2º Ano EM DATA: ____/12/2016 Professor: Evandro Aluno(a): _________________________________ CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES AQUOSAS. TERMOQUÍMICA. CINÉTICA QUÍMICA. EQUILÍBRIO QUÍMICO. ELETROQUÍMICA. 01. Qual a massa de açúcar ingerida por uma pessoa ao beber um copo de 250 mL de limonada na qual o açúcar está presente na concentração de 80 g/L ? 02. Após o preparo de um suco de fruta, verificou-se que 200 mL da solução obtida continham 58 mg de espartame. Qual é a concentração de aspartame no suco preparado? 03. Qual a molaridade de uma solução aquosa preparada a partir de 11,7 g de NaCl, perfazendo um volume total de 2 L? (Dados: Na = 23 e Cl = 35,5) 04. Uma solução de ácido clorídrico a 10% em massa tem densidade 1,05 g/mL. Qual é a concentração dessa solução em g/L? 2 05. Dada a reação X2 + 3 Y2 → 2 XY3, verificou-se no equilíbrio, a 1000 °C, que as concentrações em mol/L são [ X2 ]= 0,2, [Y2]=0,2,[ XY3]=0,6. Qual o valor da constante de equilíbrio da reação química? 06. O quadro a seguir relaciona diversos materiais com seus pH aproximados. Material Leite de vaca Sangue humano Suco de laranja Leite de magnésia Vinagre pH 6,5 7,3 4,0 10,5 3,0 Responda: a) Qual a concentração de íons OH- no vinagre? _______________ b) Qual a concentração de íons H+ no suco de laranja? _____________ c) Qual o material mais básico? __________________ d) Qual o material menos ácido? __________________ 07. Tanto o enxofre rômbico quanto o monoclínico sofrem combustão formando dióxido de enxofre gasoso. Os valores de ΔH são os seguintes: S(rômbico) S(monoclínico) + O2 (g) → SO2 (g) ΔH = - 296,8 KJ + O2 (g) → SO2 (g) ΔH = - 297,1 KJ Calcule o ΔH da reação equacionada a seguir, em que enxofre rômbico de transforma em enxofre monoclínico. 08. Calcule o ΔH da reação: P4 (s) P4 (s) PCl3 (l) + + + 6 Cl2 (g) → 4 PCl3 (l) Cl2 (g) → PCl5 (s) 10 Cl2 (g) → 4 PCl5 (s), utilizando os seguintes dados: ΔH = - 1279 KJ/moL ΔH = - 124 KJ/moL 3 09. Faça uma estimativa do ΔH da seguinte reação: H2 (g) + Cl2 (g) → 2 HCl (g) Considerando os seguintes dados: Ligação H–H Cl – Cl H – Cl Energia de ligação (KJ/moL) 436 242 431 10. São dados os valores da constante de acidez de vários ácidos. Com base na tabela, pode-se afirmar que o ácido mais forte é: Ácido HCN HBrO HClO HNO2 H3PO4 Constante de acidez (Ka) 4,9 x 10-10 2,5 x 10-9 3,5 x 10-8 4,5 x 10-4 7,5 x 10-3 a) HCN b) HBrO c) HClO d) HNO2 e) H3PO4 11. Num dado meio onde ocorre a reação: N2O5 → N2O4 concentração de N2O5 em função do tempo: N2O5 (moL/L) 0,233 0,200 0,180 0,165 0,155 + ½ O2, observou-se a seguinte variação na Tempo (s) 0 180 300 540 840 Calcule a velocidade média da reação no intervalo de 3 a 5 min. 4 12. Sua casa pode ser aquecida pela queima de gás natural, em cuja composição há metano em grandes proporções. As reservas de gás natural ainda são muito grandes, mas seu transporte para os centros de consumo é de custo elevado além de riscos de poluição. Pesquisas tecnológicas permitem transformar este gás, através de reações usando catalisadores apropriados, em produto de mais fácil manuseio. As equações químicas a seguir representam a obtenção deste produto a partir do gás natural. I.CH4 + ½ O2 → CO + 2 H2 II. CO + 2 H2 → X A fórmula do produto X no qual o metano é transformado, principalmente, de acordo com equação II é: a) CH3 – COH b) CH2 = CH2 c) CH3 – OH d) C2H6 e) H2CO 13. Experimentalmente foi determinado que, para a reação entre os gases hidrogênio e monóxido de nitrogênio, a lei de velocidade é V = K. [H2].