Resolução da Lista de exercícios de Química nº 3

Nome: _________________________________________________ nº: ________
Bimestre: 1º
Ano/série: 2ª série _____
Ensino: Médio
Componente Curricular: Química
Professor: Ricardo Honda
Data: ____ /____ /____
Resolução da Lista de exercícios de Química nº 3
Cálculos estequiométricos – Parte 2
1. Determine o número de moléculas correspondente a 100 g de etanol (C2H6O). (Dadas as massas atômicas: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u).
Resolução
* Cálculo do número de moléculas de C2H6O (massa molar = 46 g/mol) equivalente a 100 g:
46 g de C2H6O ---------- 6 ∙ 1023 moléculas de C2H6O
100 g de C2H6O ---------x
x = 13 ∙ 1023 moléculas = 1,3 ∙ 1024 moléculas de C2H6O
2. Se 1,5 g de um composto possui 1022 moléculas, qual é sua massa molecular?
Resolução
* Cálculo da massa molecular:
1,5 g de X ---------- 1022 moléculas de X
y
---------- 6 ∙ 1023 moléculas de X
y = 90 g (em 1 mol)
Portanto, a massa molecular do composto é igual a 90 u.
3. A molécula de uma substância tem massa igual a 5 x 10-23 g. Determine o valor numérico da massa molecular dessa substância, em unidades de
massa atômica.
Resolução
* Cálculo da massa molecular:
5 ∙ 10-23 g de X ---------1 molécula de X
y
---------- 6 ∙ 1023 moléculas de X
y = 30 g (em 1 mol)
Portanto, a massa molecular do composto é igual a 30 u.
4. Qual é a massa, em gramas, de uma única molécula de açúcar comum (sacarose, C12H22O11)?
(Dadas as massas atômicas: C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u).
Resolução
* Cálculo da massa de uma molécula de C12H22O11 (massa molar = 342 g/mol):
342 g de C12H22O11 ---------- 6 ∙ 1023 moléculas de C12H22O11
x
---------1 molécula de C12H22O11
x = 57 ∙ 10-23 g = 5,7 ∙ 10-22 g
5. Deve-se encontrar maior número de moléculas em 1 kg de: (Dadas as massas atômicas: C = 12 u, H = 1 u, O = 16 u, N = 14 u).
a) N2
b) CH4
c) H2O
d) C6H6
e) C6H12O6
Resolução
Alternativa B.
* Cálculo genérico do número de moléculas (x) em 1 kg (103 g) de qualquer uma das substâncias citadas:
M ---------- 6 ∙ 1023 moléculas
103 g ---------x
x = 6 ∙ 1026 / M
Pode-se perceber que, para uma mesma massa (1 kg), o número de moléculas é inversamente proporcional à massa molar. Assim, haverá mais
moléculas em 1 kg no composto que possuir menor massa molar, ou seja, o CH4 (massa molar = 16 g/mol).
6. A corrosão de um metal é a sua destruição ou deterioração, devida à reação com o meio ambiente. O enferrujamento é o nome dado à corrosão do
ferro:
Fe + O2 → Fe2O3
Calcule a massa de Fe2O3 que se forma quando é atacado 1 g de ferro. (Dadas as massas atômicas: O = 16 u, Fe = 56 u).
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3
* Cálculo da massa de Fe2O3 (massa molar = 160 g/mol) formada a partir de 1 g de Fe (massa molar = 56 g/mol):
4 ∙ 56 g de Fe ---------- 2 ∙ 160 g de Fe2O3
1 g de Fe ---------x
x = 1,43 g de Fe2O3
7. Descargas elétricas provocam a transformação do oxigênio (O2) em ozônio (O3). Quantos litros de oxigênio, medidos nas CNTP, são necessários para
a obtenção de 48 g de ozônio? (Dados: massa atômica do O = 16 u; volume molar dos gases nas CNTP = 22,4 L/mol).
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
3 O2 → 2 O3
* Cálculo do volume de O2 necessário para obter 48 g de O3 (massa molar = 48 g/mol):
3 ∙ 22,4 L de O2 ---------- 2 ∙ 48 g de O3
x
---------- 48 g de O3
x = 33,6 L de O2
8. (VUNESP) – Dissolveram-se 11,70 g de cloreto de sódio em água. À solução resultante adicionou-se excesso de AgNO3 para precipitar todo o íon
cloreto presente. (Dadas as massas molares em g/mol: Ag = 108; N = 14; O = 16; Cl = 35,5; Na = 23).
a) Escreva a equação balanceada da reação indicando o precipitado formado.
