a alternativa correta:
a) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras.
b) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras.
c) Apenas as afirmações II e III são verdadeiras.
d) Apenas a afirmação II é verdadeira.
5. (PUC-SP) – Um líquido incolor e de odor característico foi analisado. As observações estão resumidas a seguir:
I. a substância é bastante solúvel em água;
II. a combustão completa da substância produz quantidades
equimolares de gás carbônico e de água;
III.a redução da substância, utilizando-se gás hidrogênio e paládio
como catalisador, resulta em um álcool de fórmula molecular
C3H8O;
IV. a substância não sofre oxidação na presença de dicromato de
potássio em meio ácido, em condições brandas.
O líquido em questão é
a) éter dimetílico.
b) 2-metilpropan-2-ol.
d) propanona.
e) butanona.
c) propanal.
MÓDULO 24
MÓDULO 23
1. (UNITAU-SP)
H3 C
H3 C — CH 2 — CH 2 — CH 2 OH +
O
—
—
1. (UFMG) – O produto da oxidação de um álcool secundário é uma
cetona. Para obter a acetona, é conveniente partir do
a) etanol.
b) propan-2-ol.
c) propan-1-ol.
d) dimetilpropanol.
e) ciclopropanol.
ESTERIFICAÇÃO – LIPÍDIOS
H3 C
OH
2. (MACKENZIE-SP) – Um vinho, quando guardado em garrafa
aberta, “azeda” após certo tempo, transformando-se em vinagre. Esse
fenômeno ocorre porque, no álcool contido no vinho, ocorre uma
a) oxidação.
b) redução.
c) desidratação.
d) evaporação.
e) hidratação.
O
—
—
3. (UnB-DF) – Nas lojas de informática, é possível comprar frascos
contendo um líquido para limpeza de CDs dos “kits” de multimídia.
Julgue os itens seguintes, relativos a esse líquido, que é o 2-propanol
(isopropanol).
(1) O 2-propanol é mais volátil que o metanol.
(2) O 1-propanol e o 2-propanol são isômeros geométricos.
(3) O 2-propanol é mais solúvel em água que o metanol.
(4) A oxidação do 2-propanol no ambiente produz a propanona.
C
C — O — CH 2 — CH 2 — CH 2 — CH 3 + H2 O
A equação acima é uma reação de
a) hidrólise.
b) hidratação.
c) adição.
d) saponificação.
e) esterificação.
2. (UEL-PR) – Na sequência de transformações:
O
O
[O]
⎯⎯→ R — C
R—C
+
3+ + 11 H O
x C2H5OH + 2 Cr2O2–
7 + 16 H → y CH3COOH + 4 Cr
2
a) Quais os valores de x e y na equação? Indique os agentes oxidante
e redutor.
b) Se 0,3 mol de etanol for consumido, calcule quantos mols de íons
Cr3+ se formarão no processo.
118 –
R1 — OH
⎯⎯⎯⎯⎯→
OH
H
4. (VUNESP-SP) – A reação de etanol com o íon dicromato (Cr2O72– )
é a base do teste do bafômetro. O íon dicromato alaranjado, em
presença de etanol, transforma-se no íon Cr3+, que é verde. Forma-se,
também, ácido acético no processo. A equação química da reação que
ocorre, parcialmente balanceada, é:
—
OXIDAÇÃO DE ALCOÓIS –
REDUÇÃO DE ALDEÍDOS E CETONAS
O
→R—C
+
H2O
O — R1
estão representadas reações de
a) combustão e hidrólise.
b) oxidação e esterificação.
c) hidratação e saponificação.
d) descarboxilação e hidratação.
e) oxidação e hidrogenação.
,
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 119
3. (UFU-MG) – Ésteres, normalmente, são substâncias de odores
agradáveis e são bastante utilizados em substituição aos aromas
naturais de frutas e flores, em perfumes, doces e chicletes. O éster
responsável pelo aroma de maçã tem a fórmula estrutural abaixo:
H3C — CH — (CH2)2 — O — C — (CH2)2 — CH3
|
||
CH3
O
a) Dê a função e escreva as fórmulas estruturais dos compostos a partir
dos quais o éster pode ser formado.
b) Dê o nome dos compostos do item a, seguindo as normas da
IUPAC.
4. (FUVEST-SP) – % em mols de ácidos graxos na porção ácida
obtida na hidrólise de óleos vegetais:
PALMÍTICO ESTEÁRICO
(C16H32O2) (C18H36O2)
OLEICO LINOLEICO
(C18H34O2) (C18H32O2)
Óleo
de soja
11,0
3,0
28,6
57,4
Óleo
de milho
11,0
3,0
52,4
33,6
FRENTE 3
MÓDULO 19
CINÉTICA QUÍMICA (II):
MECANISMO POR ETAPAS
1. (FUVEST-SP) – O estudo cinético, em fase gasosa, da reação
representada por
NO2 + CO → CO2 + NO
mostrou que a velocidade da reação não depende de concentração de
CO, mas depende da concentração do NO2 elevada ao quadrado. Esse
resultado permite afirmar que
a) o CO atua como catalisador.
b) o CO é desnecessário para a conversão de NO2 em NO.
c) o NO2 atua como catalisador.
d) a reação deve ocorrer em mais de uma etapa.
e) a velocidade da reação dobra se a concentração inicial de NO2 for
duplicada.
2. A reação expressa pela equação
Comparando-se quantidades iguais (em mols) das porções ácidas
desses dois óleos, verifica-se que a porção ácida do óleo de milho tem,
em relação à do óleo de soja, quantidade (em mols) de:
5.
é
a)
b)
c)
d)
e)
ácidos saturados
ligações duplas
a)
igual
maior
b)
menor
igual
c)
igual
menor
d)
menor
maior
e)
maior
menor
(UFRS) – Um composto alimentar rico em triglicerídeos saturados
a gordura animal.
o óleo vegetal.
a gelatina.
a proteína de soja.
o doce de abóbora em calda.
6. (VUNESP-SP) – Um óleo vegetal combina-se com um certo
elemento em presença de níquel finamente dividido (catalisador) e
converte-se em gordura sólida (margarina). Qual é o elemento que
reage com o óleo e como se denomina a reação? Escreva a equação
química geral do processo.