[NO]2. a) Qual a ordem da reação, com relação ao H2? ____________ b) Qual a ordem da reação, com relação ao NO? ____________ c) Qual a ordem global da reação? ___________ d) O que vem a ser K na expressão matemática acima? _________ 14. Escreva a equação de velocidade (lei cinética) para as reações a seguir, considerando-as elementares: a) C2H4 (g) + H2 (g) → C2H6 (g) b) 2 ClO (g) → Cl2 (g) + O2 (g) 15. O poluente dióxido de enxofre converte-se em trióxido de enxofre por reação com o oxigênio: 2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g) ΔH° = - 198 Kj Sobre esse equilíbrio, realizado em recipiente fechado, qual o efeito de : a) Adicionar SO2? ____________________ b) Remover O2? ______________________ c) Aumentar a temperatura? ________________ d) Aumentar a pressão? ____________________ e) Adicionar catalisador? ____________________ 5 16. Escreva a expressão da constante de equilíbrio em função das concentrações (Kc) para a reação assim equacionada: 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g) 17. No equilíbrio químico A + B → C + D verifica-se que, a 25°C, [A] = [B] = 1,0 M e [C] = [D] = 2,0 M. Qual a constante de equilíbrio em termos de concentração, a 25°C? 18. Qual é o efeito produzido sobre o equilíbrio 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g), quando se provoca: a) aumento da [NO]? __________________ b) diminuição da [NO]? ________________ c) aumento da [O2]? ___________________ d) diminuição da [O2]? __________________ e) aumento da [NO2]? __________________ f) diminuição da [NO2]? _________________ 19. Considere o equilíbrio: Br2 (g) + Cl2(g) → 2 BrCl (g) Que efeito sobre ele terá um aumento de pressão? 20. O que se deve acontecer com o equilíbrio químico 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) ΔH = - 113 KJ a) Quando a temperatura aumenta? ______________ b) Quando a temperatura diminui? ________________ 6 21. O poluente dióxido de enxofre converte-se em trióxido de enxofre por reação como oxigênio: 2 SO2 (g) + O2 (g) → 2 SO3 (g) ΔH = - 198 KJ Sobre esse equilíbrio, realizado em recipiente fechado, qual o efeito de: a) Adicionar SO2? ______________________ b) Remover O2? ________________________ c) Aumentar a temperatura? ______________ d) Aumentar a pressão? __________________ e) Adicionar catalisador?__________________ 22. Considere as constantes de ionização dos ácidos I, II e III: KI = 7,0 x 10-5 KII = 1,0 x 10-7 KIII = 2,0 x 10-9 Qual a ordem crescente de acidez? 23. Qual é o valor de [H+] numa solução 0,01 mol/L de um monoácido que apresenta Ka = 4 x 10-6? 24. Concentração comum é a relação entre a massa do soluto (m 1) em grama e o volume da solução (v) em litro. Em um balão volumétrico de 400 mL, são colocados 18 g de sal de cozinha e água suficiente para atingir a marca do gargalo. Qual a concentração em ( g/L ) dessa solução? 25. Título em massa de uma solução é o quociente entre a massa do soluto (m 1) e a massa total da solução (massa do soluto + massa do solvente ). Tem-se um frasco de soro glicosado, a 5 % (solução aquosa de 5 % em massa de glicose). Para preparar 1 Kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em água? 7 26. Considerando os seguintes “calores de reação”: N2 (g) + 2 NO (g) + 2 O2 (g) → 2 NO2 (g) ΔH = +66 Kj/mol O2 (g) → 2 NO2 (g) ΔH = -113 Kj/mol Calcule o “calor de reação” para o processo: N2 (g) + O2 (g) → 2 NO (g) ΔH = ? 