Lista de Exercícios 2 - PROF. RICARDO HONDA

Nome: ________________________________________________________
Bimestre: 1º
Ano / série: 2ª série ____
Componente Curricular: Química
Data:
/
Ensino: Médio
Professor: Ricardo Honda
/ 2012
Lista de Exercícios 2
Cálculos Estequiométricos – Parte 1
Relacionando mol com mol
1. Dada a reação não-balanceada:
Zn + HCl → ZnCl2 + H2
Qual o número de mols de átomos de zinco que reagem completamente com 20 mol de ácido clorídrico (HCl) ?
Resolução
* Balanceando a equação química, temos que:
1 Zn + 2 HCl → 1 ZnCl2 + 1 H2
* Cálculo do número de mols de zinco que reagem com 20 mol de HCl:
1 mol de Zn ---------- 2 mol de HCl
x
---------- 20 mol de HCl
x = 10 mol de Zn
2. A combustão completa do metano (CH4 ) produz dióxido de carbono (CO2) e água. Qual o número de mols de CO2 produzido na combustão
de 0,3 mol de CH4?
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2 O
Resolução
* Cálculo do número de mols de CO2 produzidos na combustão de 0,3 mol de CH4:
1 CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
1 mol de CH4 ---------- 1 mol de CO2
0,3 mol de CH4 ---------x
x = 0,3 mol de CO2
3. (FAAP) – A combustão completa do metanol pode ser representada pela equação não-balanceada:
CH3 OH + O2 → CO2 + H2 O
Quando se utilizam 5,0 mols de metanol nessa reação, quantos mols de CO 2 são produzidos?
Resolução
* Balanceando a equação química, temos que:
1 CH3OH + 3/2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
* Cálculo do número de mols de CO2 produzidos na combustão de 5,0 mol de CH3 OH:
1 mol de CH3OH ---------- 1 mol de CO2
5,0 mol de CH3 OH ---------x
x = 5,0 mol de CO2
4. Na reação de óxido de alumínio com ácido sulfúrico forma-se sulfato de alumínio, Al2(SO4 )3. Para se obterem 3 mols desse sulfato, quantos
mols do ácido são necessários?
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 Al2 O3 + 3 H2 SO4 → 1 Al 2(SO4)3 + 3 H2O
* Cálculo do número de mols de H2SO4 necessários para produzir 3 mol de Al2 (SO4)3:
3 mol de H2SO4 ---------- 1 mol de Al2 (SO4)3
x
---------- 3 mol de Al2(SO4 )3
x = 9 mol de H2 SO4
5. (UFF-RJ) – Quantos mols de HCl são produzidos na reação de 0,43 mol de fosgênio (COCl2) com água, conforme a reação:
COCl 2 + H2 O → CO2 + 2 HCl
Resolução
* Cálculo do número de mols de HCl produzidos a partir de 0,43 mol de COCl2 :
1 COCl2 + 1 H2O → 1 CO2 + 2 HCl
1 mol de COCl2 ---------- 2 mol de HCl
0,43 mol de COCl2 ---------x
x = 0,86 mol de HCl
6. (VUNESP) – O metano (CH4), também conhecido por gás dos pântanos, é produzido pela decomposição de compostos orgânicos, na
ausência de oxigênio, por determinadas bactérias e consumido na própria atmosfera. Quando 5 mols de metano reagem com 3 mols de
oxigênio, qual será o número de mols de gás carbônico (CO2) liberados?
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2 O
Resolução
* Cálculo do número de mols de CO2 produzidos a partir da reação entre 5 mol de CH4 com 3 mol de O2 :
1 CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2 O (Nota-se que cada mol de CH4 reage com 2 mol de O2; assim, 3 mol de O2 reagem com 1,5 mol de CH4 . Como juntamente
com 3 mol de O2 há 5 mol de CH4, pode-se dizer que há 3,5 mol de CH4 em excesso, ou seja, o O2 é o limitante).
2 mol de O2 ---------- 1 mol de CO2
3 mol de O2 ---------x
x = 1,5 mol de CO2
Relacionando mol com massa
7. Qual é a quantidade de água em MOL produzida pela combustão completa de 40 g de gás hidrogênio?
(Dados: H2 = 2 g/mol).
2 H2 + O2 → 2 H2 O
Resolução
* Cálculo do número de mols de H2O produzidos a partir da combustão de 40 g de H2:
2 H2 + 1 O2 → 2 H2 O
2 · 2 g de H2 ---------- 2 mol de H2O
40 g de H2 ---------x
x = 20 mol de H2 O
8. Dada a equação química não-balanceada:
Na2 CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2 O
Qual é a massa de carbonato de sódio que reage completamente com 0,25 mol de ácido clorídrico?
(Dado: Na2 CO3 = 106 g/mol).