7. (UNICAMP-SP) – A fórmula de um sabão é:
O
2 PQ + 2 R2 → P2 + 2 R2Q, a 100°C, apresenta o seguinte mecanismo:
I) 2 PQ + R2 → P2Q + R2Q (etapa lenta)
II) P2Q + R2 → P2 + R2Q (etapa rápida)
De acordo com o enunciado, julgue os itens:
(0) Dobrando a concentração de PQ, a velocidade da reação será
quadruplicada.
(1) Dobrando a concentração de R2, a velocidade da reação também
dobrará.
(2) Triplicando a concentração de PQ e de R2, a velocidade da reação
ficará nove vezes maior.
(3) A equação da velocidade de reação é v = k . [PQ]2 . [R2]2.
(4) A ordem global da reação é de terceira ordem.
3. (ITA-SP – MODELO ENEM) — Uma certa reação química é
representada pela equação:
2 A (g) + 2 B (g) → C (g),
na qual “A”, “B” e “C” significam as espécies químicas que são
colocadas para reagir. Verificou-se experimentalmente, numa certa
temperatura, que a velocidade desta reação quadruplica com a duplicação da concentração da espécie “A”, mas não depende das
concentrações das espécies “B” e “C”. Assinale a opção que contém,
respectivamente, a expressão correta da velocidade e o valor correto da
ordem da reação.
a) v= k[A]2 [B]2 e 4
d) v= k[A]2 e 4
CH3(CH2)14 — C
O–Na+
No processo de limpeza, uma parte da molécula do sabão liga-se às
gorduras e a outra à água. Qual parte se liga à gordura e qual se liga à
água? Por quê?
b) v= k[A]2 [B]2 e 3
e) v= k[A]2 e 2
c) v= k[A]2 [B]2 e 2
– 119
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 120
4. (UFRN) – Medidas da velocidade da reação:
–
2–
–
S2O2–
8 + 3 I → 2 SO4 + I3 ,
a uma dada temperatura, indicaram que a reação é de primeira ordem
em relação à concentração de S2O2–
e também de primeira ordem em
8
relação a I–. Qual é a alternativa que contém a afirmação incorreta?
a) A velocidade da reação é governada pela equação:
velocidade = k [S2O2–
] [I–], na qual k é a constante de velocidade
8
específica.
b) Há erro nas determinações experimentais, pois os coeficientes
obtidos são diferentes dos coeficientes da equação química
balanceada.
c) Se a concentração de S2O2–
for duplicada, enquanto são mantidas
8
constantes a temperatura e a concentração de I–, a velocidade da
reação duplicará.
d) Um aumento da temperatura aumenta a velocidade da reação, pois
aumenta o número de moléculas que têm energia igual ou superior
à energia de ativação da reação.
e) A adição de um catalisador ao sistema aumenta a velocidade da
reação, por fornecer um caminho alternativo de reação com menor
energia de ativação.
5. (UNICAMP-SP) – Soluções aquosas de água oxigenada (H2O2)
decompõem-se, dando água e gás oxigênio. A figura a seguir representa
a decomposição de três soluções de água oxigenada em função do
tempo, sendo que uma delas foi catalisada por óxido de ferro (III)
(Fe2O3).
a) Qual das curvas representa a reação mais lenta? Justifique em
função do gráfico.
b) Qual das curvas representa a reação catalisada? Justifique em
função do gráfico.
7. A reação 2 A + 2 B → 2 AB processa-se em etapas:
I)
II)
A + 2 B → AB2 (lenta)
AB2 + A → 2 AB (rápida)
A lei da velocidade é
a) v = k [A]2 . [B]2
c) v = k [A] . [B]2
e) v = k [B]2
b) v = k [A] . [B]
d) v = k [A]
8.
a)
b)
c)
d)
Ainda em relação à questão anterior, não podemos afirmar:
A reação é de 1.ª ordem em relação a A.
A reação é de 2.ª ordem em relação a B.
A reação é de ordem total 3.
A lei da velocidade foi determinada experimentalmente, e a partir
daí foi conhecido o mecanismo da reação.
e) A reação é exotérmica.
9. (UFRJ) – A oxidação do brometo de hidrogênio produzindo bromo
e água pode ser descrita em três etapas:
I) HBr (g) + O2 (g) → HOOBr (g)
(etapa lenta)
II) HBr (g) + HOOBr (g) → 2 HOBr (g)
(etapa rápida)
III)HOBr (g) + HBr (g) → Br2 (g) + H2O (g)
(etapa rápida)
a) Apresente a expressão da velocidade da reação de oxidação do
brometo de hidrogênio.
b) Utilizando a equação global da oxidação do brometo de hidrogênio,
determine o número de mols de Br2 produzido quando são
consumidos 3,2 g de O2.
Dado: Massa molar: O2: 32 g/mol.
MÓDULO 20
EQUILÍBRIO QUÍMICO:
CONCEITO DE EQUILÍBRIO QUÍMICO
6. (UNIP-SP) – Considerando a reação química
NO2 (g) + CO (g) → NO (g) + CO2 (g)
verifica-se que a velocidade (rapidez) dela é dada pela equação:
v = k [NO2]2
A etapa lenta do processo poderia ser:
a) 2 NO2 → NO3 + NO
b) NO2 + CO2 → NO3 + CO
c) NO3 + CO → NO2 + CO2
d) 2 NO2 + 2 CO → 2 NO + 2 CO2
e) 2 NO2 → NO + O3
120 –
1. (UnB-DF) – Acerca de um equilíbrio químico, são feitas várias
afirmativas. Quais são certas?
(1) A velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação
inversa.
(2) Ambas as reações (direta e inversa) ocorrem simultaneamente
(trata-se de um equilíbrio dinâmico).
(3) As características macroscópicas do sistema (desde que fechado)
não mais se alteram.
(4) Obrigatoriamente, as concentrações de todas as substâncias participantes do equilíbrio devem ser iguais.
2. Os três gráficos a seguir descrevem o desenvolvimento de reações,
desde seu início até atingirem o equilíbrio químico. Assinale a
alternativa correta no que diz respeito à caracterização de maior
concentração de reagentes e menor concentração de produtos após a
reação atingir seu equilíbrio.
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 121
6. (UFRN) – Considere os equilíbrios:
I.
⎯→ 2 NO (g)
N2O4 (g) ←⎯
2
II.