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 AgNO3 + 1 NaCl → 1 AgCl + 1 NaNO3
O precipitado formado é o cloreto de prata (AgCl).
b) Calcule a massa do precipitado.
Resolução
* Cálculo da massa de AgCl (massa molar = 143,5 g/mol) formada a partir de 11,70 g de NaCl (massa molar = 58,5 g/mol):
1 ∙ 58,5 g de NaCl ---------- 1 ∙ 143,5 g de AgCl
11,70 g de NaCl ---------x
x = 28,7 g de AgCl
9. (FUVEST) – Uma solução contendo 1 mol de hidróxido de sódio (NaOH) absorve gás carbônico (CO2), produzindo carbonato de sódio. (Adote volume
molar igual a 24 L/mol).
a) Escreva a equação da reação.
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
2 NaOH + 1 CO2 → 1 Na2CO3 + 1 H2O
b) Calcule o volume de gás carbônico consumido.
Resolução
* Cálculo do volume de CO2 necessário consumido juntamente com 1 mol de NaOH:
2 mol de NaOH ---------- 1 ∙ 24 L de CO2
1 mol de NaOH ---------x
x = 12 L de CO2
10. (FAAP) – A combustão completa do metanol pode ser representada pela equação:
CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2 H2O
Quando se utilizam 5 mol de metanol nessa reação, quantos mol de CO2 e de H2O são produzidos? Indique os cálculos.
Resolução
* Cálculo do número de mols de CO2 e H2O produzidos na combustão de 5 mol de CH3OH:
1 CH3OH + 3/2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O
1 mol de CH3OH ---------- 1 mol de CO2 ---------- 2 mol de H2O
5 mol de CH3OH ---------x
---------y
x = 5 mol de CO2 e y = 10 mol de H2O
11. (FEI) – Calcule a quantidade de água e de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3), em mol, produzida quando 3 mol de hidróxido de alumínio (Al(OH)3)
reagem com o ácido sulfúrico (H2SO4) em quantidade suficiente para completar a reação. Indique os cálculos.
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
3 H2SO4 + 2 Al(OH)3 → 1 Al2(SO4)3 + 6 H2O
* Cálculo do número de mols de Al2(SO4)3 e H2O produzidos a partir de 3 mol de Al(OH)3:
2 mol de Al(OH)3 ---------- 1 mol de Al2(SO4)3 ---------- 6 mol de H2O
3 mol de Al(OH)3 ---------x
---------y
x = 1,5 mol de Al2(SO4)3 e y = 9 mol de H2O
12. (UFSCar) – A térmite é uma reação que ocorre entre alumínio metálico e diversos óxidos metálicos. A reação do Al com óxido de ferro (III), Fe2O3,
produz ferro metálico e óxido de alumínio, Al2O3. Essa reação é utilizada na soldagem de trilhos de ferrovias. A imensa quantidade de calor liberada pela
reação produz ferro metálico fundido, utilizado na solda. Determine a quantidade, em kg, de ferro metálico produzido a partir da reação com 5,4 kg de
alumínio metálico e excesso de óxido de ferro (III). Indique os cálculos.
(Dadas as massas molares: Al = 27 g/mol e Fe = 56 g/mol)
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
2 Al + 1 Fe2O3 → 2 Fe + 1 Al2O3
* Cálculo da massa de Fe (massa molar = 56 g/mol) produzida a partir da reação com 5,4 kg de Al (massa molar = 27 g/mol):
2 ∙ 27 g de Al ---------- 2 ∙ 56 g de Fe
5,4 kg de Al ---------x
x = 11,2 g de Fe
13. (ESPM) – A reação abaixo pode representar a reação de neutralização do ácido clorídrico em excesso no suco gástrico pelo hidróxido de magnésio,
quando se ingere o antiácido leite de magnésia.
Mg(OH)2 + 2 HCl → MgCl2 + 2 H2O
Quantos mols de ácido clorídrico podem ser neutralizados por 2,9 g de hidróxido de magnésio? Indique os cálculos. (Dadas as massas molares: Mg = 24
g/mol, O = 16 g/mol, H = 1 g/mol, Cl = 35,5 g/mol)
Resolução
* Cálculo do número de mols de HCl que podem ser neutralizados por 2,9 g de Mg(OH)2 (massa molar = 58 g/mol):
1 Mg(OH)2 + 2 HCl → 1 MgCl2 + 2 H2O
1 ∙ 58 g de Mg(OH)2 ---------- 2 mol de HCl
2,9 g de Mg(OH)2 ---------x
x = 0,1 mol de HCl
14. (PUC) – Dada a reação:
2 Fe + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2
Determine o número de moléculas de gás hidrogênio, produzidas pela reação de 224 g de ferro. Indique os cálculos.