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + 1 CO2 + 1 H2O
* Cálculo da massa de Na2CO3 que reage completamente com 0,25 mol de HCl:
1 · 106 g de Na2 CO3 ---------- 2 mol de HCl
x
---------- 0,25 mol de HCl
x = 13,25 g de Na2 CO3
9. No motor de um carro a álcool, o vapor do combustível é misturado com ar e se queima à custa de faísca elétrica produzida pela vela interior
do cilindro. A queima do álcool pode ser representada pela equação:
C2 H6 O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2 O + ENERGIA
Qual é a quantidade, em mols, de água formada na combustão completa de 138g de etanol (C2H6 O)?
(Dado: C2 H6 O = 46 g/mol).
Resolução
* Cálculo da quantidade, em mols, de água formada a partir de 138 g de C2 H6O:
1 C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2 O + ENERGIA
1 · 46 g de C2H6O ---------- 3 mol de H2O
138 g de C2H6 O ---------x
x = 9 mol de H2O
10. Ácido fosfórico impuro, para uso em preparação de fertilizantes, é produzido pela reação de ácido sulfúrico sobre rocha de fosfato, cujo
componente principal é Ca3(PO4 )2. A reação é:
Ca3(PO4 )2 + 3 H2SO4 → 3 CaSO4 + 2 H3 PO4
Quantos mols de H3PO4 podem ser produzidos pela reação de 200 kg de H2SO4? (Dados: massas molares (em g/mol): H = 1; O = 16; S = 32;
P = 31; Ca = 40).
Resolução
* Cálculo da quantidade, em mols, de H3 PO4 (massa molar = 98 g/mol) produzidos a partir da reação de 200 kg de H2SO4:
1 Ca3(PO4 )2 + 3 H2SO4 → 3 CaSO4 + 2 H3 PO4
3 · 98 g de H2SO4 ---------- 2 mol de H3 PO4
3
200 · 10 g de H2SO4 ---------x
x = 1360,5 mol de H3PO4
–5
11. (UFG-GO) – O corpo humano necessita diariamente de 12 mg de ferro. Uma colher de feijão contém cerca de 4,28 x 10 mol de ferro.
Quantas colheres de feijão, no mínimo, serão necessárias para que se atinja a dose diária de ferro no organismo? (Dado: Fe = 56 g/mol).
Resolução
-5
* Cálculo da massa de ferro, em mg, equivalente a 4,28 · 10 mol de Fe (1 colher de feijão):
1 mol de Fe
---------- 56 g de Fe
-5
4,28 · 10 mol de Fe ---------x
-3
x = 2,3968 · 10 g = 2,3968 mg
* Cálculo do número de colheres de feijão correspondente a 12 mg de ferro:
1 colher de feijão ---------- 2,3968 mg de Fe
y
---------- 12 mg de Fe
y = 5 colheres de feijão
Relacionando massa com massa
12. O mármore (CaCO3 ) reage com o ácido sulfúrico formando o gesso (CaSO 4), de acordo com a equação balanceada:
H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2 O + CO2
Qual é a massa de gesso formada pela reação de 25g de mármore com H2SO4 suficiente?
(Dados: CaCO3 = 100 g/mol; CaSO4 = 136 g/mol)
Resolução
* Cálculo da massa de gesso formada a partir de 25 g de CaCO3:
1 H2SO4 + 1 CaCO3 → 1 CaSO4 + 1 H2O + 1 CO2
1 · 100 g de CaCO3 ---------- 1 · 136 g de CaSO4
25 g de CaCO3 ---------x
x = 34 g de CaSO4
13. O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita (Al2O3 ). Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com os eletrodos de
carbono utilizados no processo. A equação que representa o processo global é:
2 Al2 O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Al
Qual é a massa de Al2 O3 consumida na obtenção de 54g de alumínio? (Dados: C = 12 u; O = 16 u; Al = 27 u).
Resolução
* Cálculo da massa de Al2O3 (massa molar = 102 g/mol) consumida na obtenção de 54 g de Al (massa molar = 27 g/mol):
2 Al2 O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Al
2 · 102 g de Al2O3 ---------- 4 · 27 g de Al
x
---------- 54 g de Al
x = 102 g de Al 2O3
14. O ácido fosfórico, usado em refrigerante tipo “cola” e possível causador da osteoporose, pode ser formado a partir da equação nãobalanceada:
Ca3(PO4)2 + H2SO4 → H3 PO4 + CaSO4
Partindo-se de 62g de Ca3(PO4 )2 e usando-se quantidade suficiente de H2SO4, qual é, em gramas, a massa aproximada de H3PO4 obtida?
(Dados: H = 1u; O = 16u; P = 31u; Ca = 40u).