⎯→ 2 CO (g)
C (s) + CO2 (g) ←⎯
⎯→ CaO (s) + CO (g)
III. CaCO3 (s) ←⎯
2
⎯→ CH COO– (aq) + H O+ (aq)
IV. CH3COOH (aq) + H2O (l) ←⎯
3
3
Podem ser classificados como equilíbrios homogêneos
a) II e III.
b) I e II.
c) III e IV.
d) I e IV.
7. (UFMG) – O gráfico a seguir ilustra a cinética da reação:
2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g)
d) As alternativas a, b e c estão corretas.
e) Somente as alternativas a e c estão corretas.
3. (FATEC-SP) – Nas condições ambientes, é exemplo de sistema em
estado de equilíbrio uma
a) xícara de café bem quente.
b) garrafa de água mineral gasosa fechada.
c) chama uniforme de bico de Bunsen.
d) porção de água fervendo em temperatura constante.
4. Observe atentamente o gráfico abaixo.
De acordo com o gráfico, é correto afirmar:
a) No ponto A, as concentrações de SO2 e SO3 são máximas no
processo reacional.
b) A concentração de SO2 é reduzida a 1/3 de sua concentração inicial,
após 10s de reação.
c) Somente a concentração de SO2 é máxima no processo reacional,
após 10s de reação.
d) O ponto A representa o estado de equilíbrio reacional e, portanto,
após 10s não mais ocorre a formação de SO3.
e) A meia-vida da reação corresponde ao ponto A e ocorre aos 10 segundos.
MÓDULO 21
KC E KP
Em que instante podemos afirmar que a reação atingiu o equilíbrio?
a) t1
b) t2
c) t3
d) t4
e) t5
5.
(FUVEST-SP) – Considere a reação química
⎯→ 2 NO (g)
N2O4 (g) ←⎯
2
Analisando-se experimentalmente tal equilíbrio, constata-se (pela cor,
uma vez que reagentes e produtos têm cores diferentes) que a 25ºC
predomina N2O4 (g). Esboce um gráfico (concentração x tempo), desde
o início até o equilíbrio, que reflita tal verificação experimental.
1. (UNIP-SP) – Assinale a expressão da constante de equilíbrio em
termos de concentração (KC) para a reação:
⎯→ CaCO (s)
CO2 (g) + CaO (s) ←⎯
3
[CaCO3]
a) KC = ––––––––––—
[CO2]. [CaO]
[CO2] . [CaO]
b) KC = –––––––––––––
[CaCO3]
c) KC = [CO2]
1
d) KC = –––––––
[CO2]
[CaCO3]
e) KC = ––––––––
[CaO]
– 121
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2. (FEQL-SP) – Considere o sistema em equilíbrio químico, a uma
certa temperatura, cuja constante de equilíbrio (KC) vale 10:
⎯→ 2 NOCl (g)
Cl2 (g) + 2 NO (g) ←⎯
Nesse equilíbrio, existem 0,2 mol/L de NO e 0,4 mol/L de Cl2. Pedem-se:
a) a expressão da constante de equilíbrio;
b) a concentração do NOCl nesse equilíbrio.
3. (PUC-SP) – Na reação de solução de ácido clorídrico com zinco
metálico, o gráfico que melhor representa o comportamento das espécies
em solução é:
a) Efetue os cálculos necessários e conclua se a mistura A se encontra
ou não em situação de equilíbrio.
b) Efetue os cálculos necessários e conclua se a mistura B se encontra
ou não em situação de equilíbrio.
5. (MODELO ENEM) – Um grupo de pesquisadores químicos
apresentou relatório contendo resultados de estudos sobre processos
alternativos para a produção de substância de vital importância para a
população.
Considerando-se as constantes de equilíbrio, usadas como critério de
escolha e apresentadas a seguir, para cada processo, espera-se que o
responsável opte pelo processo:
Zn (s) + 2 HCl (aq) ⎯→ ZnCl2 (aq) + H2 (g)
Processo
KC
a)
I
0,01
b)
II
0,1
c)
III
1
d)
IV
10
e)
V
100
6. (FUVEST-SP) – No gráfico, estão os valores das pressões parciais
de NO2 e de N2O4, para diferentes misturas desses dois gases, quando,
a determinada temperatura, é atingido o equilíbrio:
2 NO2 (g) →
← N2O4 (g)
4. (VUNESP-SP) – O equilíbrio gasoso
⎯→ 2 NO
N2O4 ←⎯
2
Com os dados desse gráfico, pode-se calcular o valor da constante (Kp)
do equilíbrio atingido, naquela temperatura. Seu valor numérico
épróximo de:
a) 1
b) 2
c) 4
d) 8
e) 12
apresenta, a uma dada temperatura, constante de equilíbrio KC = 2.
Nessa temperatura, foram feitas duas misturas diferentes, A e B, cada
uma acondicionada em recipiente fechado, isolado e distinto. As condições iniciais estão mostradas na tabela a seguir.
MÓDULO 22
CÁLCULO DAS QUANTIDADES NO EQUILÍBRIO
Mistura
122 –
[NO2] / mol/L
10–2
A
2x
B
2 x 10–1
[N2O4] / mol/L
2x
10–4
1 x 10–3
1. (UFPE) – O valor da constante de equilíbrio para a reação
⎯→ isobutano
butano ←⎯
é 2,5. 140 mol de butano são injetados num botijão de 20 litros. Quando
o equilíbrio for atingido, quantos mols de butano restarão?
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 123
2. (UFMG) – Quando um mol de amônia é aquecido num sistema
fechado, a uma determinada temperatura, 50% do composto se
dissocia, estabelecendo-se o equilíbrio:
⎯→ 1 N (g) + 3 H (g)
2 NH3 (g) ←⎯
2
2
A soma das quantidades de matéria, em mol, das substâncias presentes
na mistura em equilíbrio é
a) 3,0
b) 2,5
c) 2,0
d) 1,5
e) 1,0
3. (UFRJ) – Uma das reações para produção do metanol é dada por
⎯→ CH OH (g)
CO (g) + 2 H2 (g) ←⎯
3
No gráfico a seguir, a reta representa a variação do número de mols de
hidrogênio em função do número de mols de metanol, para diversas
condições da reação.
a) Escreva a equação química balanceada para a reação entre a
hidrazina e o dióxido de nitrogênio.
b) Qual das curvas do gráfico representa as variações da concentração
de vapor-d’água no tempo? Justifique-o.
c) Qual a coordenada de tempo em que o sistema gasoso atinge o
estado de equilíbrio? Justifique-o.