27. O mercúrio pode ser obtido pela reação de cinábrio, HgS (sulfeto de mercúrio), com oxigênio do ar. HgS(s) + O2(g) → Hg(l) + SO2(g) ΔH = -238 KJ/mol Com base nessas informações, responda: a) A entalpia dos reagentes é maior ou menor que a entalpia dos produtos? Por quê? b) Qual é o calor liberado na formação de 4,0 g de mercúrio? (Dado: Hg = 200) 28. Escreva as equações termoquímicas correspondentes às entalpias de formação das seguintes substâncias: a) C3H8(g) b) HNO3(g) 29. Prepara-se uma solução aquosa de HCN. Uma vez estabelecido o equilíbrio, observa-se que: [H+] = 2 x 10-6 mol/L, [CN-] = 2 x 10-6 mol/L e [HCN] = 4 x 10-2 mol/L Determine o valor da constante de ionização desse ácido nessa solução. 30. Em determinadas condições de temperatura e pressão, existe 0,5 mol/L de N2O4 em equilíbrio com 2 mol/L de NO2, segundo a equação N2O4 (g) → 2 NO2 (g) Qual o valor da constante (Kc) desse equilíbrio, nas condições da experiência? 8 31. O ácido butanóico é o responsável pelo odor de alguns queijos e também da manteiga rançosa. Verifica-se que numa solução 0,04 mol/L desse monoácido a concentração hidrogeniônica (isto é, [H +]) é 8 x 10-4 mol/L. Determine o valor de Ka para esse ácido. 32. Dada a reação X2 + 3 Y2 → 2 XY3, verificou-se no equilíbrio, a 1000 °C, que as concentrações em mol/L são [ X2 ]= 2, [Y2]= 2,[ XY3]= 6. Qual o valor da constante de equilíbrio da reação química? 33. A tetraciclina é um antibiótico com a seguinte fórmula Sobre a fórmula estrutural da tetraciclina coloque “V” para os itens verdadeiros e “F” para os itens falsos. ( ) apresenta quatro anéis aromáticos, duas funções cetona e uma função amida. ( ) é um aminoácido cíclico.(ácido carboxílico + Amina). ( ) apresenta cinco centros estereogênicos (quirais). ( ) possui quatro hidroxilas, uma das quais faz parte de um grupo fenol. ( ) é um composto altamente volátil devido a sua baixa massa molecular. 9 34. Monta-se uma pilha Mg°/Mg2+//Pb2+/Pb° com eletrodos de magnésio e chumbo, conforme o esquema a seguir. Sabendo que os elétrons fluem do eletrodo de magnésio para o de chumbo, escreva: a) A equação da semi-reação de oxidação; b) A equação da semi-reação de redução; c) A equação da reação global que ocorre na pilha; d) Qual é o pólo positivo da pilha? e) Quem será corroído? 35. Analise a tabela e responda às questões. Semi-reação Al3+ + 3e- → Al° Co2+ + 2e- → Co° E°red (V) - 1,66 - 0,28 a) Que espécie se reduz mais facilmente? b) Qual se oxida mais facilmente? c) Qual o melhor agente redutor? d) Qual o melhor agente oxidante? 36. Determine o Nox do nitrogênio nas espécies químicas: a) N2 c) HNO3 b) NO3- d) NO2 37. Sabendo que o cobalto pode ceder elétrons espontaneamente para os íons Au 3+ e considerando a pilha: Co°/Co2+//Au3+/Au° Responda às seguintes perguntas: a) Quem se oxida? Quem se reduz? 10 b) Qual eletrodo será gasto? Qual terá sua massa aumentada? c) Qual das soluções irá diluir-se? Qual irá concentrar-se? d) Em que sentido fluem os elétrons pelo fio? 38. Qual a massa de níquel obtida no cátodo a partir de uma solução de cloreto de níquel (NiCl 2), submetida a uma corrente elétrica de 20 A durante 2 horas? (Dados: Massa Molar do Níquel = 59 g/mol.) 39. A eletrólise ígnea é realizada em compostos iônicos no estado de fusão. Qual a equação que representa a eletrólise ígnea do cloreto de ferro III (FeCl 3)? 