Lista de exercícios - Volume Molar nas CNTP

EXTENSIVO -­‐ MANHÃ química VOLUME MOLAR NAS CNTP Lista de Exercícios
1. (Uepb 2012) Em algumas situações, é necessário transportar as amostras gasosas para os laboratórios para
fazer as análises químicas necessárias para identificar os compostos presentes e suas concentrações. Como os
gases estão, normalmente, em concentrações baixas, é necessário que sejam armazenados volumes bem maiores
do que para os líquidos, que podem ser feitos em tanques que suportem pressões mais altas. Considerando que
um tanque possua um volume de 2 litros, qual será a pressão de uma amostra de 1 mol de gás na temperatura
normal?
(Dado: 1 mol do gás nas CNTP deve ter 22,7 L, temperatura de 273 K e pressão de 1 atm.)
a) 10 bar
b) 0,9 atm
c) 1 atm
d) 11,35 atm
e) 700 mmHg
2. (G1 - ifpe 2012) A hidrazina é uma substância de fórmula molecular N2H4, foi utilizada na segunda guerra
mundial misturada com peróxido de hidrogênio como carburante de foguetes; atualmente, é utilizada nas indústrias
químicas no processo de tratamento de águas para retirada de oxigênio. Na reação química entre a hidrazina e o
oxigênio é formado um gás inerte e água. A reação, devidamente balanceada da retirada de oxigênio, está
representada abaixo:
N2H4 + O2(g) → N2(g) + 2H2O
Considere que na reação foram liberados para atmosfera 113,5 L de gás nitrogênio nas CNTP. Indique a massa de
hidrazina utilizada.
Dados: massa molar, em g/mol: N = 14 e H = 1; Vm = 22,7 L/mol
a) 160 g
b) 50 g
c) 180 g
d) 138 g
e) 100 g
3. (Ufjf 2002) A reação entre os gases nitrogênio e oxigênio, presentes no ar, é muito difícil de ocorrer. Porém, em
presença de grande quantidade de energia, como por exemplo em motores a combustão interna ou em regiões
onde há grande ocorrência de relâmpagos, a referida reação pode ocorrer, formando-se o anidrido nitroso-nítrico
(dióxido de nitrogênio).
a) Escreva a equação balanceada que representa a reação entre os gases nitrogênio e oxigênio, com formação do
anidrido nitroso-nítrico.
b) A principal consequência da formação do anidrido nitroso-nítrico é que este composto reage com a água,
contribuindo para a formação de um tipo de chuva chamada "chuva ácida", que provoca um grande impacto
ambiental. O esquema a seguir representa a reação do anidrido nitroso-nítrico com a água:
Classifique as substâncias (I), (II) e (III) como ácidos, bases, sais ou óxidos.
c) O ácido nítrico, produzido em laboratório através da reação representada no item "b", pode ser utilizado para
neutralizar o hidróxido de sódio.
Calcule o volume de dióxido de nitrogênio, em litros, nas condições normais de temperatura e pressão, que produz
a quantidade de ácido nítrico necessária para neutralizar completamente 2 L de uma solução de hidróxido de sódio
a 1 mol/L.
Dado: Volume Molar nas CNTP: 22,7 L
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A(s) questão(ões) a seguir refere(m)-se a uma visita de Gabi e Tomás ao supermercado, com o objetivo de cumprir
uma tarefa escolar. Convidamos você a esclarecer as dúvidas de Gabi e Tomás sobre a Química no supermercado.
Tomás portava um gravador e Gabi, uma planilha com as principais equações químicas e algumas fórmulas
estruturais.
4. (Ufsm 2001) Ao saírem do supermercado, Gabi e Tomás avistaram uma exposição de carros em cujos
acessórios de segurança se destacava o "airbag".
O "airbag" é inflado quando o nitrogênio (N2) é produzido através do azoteto de sódio, em condições especiais.