6. (ESAM-SP) – Considere o equilíbrio entre isômeros.
CH2
→
← CH3 — CH = CH2
H2C — CH2
(ciclopropano)
(propeno)
Aquecendo um mol de ciclopropano num recipiente fechado, o equilíbrio é atingido a t°C quando 0,25 mol dessa substância se transformou
em propeno. Aquecendo à mesma temperatura 10 mols de propeno, o
número de mols desta substância no equilíbrio será igual a
a) 1,0
b) 2,5
c) 4,5
d) 5,0
e) 7,5
MÓDULO 23
DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO
O ponto P representa uma situação de equilíbrio, a uma dada
temperatura.
Calcule a constante de equilíbrio (KC) nesse ponto, quando, no início
da reação, estão presentes 2 mol de H2 e 2 mol de CO num volume de
1 litro.
4. Suponha uma reação química genérica do tipo:
⎯→ AB,
A + B ←⎯
ocorrendo a volume constante e igual a 1L, que é iniciada com 2 mol
de A e com 2 mol de B. Ao atingir o equilíbrio, temos 0,5 mol de A. A
constante de equilíbrio será
a) 0,5
b) 1,5
c) 3,0
d) 4,0
e) 6,0
5. (UFPR) – Os gases hidrazina (N2H4) e dióxido de nitrogênio
reagem, produzindo vapor-d’água e gás dinitrogênio (nitrogênio
molecular). O processo da reação de 0,4 mol de hidrazina e 0,4 mol de
dióxido de nitrogênio em um recipiente fechado, à temperatura
ambiente, pode ser representado pelo gráfico a seguir.
1. (UFJF-MG) – Dado o sistema em equilíbrio químico abaixo:
⎯→ 2 NH (g) + 4 H O (g),
2 NO2 (g) + 7 H2 (g) ←⎯
3
2
indique qual a providência, de acordo com o Princípio de Le Châtelier,
que poderia ser tomada para favorecer o deslocamento do sistema no
sentido da formação de amônia:
a) Um aumento da quantidade de água.
b) Uma diminuição do número de mols de H2.
c) Uma diminuição da pressão.
d) Uma diminuição simultânea nas concentrações de NO2 e H2.
e) Um aumento da concentração de NO2.
2. (UFOP-MG) – Considere a reação
PCl3 (g) + Cl2 (g) →
ΔH = –22 kcal,
← PCl5 (g),
em equilíbrio, a 25˚C.
Assinale a alternativa incorreta.
a) O aumento de temperatura favorece a formação dos reagentes.
b) Aumentando a concentração de PCl5 (g), o equilíbrio desloca-se
para a esquerda.
c) A presença do catalisador não altera o equilíbrio.
d) Aumentando a pressão, formam-se mais reagentes.
e) Diminuindo o volume, forma-se mais produto.
3. Indique a alternativa falsa em relação ao equilíbrio químico dado
pela reação abaixo:
⎯→ NO (g) + CO (g) ΔH = 54 kcal/mol
NO2 (g) + CO (g) ←⎯
2
a) Injetando-se NO, desloca-se para os reagentes.
b) Injetando-se NO2, desloca-se para os produtos.
c) Não é afetado por alteração de pressão.
d) Não é afetado por alteração de temperatura.
e) Adicionando-se um catalisador ao sistema em equilíbrio, este não
se altera.
4. (UFPA) – A dimerização do NO2 a N2O4 depende da temperatura.
O equilíbrio das duas espécies pode ser representado por
⎯→ N O (g)
2 NO2 (g) ←⎯
2 4
– 123
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 124
Sabendo-se que a espécie NO2 é de cor castanha e o dímero N2O4,
incolor, e que um aumento de temperatura em uma ampola de vidro
fechada, contendo os dois gases em equilíbrio, faz com que a cor
castanha se torne mais intensa, diga se a reação de dimerização é
endotérmica ou exotérmica. Justifique-o.
5. Num balão de 10 litros de capacidade, mantido numa temperatura
de 200˚C, são colocados 10 mol de N2O4. O gráfico a seguir representa
algumas transformações que se processaram no sistema:
⎯→ 2 NO (g)
N2O4 (g) ←⎯
2
MÓDULO 24
EQUILÍBRIO IÔNICO
1. (UFRS) – Considere a tabela de valores de Ka das substâncias
abaixo.
Substância
Ka
CH3 — COOH
OH
Da análise do gráfico, pode-se concluir que
a) o traçado I representa a situação do NO2 no sistema.
b) a adição de NO2 ao sistema leva ao equilíbrio em D.
c) em A, um novo equilíbrio é atingido.
d) em B, o sistema caminha para o equilíbrio.
e) em C, o equilíbrio se desloca para a direita.
6. (FUVEST-SP) – A reforma do gás natural com vapor de água é um
processo industrial de produção de hidrogênio, em que também se gera
monóxido de carbono. O hidrogênio, por sua vez, pode ser usado na
síntese de amônia, na qual reage com nitrogênio. Tanto a reforma do
gás natural quanto a síntese da amônia são reações de equilíbrio. Na
figura, são dados os valores das constantes desses equilíbrios em
função dos valores da temperatura. A curva de K1refere-se à reforma
do gás natural e a de K2, à síntese da amônia. As constantes de
equilíbrio estão expressas em termos de pressões parciais, em atm.
a) Escreva a equação química balanceada que representa a reforma do
principal componente do gás natural com vapor-d’água.
b) Considere um experimento a 450°C, em que as pressões parciais
de hidrogênio, monóxido de carbono, metano e água são,
respectivamente, 0,30; 0,40; 1,00 e 9,00 atm. Nessas condições, o
sistema está em equilíbrio químico? Justifique sua resposta por
meio de cálculos e análise da figura.
c) A figura permite concluir que uma das reações é exotérmica e a
outra, endotérmica. Qual é a reação exotérmica? Justifique sua
resposta.
124 –
1,8 . 10–5
1,3 . 10–10
H2O
1,0 . 10–14
CH3 — CH2OH
1,0 . 10–16
Com base nesses valores, a ordem correta de acidez é:
a) água < álcool < fenol < ácido carboxílico.
b) álcool < ácido carboxílico < água < fenol.
c) álcool < água < fenol < ácido carboxílico.
d) fenol > ácido carboxílico > água > álcool.
e) fenol > álcool > água > ácido carboxílico.