40. Como o próprio nome sugere, na eletrólise aquosa, existe a presença de água. Qual o produto da eletrólise aquosa do cloreto de cálcio (CaCl2)? 41. Considere os dados da tabela abaixo, a 25°C e 1 atm. Substância NH3(base) HCl(ácido) NH4Cl(sal) Entalpia de formação (kj/mol) - 46 - 92 - 314 11 a) Calcule a variação de entalpia (em kj/mol) quando a base reage com o ácido correspondente sal. para formar o b) Essa reação de salificação é exotérmica ou endotérmica? Por que? 42. A eletrólise do cloreto de sódio (NaCl) fundido produz sódio metálico e gás cloro. Nesse processo, cada íon: a) sódio recebe dois elétrons. b) cloreto recebe dois elétrons. c) sódio recebe um elétron. d) cloreto perde dois elétrons. e) sódio perde um elétron. 43. Os valores de energia de ligação entre alguns átomos são fornecidos no quadro abaixo. Ligação C–H O=O C=O O–H Energia de ligação (kj/mol) 413 494 804 463 Considere a reação representada por: CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g) Qual o valor da variação de entalpia para a reação? 44. Em conversor catalítico, usado em veículos automotores no cano de escape para redução da poluição atmosférica, ocorrem várias reações químicas, sendo que uma das mais importantes é: CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g) Sabendo-se que as entalpias das reações citadas abaixo são: 1. C(grafite) + 2. C(grafite) + ½ O2(g) → O2(g) → CO(g) ΔH1 = -26,4 Kcal CO2(g) ΔH2 = -94,1 Kcal Qual a variação de entalpia da síntese do gás carbônico e o tipo de processo envolvido? 45. Escreva as equações termoquímicas que representam as entalpias de: a) Formação do CO2(g), ∆H = –74,9 kJ 12 b) Formação do C2H5OH(ℓ), ∆H = –277,6 kJ c) Combustão do C2H2(g), ∆H = –1 298,3 kJ d) Combustão do C2H5OH(ℓ), ∆H = –1 369,3 kJ 46. A 100°C, a reação: NO2+ CO → NO + CO2 realiza-se pelo mecanismo: NO2 + NO2→ NO3 + NO (etapa lenta) NO3 + CO → NO2 + CO2 (etapa rápida) Pede-se: a) a equação da velocidade da reação; b) a ordem da reação em relação ao NO 2 e ao CO; c) a ordem da reação (sem especificação do reagente). 47. Dada a reação elementar expressa pela equação: 2 NO + 2 H2→ N2 + 2 H2O Indique como varia a sua velocidade quando: a) a concentração de NO for dobrada; b) a concentração de H2 for dobrada; c) a concentração do NO e do H2 forem triplicadas. 48. Como já sabemos, os átomos de carbono podem se organizar em cadeias. Usaremos quatro critérios de classificação dessas cadeias: aberta/fechada; saturada/insaturada; homogênea/heterogênea; normal/ramificada. a) H3C - CH2 - CH - CH3 ǀ CH3 (________________,___________________,__________________,_______________) b) H3C - CH2 - O - CH2 - CH3 (________________,________________,_________________,___________________) 13 49. Entre as substâncias normalmente usadas na agricultura, encontram-se o nitrato de amônio (fertilizante), o naftaleno (fumigatório de solo) e a água. A fórmula estrutural do naftaleno, nome científico da naftalina, é mostrada na figura ao lado: Acerca dessa substância, responda os itens abaixo: a) Qual o número de átomo de carbono e hidrogênio ? Carbono: _________ Hidrogênio: _________ b) Qual o número de carbono secundário? ____________ c) Qual a sua fórmula molecular? ____________ d) Qual o número de ligações sigmas? ___________ 50. Algumas pessoas utilizam o termo radicais como sinônimo de grupos orgânicos. Atualmente, no entanto, a maioria dos químicos usa a palavra