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 Ca3(PO4 )2 + 3 H2SO4 → 2 H3PO4 + 3 CaSO4
* Cálculo da massa de H3PO4 (massa molar = 98 g/mol) obtida a partir de 62 g de Ca3(PO4 )2 (massa molar = 310 g/mol):
1 · 310 g de Ca3(PO4)2 ---------- 2 · 98 g de H3 PO4
62 g de Ca3(PO4 )2 ---------x
x = 39,2 g de H3PO4
15. O magnésio (Mg) reage com o oxigênio (O2 ) do ar, produzindo óxido de magnésio (MgO) de acordo com a equação:
2 Mg + O2 → 2 MgO
Calcule a massa de O 2 necessária para produzir 40g de óxido de magnésio. (Dados: MgO = 40 g/mol; O2 = 32 g/mol).
Resolução
* Cálculo da massa de O2 necessária para produzir 40 g de MgO:
2 Mg + 1 O2 → 2 MgO
1 · 32 g de O2 ---------- 2 · 40 g de MgO
x
---------- 40 g de MgO
x = 16 g de O2
16. O vinho torna-se ácido, quando o etanol, C2 H5OH, é convertido em ácido acético por meio da reação:
C2 H5 OH + O2 → CH3COOH + H2 O
Considerando-se que, em uma garrafa, há um determinado volume de vinho contendo 4,6g de etanol e que, depois de um certo tempo, 50%
desse álcool acidificou-se, calcule a quantidade, em gramas, de ácido acético presente no vinho. (Dados: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u).
Resolução
* Cálculo da massa de ácido acético (massa molar = 60 g/mol) formada a partir de 2,3 g de C 2H5OH (massa molar = 46 g/mol). Obs.: dos
4,6 g de C2 H5OH, apenas 50% é acidificado, ou seja, 2,3 g:
1 C2H5OH + 1 O2 → 1 CH3COOH + 1 H2O
1 · 46 g de C2H5OH ---------- 1 · 60 g de CH3 COOH
2,3 g de C2 H5 OH ---------x
x = 3 g de CH3 COOH
Relacionando massa ou mol com moléculas
17. (PUC-SP) – Dada a reação:
2 Fe + 6 HCl → 2 FeCl3 +3 H2
Qual é o número de moléculas de gás hidrogênio, produzidas pela reação de 112g de ferro? (Dado: Fe = 56 g/mol).
Resolução
* Cálculo do número de moléculas de H2 produzidas a partir de 112 g de Fe:
2 Fe + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2
23
2 · 56 g de Fe ---------- 3 · 6 ∙ 10 moléculas de H2
23
24
Verifica-se que 112 g de Fe produzem 18 ∙ 10 moléculas, ou seja, 1,8 ∙ 10 moléculas de H2.
18. (PUCCAMP-SP) – O acetileno, utilizado em maçaricos, pode ser obtido pela hidrólise do carbureto de cálcio, de acordo com a equação
não-balanceada:
CaC2 + H2 O → C2 H2 + Ca(OH)2
Determine o número de moléculas de água que hidrolisam 2 mols de carbureto.
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 CaC2 + 2 H2 O → 1 C2 H2 + 1 Ca(OH)2
* Cálculo do número de moléculas de H2O que hidrolisam 2 mol de CaC2 :
23
1 mol de CaC2 ---------- 2 · 6 ∙ 10 moléculas de H2O
2 mol de CaC2 ---------x
23
24
x = 24 ∙ 10 moléculas = 2,4 ∙ 10 moléculas de H2O
19. Nas usinas siderúrgicas, a obtenção de ferro metálico a partir da hematita envolve a seguinte reação (não balanceada):
Fe2 O3 + CO → Fe + CO2
Percebe-se desta reação que o CO2 é liberado para a atmosfera, podendo ter um impacto ambiental grave relacionado com o efeito estufa.
Qual o número de moléculas de CO 2 liberadas na atmosfera, quando dois mol de óxido de ferro (III) é consumido na reação?
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2
* Cálculo do número de moléculas de CO2 liberadas na atmosfera a partir de 2 mol de Fe2O3:
23
1 mol de Fe2O3 ---------- 3 · 6 ∙ 10 moléculas de CO2
2 mol de Fe2O3 ---------x
23
24
x = 36 ∙ 10 moléculas = 3,6 ∙ 10 moléculas de CO2
Gabarito: 1. 10 mol; 2. 0,3 mol; 3. 5 mol; 4. 9 mol; 5. 0,86 mol; 6. 1,5 mol; 7. 20 mol; 8. 13,25 g; 9. 9 mol; 10. 1360,5 mol; 11. 5 colheres; 12. 34 g; 13. 102 g; 14.
24
24
24
39,2 g; 15. 16 g; 16. 3 g; 17. 1,8 x 10 moléculas; 18. 2,4 x 10 moléculas; 19. 3,6 x 10 moléculas.