2. (FUVEST-SP) – Valor numérico da constante de ionização do
ácido acético = 1,8 . 10–5.
Dada amostra de vinagre foi diluída com água até se obter uma solução
de [H+] = 1 . 10–3 mol/L (pH = 3).
Nessa solução, as concentrações em mol/L de CH3COO– e de
CH3COOH são, respectivamente, da ordem de:
a) 3 . 10–1 e 5 . 10–10
b) 3 . 10–1 e 5 . 10–2
c) 1 . 10–3 e 2 . 10–5
d) 1 . 10–3 e 5 . 10–12
e) 1 . 10–3 e 5 . 10–2
3. (PUC-MG) – Refrigerantes possuem grande quantidade de gás
carbônico dissolvido. A equação a seguir representa, simplificadamente, o equilíbrio envolvendo esse gás em solução aquosa:
→ HCO – (aq) + H+ (aq)
CO2 (g) + H2O (l) ←
3
O equilíbrio é deslocado para a direita, quando se adiciona
a) ácido sulfúrico.
b) sacarose.
c) ácido acético.
d) cloreto de sódio.
e) hidróxido de sódio.
4. (FUVEST-SP) – Em uma solução aquosa diluída e avermelhada
do indicador HA, há o equilíbrio:
→ H + + A–
HA ←
sendo a espécie HA de cor vermelha e a espécie A– de cor azul.
a) O que se observa se, a esta solução, for adicionado hidróxido de
sódio em excesso?
b) Escreva as equações químicas correspondentes às reações que
ocorreram pela adição do hidróxido.
5. (UNICAMP-SP) – O alumínio é um dos metais que reagem
facilmente com íons H+, em solução aquosa, liberando o gás hidrogênio. Soluções em sepa rado de três ácidos, de concentração
0,1 mol/L, foram colocadas para reagir com amostras de alumínio de
mesma massa e formato, conforme o esquema.
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 125
Dado: massa molar do HNO2 = 47 g/mol
a) 47 mg e 10–3 mol/L.
b) 94 mg e 5 x 10–4 mol/L.
c) 94 mg e 2 x 10–3 mol/L.
d) 141 mg e 10–3 mol/L
e) 141 mg e 2 x 10–3 mol/L.
Ácidos:
Ácido acético: Ka = 2 . 10–5
Ácido clorídrico: Ka = muito grande
Ácido monocloroacético: Ka = 1,4 . 10–3
a) Em qual das soluções a reação é mais rápida? Justifique.
b) Segundo o esquema, como se pode perceber que uma reação é mais
rápida do que outra?
6. (PUC-SP) – O ácido nitroso (HNO2) pode ser considerado um
ácido moderado, devido ao seu grau de ionização. Sua reação de
ionização em água pode ser representada pela equação a seguir:
→ H+ (aq) + NO– (aq)
HNO2 (aq) ←
2
Ka = 5 x 10–4
7. (UNICAMP-SP) – Antes das provas de 100 e 200 metros rasos,
quando da Olimpíada de Pequim, viu-se, como prática comum, os
competidores respirarem rápida e profundamente (hiperventilação) por
cerca de meio minuto. Essa prática leva a uma remoção mais efetiva do
gás carbônico dos pulmões imediatamente antes da corrida e ajuda a
aliviar as tensões da prova. Fisiologicamente, isso faz o valor da
concentração de H+ sanguínea se alterar.
a) Mostre com uma equação química e explique como a hiperventilação faz o valor da concentração de H+ sanguínea se alterar.
b) Durante esse tipo de corrida, os músculos do competidor produzem
uma grande quantidade de ácido lático, CH3CH(OH)COOH, que é
transferido para o plasma sanguíneo. Qual é a fórmula da espécie
química predominante no equilíbrio ácido-base dessa substância no
plasma, ao término da corrida? Justifique com cálculos.
Dados: Ka do ácido lático = 1,4 x 10–4. Considere a concentração de
H+ = 5,6 x 10–8 mol L–1 no plasma.
Preparou-se um litro de solução aquosa de ácido nitroso que apresenta
[H+] = 1 x 10–3 mol/L. Nessas condições, a massa de HNO2 utilizada
para preparar a solução e a concentração de HNO2 não dissociado
presente no sistema final são, respectivamente:
2)
FRENTE 1
MÓDULO 19
1)
5)
C
2) E
4+
8/3+
SO2
Fe3O4
4+
1–
2+
0
1 MnO2 + 4 HCl ⎯⎯→ 1 MnCl2 + 2 H2O + 1 Cl2
red Δ = 2
oxi Δ = 1
3) B
4) D
ramal oxi esc. Cl2
1.2=2⇒1
1 Cl2
ramal red esc. MnCl2
2.1=2⇒1
1 MnCl2
MnO2 oxidante, coeficiente: 1
6+
Al2 (SO4)3
MÓDULO 20
3) D
4) E
5) a)
1)
A
2) C
3) B
4) 8/3+ 2–
2+ 2–
0
4+ 2–
Fe3 O4 + 4 CO ⎯⎯→ 3 Fe + 4 CO2
redução
oxidação
elemento Fe sofreu redução
5) A
MÓDULO 21
0
5+
2+
2+
3 Cu + 8 HNO3 ⎯⎯→ 3 Cu (NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
oxi Δ = 2
red Δ = 3
ramal oxi esc. Cu (NO3)2
ramal red esc. NO
2.1=2
3.1=3
3 Cu (NO3)2
2 NO
elemento C sofreu oxidação
b) 3 mol de Cu ⎯→ 0,5 . 2 mol de NO
3 . 64 g ⎯→ 0,5 . 2 . 22,4 L
x ⎯→ 4,48 L
x = 38,4 g
1) D
– 125
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 126
d) ΔE = Emaior – Emenor
MÓDULO 22
1) a)
b)
2) a)
b)
0
ΔE = + 1,50 V – (– 0,76 V)
2+
3+
ΔE = + 2,26V
0
2 Al + 3 CuCl2 ⎯→ 2 AlCl3 + 3 Cu
oxi
red
redutor: Al ;
6)
oxidante: CuCl2
Cl2 + 2 Br– ⎯→ 2 Cl– + Br2
oxidante: Cl2;
redutor: Br–
Pelos dados fornecidos pela tabela, temos:
a) Cd + Co2+ → ocorre reação; podemos concluir que o metal
cádmio é mais reativo que o metal cobalto.
b) Cd + Pb2+ → ocorre reação; podemos concluir que o metal
cádmio é mais reativo que o metal chumbo.
c) Co + Pb2+ → ocorre reação; podemos concluir que o metal
cobalto é mais reativo que o metal chumbo.