radical apenas para designar um fragmento molecular como octeto incompleto gerado pela quebra de uma ligação covalente. Em relação aos grupos orgânicos, associe a 2ª coluna de acordo com a 1ª. ( 1 ) metil ( ) –CH2 – CH3 ( 2 ) isopropil ( ) H3C – CH – CH2 – CH3 ǀ ( 3 ) butil ( ) - CH3 ( 4 ) etil ( ) H3C – CH – CH3 ǀ ( 5 ) propil ( ) – CH2 – CH2 – CH2 - CH3 ( 6 ) secbutil ( ) – CH2 – CH2 – CH3 51. Uma ideia fundamental na nomenclatura de muitos compostos orgânicos é a de que um nome pode ser composto de três partes: prefixo + infixo + sufixo. Baseado na idéia de nomenclatura escreva o nome dos compostos, segundo a IUPAC: a) H3C - CH3 __________________. b) H3C - CH2 - CH2 - CH3 _______________________. c) H2C = CH - CH3 __________________. d) HC ≡ C - CH2 - CH2 - CH3 ___________________________. e) H2C = CH - CH = CH2 ______________________. 52. Escreva as fórmulas estruturais dos seguintes compostos: a) 2-metil-pentano d) hexano b) 3-etil-2,2-dimetil-octano e) 5-etil-2-metil-hept-3-ino c) 4-metil-pent-1-eno f) 2-metil-propano 14 53. O gás de cozinha contém propano (C3H8) e, predominantemente, butano (C 4H10). Escreva, para cada um deles, a equação que representa a combustão completa. 54. As funções orgânicas oxigenadas representam uma família enorme e muito diversificada de compostos orgânicos. Isto acontece porque, depois do carbono e o hidrogênio, o oxigênio é o elemento químico de maior presença nos compostos orgânicos. Baseado no texto acima, identifique, as funções oxigenadas existentes em cada composto abaixo: a) Vanilina b) Gingerol VANILINA: ________________, ________________, ________________ GINGEROL: ________________, ________________, ________________, ________________ 55. Com relação as funções orgânicas correlacione a coluna da direita com relação a coluna da esquerda: ( 1 ) Fenol ( ) C6H5OCH3 ( 2 ) Aldeído ( ) C6H5CH3 ( 3 ) Álcool ( ) C6H5CHO ( 4 ) Éter ( ) C6H5COCH3 ( 5 ) Cetona ( ) C6H5OH ( 6 ) Hidrocarboneto ( ) C6H13OH 56. Isomeria plana ocorre quando a diferença entre os isômeros pode ser explicada por fórmulas estruturais planas. Associe a coluna da direita de acordo com a da esquerda com relação ao tipo de isomeria plana. ( 1 ) Isomeria de cadeia ( ) Propan-1-ol e propan-2-ol. ( 2 ) Isomeria de posição ( ) Butano e 2-metilpropano. ( 3 ) Isomeria de compensação ( ) Propanona e isopropenol. ( 4 ) Isomeria de função ( ( 5 ) Tautomeria ( ) Metoxi-propano e etoxi-etano. ) Ácido propanóico e metanoato de etila. 15 57. Carbono quiral é o átomo de carbono que está ligado a quatro grupos diferentes entre si. O composto abaixo que se apresenta como molécula quiral é: a) CH3COCOOH. b) CH3OCH2COOH. c) HOCH2COOH. d) CH3CHOHCOOH. e) CHOCOOH. 58. Numa célula eletrolítica contendo solução aquosa de nitrato de prata (AgNO 3) flui uma corrente elétrica de 5,0 A durante 9650 s. Nessa experiência, quantos gramas de prata metálica (Ag)são obtidos? Dado: Ag = 108 u. a) 108 b) 100 c) 54 d) 50 e) 10 59. O número total de estereoisômeros (opticamente ativos e racêmicos) de uma molécula com 5 átomos de carbono assimétrico (quiral) diferentes é: a) 48 b) 41 c) 25 d) 16 e) 10 “Jamais considere seus estudos como uma obrigação, mas como uma oportunidade invejável para aprender a conhecer a influência libertadora da beleza do reino do espírito, para seu próprio prazer pessoal e para proveito da comunidade à qual seu futuro trabalho pertencer.” Albert Einstein 2/12/2016