Uma das reações envolvidas nesse processo é
2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3 N2(g)
Considerando CNTP e volume molar 22,7L, a massa de azoteto de sódio necessária para inflar um "airbag" de 10L
com nitrogênio, conforme a equação dada, é, aproximadamente,
a) 0,19 g
b) 1,9 g
c) 19 g
d) 130 g
e) 68 g
5. (Ufv 1999) A equação a seguir descreve um método utilizado para se obter gás cloro em escala de laboratório:
HCℓ(aq)+MnO2(s) → Cℓ2(g)+MnCℓ2(aq)+H2O(ℓ)
a) Escreva a equação BALANCEADA desta reação.
b) Considerando o MnO2 puro, o rendimento da reação igual a 100% e a adição de HCℓ em excesso, a massa de
gás cloro obtida a partir de 8,7g de MnO2 é:________________________.
c) Considerando que, nas CNTP, 1mol de gás ocupa aproximadamente 22,7L, o gás cloro obtido, conforme descrito
no item b, ocuparia, nas CNTP, o volume de:__________________.
Dados:
Massas Molares (g/mol)- H=1; Cℓ=35,5; Mn=55; O=16
6. (Unb 1998) A constante de Avogadro (e não número de Avogadro) é uma das mais importantes constantes
físico-químicas, fundamental para o entendimento de vários conceitos químicos, entre os quais o conceito de mol.
No entanto, muitas vezes o estudante tem a ideia de que ela é um número mágico, que surge não se sabe de onde.
Para entender essa constante, pode ser realizado um experimento simples - a eletrólise da água - com uma solução
de hidróxido de sódio a 10 g/L. As equações abaixo representam as reações envolvidas nesse processo.
-
I - 4OH → O2 + 2H2O + 4e
-
-
II - 4H2O + 4e → 2H2 + 4OH
-
______________________
III - 2H2O → 2H2 + O2
0
(Constante de Avogadro. In: "Química Nova na Escola", n . 3, maio/98 (com adaptação)).
Com o auxílio do texto e considerando o volume molar de um gás, nas CNTP, igual a 22,71 L, julgue os itens que se
seguem.
( ) O moℓ é a unidade de medida da grandeza quantidade de matéria.
(
) O hidróxido de sódio dissolvido na água forma uma solução condutora de eletricidade, viabilizando a eletrólise.
(
) A unidade da constante de Avogadro é moℓ .
-1
(
) A equação II representa a semi-reação ocorrida no catodo, enquanto que a equação III representa a reação
global.
(
) A eletrólise de um moℓ de água produz, nas CNTP, 22,71 L de gás oxigênio.
7. (Unb 1997) Para se averiguar a quantidade de nitrogênio absorvida por certo tipo de planta, foi necessária a
preparação de uma solução aquosa de amônia (NH3), de concentração igual a 0,050mol/L. De acordo com IUPAC,
o volume ocupado por um mol de um gás ideal, sob condições normais de temperatura e pressão (CNTP), é de
22,710L. Considere o gás NH3 como sendo ideal, sob CNTP, e calcule, em litros, o volume do gás amônia
necessária para preparar 6,000L da solução. Multiplique o valor calculado por 10 e desconsidere a parte fracionária
do resultado, caso exista.
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
(1 mol; 22,7 L; 273K; 1 atm)
P × V 1× 22,7 22,7 atm.L
=
=
n × T 1× 273
273 mol.K
P× V = n×R× T
R=
P × 2 L = 1 mol ×
22,7 atm.L
× 273 K
273 mol.K
P = 11,35 atm
Resposta da questão 2:
[A]
Teremos:
N2H4 + O2(g) →
32 g
mN2H4
N2(g) + 2H2O
22,7 L
113,5 L
mN2H4 = 160 g
Resposta da questão 3:
a) N2(g) + 202(g) → 2 NO2(g)
b) (I): óxido, (II) e (III): ácidos
c) 90,8 L
Resposta da questão 4:
[C]
Resposta da questão 5:
a) 4 HCℓ + MnO2 → Cℓ2 + MnCℓ2 + 2 H2O
b) 7,1 g de Cℓ2
c) 2,27 L
Resposta da questão 6:
VVVVF
Resposta da questão 7:
68