A ordem de reatividade dos três metais será:
Cd > Co > Pb
A pilha que apresentará maior potencial será formada
pelos metais Cd e Pb.
3) Ni + CuSO4 ⎯→ NiSO4 + Cu
a)
A lâmina foi recoberta pelo Cu.
b)
A solução apresenta íons Ni2+.
4) Mg + 2 HOH ⎯→ Mg (OH)2 + H2
5) A
MÓDULO 23
1) C
2) B
5) Zn (s) ⎯→ Zn2+ (aq)
3) D
+
4) B
As semirreações que ocorrerão serão:
Anodo:
Cd0 → Cd 2+ + 2 e–
(polo negativo)
2 e–
Pb2+ (aq) + 2 e– ⎯→ Pb (s)
Catodo:
Pb2+ + 2 e– → Pb0
(polo positivo)
Portanto, teremos a pilha de maior diferença de potencial
representada por:
Os elétrons fluem do eletrodo de Zn para o eletrodo de Pb.
MÓDULO 24
Cd | Cd 2+ || Pb2+ | Pb
Resposta: A
→ 2 Au0
c) 2 Au3+ + 6 e– ←
→ 3 Zn2+ + 6 e–
3 Zn0 ←
––––––––––––––––––––––––––––––
→ 2 Au0 + 3 Zn2+
3 Zn0 + 2 Au3+ ←
126 –
H
O
O
3) a) H3 C — C — C
OH
OH
H
O
H2 C — CH2 — C
OH
—
—
→ Au0
a) Au3+ + 3 e– ←
2+
–
b) Zn0 →
← Zn + 2 e
2) B
b) H3 C — C* — C
OH
OH
ácido 2-hidroxipropanoico
—
a) Mg ou Zn, pois têm menor Ered que o ferro.
b) Mg + Fe2+ ⎯→ Mg2+ + Fe ΔE = 1,93 V
A
—
4)
1)
—
3) E
—
—
C
—
—
2)
MÓDULO 19
—
b) 3 Mg (s) + 2 Al 3+ (aq) ⎯→ 3 Mg2+ (aq) + 2 Al 0 (s)
5)
FRENTE 2
— —
a) Cátion
em solução, na presença de metal Mg, sofre
redução, pois tem maior potencial de redução. Já no
tanque de cromo, nada ocorre, pois Ered Al 3+ < Ered Cr3+.
— —
1)
Al 3+
OH
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 127
OH
|
4)
3)
H + HOSO3 H
a) H3C — CH2 — CH2
SO3 H + H2 O
ácido benzenossulfônico
propan-1-ol
4)
E
Cl
OH
|
|
5)
H3C — CH — CH3
a) H3C — CH2 — CH2 — CH2
1-clorobutano
propan-2-ol
Cl
H3C — O — CH2 — CH3
metoxietano
|
H3C — C — CH2 — CH3
|
b) Não, pois nenhum tem carbono assimétrico.
H
2-clorobutano
5)
a) butan-2-ol – óptica
hex-3-eno – geométrica
b) O 2-clorobutano apresenta isomeria óptica, pois tem carbono quiral (2). Há também isomeria de posição entre as
duas moléculas.
b)
H
6)
—
—
H
OH
butan-2-ol dextrogiro
HO
butan-2-ol levogiro
ou
H
—
—
H
O hidrocarboneto aromático mononuclear mais simples é o
benzeno, de fórmula:
—
—
H3 C — CH2 — C — CH3 H3 C — C — CH2 — CH3
—
—
C=C
CH2 — CH3
H3 C — CH2
cis-hex-3-eno
CH2 — CH3
—
—
H
I.
—
—
C=C
H
H3 C — CH2
trans-hex-3-eno
A fórmula estrutural do ácido ascórbico:
HO
—
—
6)
C=C
Falsa. É líquido em condições ambientais, que apresenta
baixa solubilidade em água.
II. Verdadeira. Sua fórmula molecular é C6H6. A relação
entre os números de átomos de carbono e hidrogênio na
molécula é de 1:1.
III. Verdadeira. As forças intermoleculares, no estado líquido,
são do tipo van der Waals.
IV. Falsa. Reações de substituição são típicas e fáceis de
ocorrer nesse composto.
Resposta: D
OH
MÓDULO 21
OH
A
—
H
Cl
H3 C — C — C — C — C — C — CH3
H2 H2 H2
CH3 CH3
MÓDULO 20
1)
CH3 CH3
— —
O número de grupos OH que está ligado a carbono assimétrico é igual a 1.
Resposta: B
— —
OH
H
H H H
1) H C — C — C = C — C 2— C 2— CH + HCl
3
3
— —
—
H
CH2
C* —
—
—
C
—
—
O
—
O=C
—
H
2,3-dimetil-3-cloro-heptano
2) B
– 127
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 128
2)
MÓDULO 23
cat.
— —
—
a) H2 C = C — C — CH3 + H OH
H2
H
OH
H3 C — C — C — CH3
H2
H
b) butan-2-ol
1)
B
2) A
3)
1) errado
4)
a) carbono: 2 x = 2 y ∴ x = y
oxigênio : x + 14 = 2 x + 11 ∴ x = 3 e y = 3
2–
2) errado
6+
3) errado
4) certo
0
2–
3 C2H6O + 2 Cr2 O 7 + 16 H+ → 3 C2H4O2 + 4 Cr3+ + 11 H2O
redução
3)
oxidação
C
(Cr2O7)2–: agente oxidante
4)
5)
Br
Br
+ Br2 ⎯→
CH3CH2OH: agente redutor
b) 3 mol de etanol produzem 4 mol de Cr3+.
0,3 mol de etanol produz 0,4 mol de Cr3+.
a) A fórmula C6H12 pode pertencer aos alquenos ou aos
cicloalcanos, pois ambos apresentam fórmula geral CnH2n.
Alqueno sofre adição.
Cicloalcano de 6 carbonos apresenta anel estável, portanto
não sofre adição.
5)
O composto ao qual o enunciado se refere é a propanona
(C3H6O).
I.
II.
É solúvel em água.