(Dada a massa molar: Fe = 56 g/mol)
Resolução
* Cálculo do número de moléculas de H2 produzidas a partir de 224 g de Fe:
2 Fe + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3 H2
2 · 56 g de Fe ---------- 3 ∙ 6 ∙ 1023 moléculas de H2
224 g de Fe ---------x
x = 36 ∙ 1023 = 3,6 ∙ 1024 moléculas de H2.
15. (PUC) – O acetileno, utilizado em maçaricos, pode ser obtido pela hidrólise do carbureto de cálcio, de acordo com a equação não-balanceada:
CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2
Determine o número de moléculas de água que hidrolisam 2 mol de carbureto. Indique os cálculos.
Resolução
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 CaC2 + 2 H2O → 1 C2H2 + 1 Ca(OH)2
* Cálculo do número de moléculas de H2O que hidrolisam 2 mol de CaC2:
1 mol de CaC2 ---------- 2 ∙ 6 ∙ 1023 moléculas de H2O
2 mol de CaC2 ---------x
x = 24 ∙ 1023 moléculas = 2,4 ∙ 1024 moléculas de H2O
16. (MACKENZIE) – Qual a quantidade de matéria em mol de O2 que é obtida a partir de 2 mol de pentóxido de dinitrogênio, N2O5, de acordo com a
equação não-balanceada:
N2O5 + K2O2 → KNO3 + O2
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,5
d) 2,0
e) 4,0
Resolução
Alternativa B.
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
2 N2O5 + 2 K2O2 → 4 KNO3 + 1 O2
Através da equação química, verifica-se que 2 mol de N2O5 produz 1 mol de O2.
17. (CESGRANRIO) – Numa estação espacial, emprega-se óxido de lítio para remover o CO2 no processo de renovação do ar de respiração, segundo a
equação:
Li2O + CO2 → Li2CO3
(Dado: massa molar do Li2O = 30 g/mol; volume molar dos gases nas CNTP = 22,4 L/mol)
Sabendo-se que são utilizadas unidades de absorção contendo 1,8 kg de Li2O, calcule o volume máximo de CO2, medido nas CNTP, que cada uma
delas pode absorver. Indique os cálculos.
Resolução
* Cálculo do volume máximo de CO2 que podem ser absorvidas por 1,8 kg (1800 g) de Li2O:
1 Li2O + 1 CO2 → 1 Li2CO3
1 ∙ 30 g de Li2O ---------- 1 · 22,4 L de CO2
1800 g de Li2O ---------x
x = 1344 L de CO2
18. O gás natural sintético (CH4) pode ser obtido pelo processo:
1ª etapa: CO + 2 H2 → CH3OH
2ª etapa: 4 CH3OH → 3 CH4 + CO2 + 2 H2O
Determine o número de mols de H2 consumido na obtenção de 600 g de CH4. Indique os cálculos.
(Dada a massa molar do CH4 = 16 g/mol)
Resolução
* Determinação da reação global:
4 CO + 8 H2 → 3 CH4 + CO2 + 2 H2O
* Cálculo do número de mols de H2 consumido na obtenção de 600 g de CH4:
8 mol de H2 ---------- 3 · 16 g de CH4
x
---------- 600 g de CH4
x = 100 mol de H2
19. Na síntese de 110 g de gás carbônico, as quantidades mínimas necessárias de reagentes são:
(Dadas as massas molares: C = 12 g/mol, O = 16 g/mol)
a) 30 g de carbono e 40 g de oxigênio
b) 60 g de carbono e 80 g de oxigênio
c) 55 g de carbono e 55 g de oxigênio
d) 60 g de carbono e 50 g de oxigênio
e) 30 g de carbono e 80 g de oxigênio
Resolução
Alternativa E.
* A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é:
1 C + 1 O2 → 1 CO2
* Cálculo das massas de C (massa molar = 12 g/mol) e de O2 (massa molar = 32 g/mol) necessárias para obter 110 g de CO2:
1 ∙ 12 g de C ---------- 1 · 32 g de O2 ---------- 1 ∙ 44 g de CO2
x
---------y
---------- 110 g de CO2
x = 30 g de C e y = 80 g de O2