Combustão completa da propanona
C3H6O + 4 O2 → 3 CO2 + 3 H2O
b) H3C — CH2 — CH2 — CH2 — CH = CH2
1-hexeno
formação de 3 CO2 : 3 H2O (equimolar)
III. Sofre redução formando um álcool secundário.
ciclo-hexano
O
OH
||
|
CH3 – C – CH3 + H2 → CH3 – CH – CH3
—
—
a) H — C — C — H
H
H
Δ
H2 C —
— CH2 + HOH
argila
eteno ou etileno
b) H 2 C —
— CH2 + Br2
Br
Br
—
OH
IV. Não sofre oxidação na presença de K2Cr2O7 em meio
ácido.
Resposta: D
—
H
—
1)
—
MÓDULO 22
H 2 C — CH2
MÓDULO 24
1)
E
2) B
3)
—
—
O
4)
a) CH4
3) E
—
A
—
2)
H 3 C — CH — CH 2 — CH 2 OH
a) H 3 C — (CH2 ) 2 — C
ácido
álcool
OH
CH
3
b) Ácido butanoico
3-metilbutan-1-ol
b) CH4 + 2 O2 ⎯→ CO2 + 2 H2O
5)
D
6)
I. Falsa. Ambos foram obtidos por reações de eliminação.
II. Verdadeira. O éter etílico é mais volátil, possui maior
pressão de vapor.
III. Falsa. O etanol possui o maior ponto de ebulição, pois
estabelece ponte de H entre suas moléculas, e o eteno
(apolar, de menor massa molar) possui o menor ponto de
ebulição.
Resposta: D
128 –
4)
C
6)
O elemento é o hidrogênio e a reação é denominada
hidrogenação catalítica.
C
5) A
C
+
H
H
Ni
|
|
H2 ⎯⎯⎯→ — C — C —
|
|
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7)
A cadeia hidrocarbônica, sendo apolar, se liga à gordura; a
extremidade — COO–Na+, sendo polar, se liga à água.
2)
[NOCl]2
a) KC = ––––––––––––
[Cl2] . [NO]2
[NOCl]2
b) 10 = –––––––––––
0,4 . (0,2)2
[NOCl] = 0,16 ⇒ 0,4 mol/L
3)
C
4)
[NO2]2
KC = ––––––– = 2
[N2O4]
[NO2]2
Vamos calcular a relação ––––––– para as misturas A e B.
[N2O4]
FRENTE 3
2
(2 . 10–2)
[NO2]2
A ⎯→ ––––––– = –––––––––– = 2
[N2O4]
2 . 10–4
MÓDULO 19
1)
D
2) Corretos: 0, 1, 4
3)
E
4) B
5)
a) Curva 3. Para um mesmo intervalo de tempo, é a que
apresenta menor variação de concentração.
b) Curva 2. Para um mesmo intervalo de tempo, é a que
apresenta maior variação de concentração.
A
7) C
8) E
2
6)
9)
(2 . 10–1)
[NO2]2
B ⎯→ ––––––– = ––––––––––– = 40
[N2O4]
1 . 10–3
5)
a) v = k . [HBr] . [O2]
b) 0,2 mol
6)
MÓDULO 20
1)
(1) certa
(2) certa
2)
C
a) A mistura A encontra-se em equilíbrio, pois a relação é
igual a 2.
b) A mistura B não está em equilíbrio, pois a relação é
diferente de 2.
E
A expressão da constante de equilíbrio, Kp , para a reação
dada é:
pN O
2 4
Kp = –––––––
p2NO
2
Pela análise do gráfico, quando a pressão parcial de NO2 é
0,6 atm, a pressão parcial de N2O4 é 3,0 atm. Substituindo,
temos:
3,0 atm
Kp = ––––––––– = 8,3
(0,6 atm)2
(3) certa
(4) errada
3) B
4) D
Obs.: Outros valores do gráfico podem ser usados e a
constante, Kp, apresentará valor sempre próximo de 8.
Resposta: D
5)
MÓDULO 22
1)
6)
D
7)
MÓDULO 21
1)
D
E
butano
⎯→
←⎯ isobutano
início
140 mol
0
reage e forma
gasta x
forma x
equilíbrio
140 – x
x
x
–––
[isobutano]
20
KC = –––––––––––– ⇒ 2,5 = –––––––– ⇒
[butano]
140 – x
––––––––
20
x
⇒ 2,5 = –––––––– ⇒
140 – x
x = 100 mol
Restarão 140 mol – 100 mol = 40 mol
– 129
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 130
2)
D
2 NH3
⎯→
←⎯
+
N2
3 H2
início
1 mol
0
0
reage e forma
gasta 0,5
forma 0,25
forma 0,75
equilíbrio
0,5
0,25
0,75
Soma das quantidades de matéria:
0,5 mol + 0,25 mol + 0,75 mol = 1,5 mol
3)
CO
+
⎯→ CH OH
←⎯
3
2 H2
início
2
2
0
reage e forma
gasta 0,5
gasta 1
forma 0,5
equilíbrio
1,5
1
0,5
Ao aquecermos propeno, ocorrerá a reação inversa até ser atingido
o equilíbrio.
propeno
ciclopropano
início
10 mol
reage e forma
x mol
→
x mol
equilíbrio
(10 – x) mol
→
←
x mol
0,5
KC = ––––––2 = 0,33
1,5 . 1
Como a temperatura é a mesma, temos:
E
1
1
K’C = –––– = –––– = 3
1
KC
–––
3
+
→
←
B
AB
início
2 mol/L
2 mol/L
0
reage e forma
1,5 mol/L
1,5 mol/L
1,5 mol/L
equilíbrio
0,5 mol/L
0,5 mol/L
1,5 mol/L
1,5
[AB]
KC = –––––––––– ⇒ KC = ––––––––
0,5 . 0,5
[A] . [B]
0
[ciclopropano]
K’C = –––––––––––––– = 3
[propeno]
–––
V 3 = –––––––––––
10 – x
––––––
V x
30 – 3 x = x
∴ KC = 6
4 x = 30
x = 7,5 mol
a) 2 N2H4 + 2 NO2 ⎯→ 4 H2O + 3 N2
b) Produto y.
Vapor-d’água e gás dinitrogênio são produzidos,
respectivamente, na proporção de 4 mol para 3 mol.
c) Instante t6.
As concentrações das substâncias, a partir desse instante,
permanecem constantes.
Cálculo do valor de KC na temperatura t°C:
→
ciclopropano
←
início
→
←
[ciclopropano]
1
K’C = –––––––––––––– = –––––
[propeno]
KC
A
6)
KC
A constante de equilíbrio (K’C) será dada pela expressão:
[CH3OH]
KC = ––––––––––––
[CO] . [H2]2
5)
––––
V 1
= –––––––– = –––
0,75
3
––––
V 0,25
n
] = –––– (mol/L)
V
[
4)
[propeno]
KC = ––––––––––––––
[ciclopropano]
1 mol
propeno
0
Número de mols de propeno no equilíbrio = (10 – x) mol = 2,5 mol
Resposta: B
MÓDULO 23
1)
E
4)
2 NO2 (g)
castanha
2) D
⎯→
←⎯
3) D
N2O4 (g)
incolor
→
reage e forma
0,25 mol
equilíbrio
(1 – 0,25) mol = 0,75 mol
130 –
0,25 mol
→
←
0,25 mol
Se, aumentando a temperatura, a cor castanha se tornou mais
intensa, é porque o equilíbrio foi deslocado para o lado do
NO2. Podemos concluir que a reação inversa é endotérmica.
A dimerização do NO2 é exotérmica.
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 131
2 NO2
[H+] . [H3C — COO–]
Ki = ––––––––––––––––––––– ∴
[H3C — COOH]
exotérmica
⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ N2O4
5)
E
6)
a) A equação química balanceada da reforma do gás natural
(CH4) com vapor-d’água é:
→ CO (g) + 3 H (g)
CH4 (g) + H2O (g) ←
2
b) Na mistura citada, a 450°C, temos as seguintes pressões
parciais: 0,30 atm (H2), 0,40 atm (CO), 1,00 atm (CH4) e
9,00 atm (H2O). O valor da constante de equilíbrio
pCO . (pH2)3
Kp = –––––––––––– é aproximadamente 1,2 . 10–3 (leitura
pCH4 . pH2O
1 . 10–3 . 1 . 10–3
∴ 1,8 . 10–5 = ––––––––––––––––––
X
X = 5 . 10–2 mol/L
Resposta: E
3)
E
4)
a) A solução fica azul, pois o equilíbrio foi deslocado para o
lado de A–.
b) NaOH → Na+ + OH–
H+ + OH– → H2O
HA → H+ + A–
5)
A reação que ocorre é:
Al (s) + 3 H+ (aq) → Al3+ (aq) + 3/2 H2 (g)
a) Na solução com ácido clorídrico.
Por apresentar maior valor de Ka, é o ácido mais ionizado
(maior concentração de íons H+ em solução). Quanto
maior a concentração de reagentes (H+), mais rápida será
a reação.
b) A reação produz gás hidrogênio, que vai sendo recolhido
na proveta. Quanto mais rapidamente baixar o nível de
água na proveta, mais rápida será a reação.
6)
Admitindo no equilíbrio [H+] = [NO2–], temos:
do gráfico). Vamos determinar o quociente reacional Qp
nessa temperatura.
pCO . (pH2)3
0,40 . (0,30)3
= ––––––––––– = 1,2 . 10–3
Qp = –––––––––––––
pCH4 . pH2O
1,00 . 9,00
Podemos concluir que o sistema se encontra em equilíbrio.
c) Numa reação exotérmica, o aumento da temperatura
implica uma diminuição da constante de equilíbrio.
Aumentando a temperatura, o equilíbrio é deslocado no
sentido da reação que necessita de calor (reação
endotérmica), diminuindo o rendimento do produto.
Trata-se da reação de síntese da amônia:
exotérmica
⎯⎯⎯⎯⎯→ 2 NH (g) (K )
N2 (g) + 3 H2 (g) ←⎯⎯⎯⎯⎯
3
2
← diminui
(pNH3)2
K2 = –––––––––––––
3
pN2 . (pH2) ← aumenta
(diminui)
[H+] [NO2–]
Ka = ––––––––––
[HNO2]
5x
10–4
1 x 10–3 . 1 x 10–3
–––––––––––––––
=
[HNO2]
[HNO2] = 2 x 10–3 mol/L
→
HNO2 (aq) ←
H+ (aq)
+
NO–2 (aq)
Início
x
0
0
Reage e forma
1 x 10–3
1 x 10–3
1 x 10–3
Equilíbrio
2 x 10–3
1 x 10–3
1 x 10–3
A concentração de HNO2 inicial será:
x = (2 x 10–3 + 1 x 10–3) mol/L
x = 3 x 10–3 mol/L
Cálculo da massa de HNO2 adicionada em 1 L:
1 mol de HNO2 ––––––––– 47 g
3 x 10–3 mol de HNO2 ––––––––– y
y = 141 . 10–3 g
MÓDULO 24
1)
C
2)
⎯→
H3C — COOH ←⎯
H+
+
X
1 . 10–3 mol/L
H3C — COO–
1 . 10–3 mol/L
y = 141 mg de HNO2
Resposta: E
– 131
C3_3S_EXERC_QUIMICA_NOTURNO_2014_ALICE 05/03/14 15:49 Página 132
7)
→ H CO (aq) →
a) CO2 (g) + H2O (l) ←
←
2
3
→ H+ (aq) + HCO – (aq)
←
3
A hiperventilação faz diminuir a quantidade de CO2 (g)
presente nos pulmões, fazendo o equilíbrio acima deslocar-se
para a esquerda, diminuindo a concentração de H+ (aq).
O
O
→ CH — CH — C
+ H+
b) CH3 — CH — C
←
3
|
|
OH
OH
OH
O–
O
CH3 — CH — C
[H+]
|
OH
O–
Ka = ––––––––––––––––––––––––––––––
O
CH3 — CH — C
|
OH
OH
O
5,6 . 10–8 . CH3 — CH — C
|
OH
O–
–4
1,4 . 10 = –––––––––––––––––––––––––––––––––
O
CH3 — CH — C
|
OH
OH
O
CH3 — CH — C
|
OH
O–
–––––––––––––––––––––––– = 0,25 . 104 ou 2,5 . 103
O
CH3 — CH — C
|
OH
OH
Portanto, a espécie química predominante no equilíbrio é o
íon lactato (CH3CH(OH)COO–):
O
CH3 — CH — C
|
OH
O–
132 –