Lista I de estequiometria e balanceamento

Lista I de exercícios de estequiometria e balanceamento de equações –
Química Geral e Experimental I – Prof. Hamilton Viana
1. O iso-octano é um combustível automotivo. A combustão desse material ocorre na fase gasosa. Dados a
massa molar do iso-octano igual a 114g/mol, o volume molar de gás nas "condições ambiente" igual a 25L/mol
e a composição do ar (em volume): O‚=20% e N‚=80%.
a) Escreva a equação balanceada da reação de combustão completa do iso-octano, usando fórmulas
moleculares (sabendo-se que a combustão completa de hidrocarbonetos forma CO2 e H2O).
b) Calcule o volume de ar, nas "condições ambiente", necessário para a combustão completa de 228g de isooctano.
2. Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por:
2C(s) + O‚(g) ë 2 CO(g)
Fe‚Oƒ(s) + 3CO(g) ë 2Fe(s) + 3CO‚(g)
O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação. Considerando apenas
estas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em kg, de carvão consumido na produção de uma
tonelada de ferro.
Dados: massas atômicas: Fe= 56; C= 12; O= 16.
3. Benzaldeído sofre reação de Cannizzaro conforme indicado a seguir: (figura I)
Numa experiência aqueceu-se, sem perda de material, uma mistura de 4,0×10−£mol de benzaldeído,
1,0×10−¢mol de hidróxido de sódio e 100mL de água.
a) Ao término da reação qual é a massa de benzoato de sódio formada? Justifique.
b) À temperatura ambiente, antes de ocorrer a reação a mistura era homogênea ou heterogênea? Explique.
c) Depois de ocorrer a reação, resfriou-se a mistura até a temperatura ambiente. Esta mistura é homogênea ou
heterogênea? Explique. (figura II acima)
(*) Solubilidade, à temperatura ambiente, em mols por 100mL de água.
massa molar do benzoato de sódio = 144g/mol
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4. Considere a reação química representada pela equação:
2Fe‚Sƒ(s)+6H‚O(Ø)+3O‚(g)ë4Fe(OH)ƒ(s)+6S(s)
Calcule a quantidade (em mols) de Fe(OH)ƒ que pode ser produzida a partir de uma mistura que contenha 1,0
mol de Fe‚Sƒ, 2,0mols de H‚O e 3,0mols de O‚.
5. As reações a seguir podem ocorrer na queima de magnésio ao ar.
Mg(s)+ 1/2O‚(g) ë MgO(s)
3Mg(s)+ N‚(g) ë MgƒN‚(s)
Uma amostra de 0,243g de magnésio foi queimada ao ar, sendo totalmente transformada em 0,436g de produto
sólido.
a) O material resultante é MgO puro? Justifique sua resposta.
b) Que quantidade (em mols) de MgƒN‚ se formaria se a massa indicada de magnésio fosse totalmente
convertida no nitreto?
(Massas molares em g/mol): Mg=24,3; O=16,0; N=14,0).
6. Em 1990 foram consumidos, em nosso país, cerca de 164 bilhões (164.10ª) de cigarros. A massa de um
cigarro que é queimada correspondente a aproximadamente 0,85g. Considerando que 40% da massa do
cigarro seja do elemento carbono, quantas toneladas de dióxido de carbono(CO‚) os fumantes lançaram na
atmosfera em 1990, no Brasil?
Observação: 1 tonelada (1t) = 10§g.
Massas atômicas relativas: C = 12; O = 16
7. Um botijão de gás de cozinha, contendo butano, foi utilizado em um fogão durante um certo tempo,
apresentando uma diminuição de massa de 1,0kg. Sabendo-se que:
C„H³(g) + 6,5O‚(g) = 4CO‚(g) + 5H‚O(g)
ÐH = -2900 kJ/mol.
a) Qual a quantidade de calor que foi produzida no fogão devido à combustão do butano?
b) Qual o volume, a 25°C e 1,0atm, de butano consumido?
Dados: o volume molar de um gás ideal a 25°C e 1,0atm é igual a 24,51litros.
massas atômicas relativas: C = 12; H = 1.
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8. Certos solos, por razões várias, costumam apresentar uma acidez relativamente elevada. A diminuição desta
acidez pode ser feita pela adição ao solo de carbonato de cálcio, CaCOƒ, ou hidróxido de cálcio, Ca(OH)‚,
ocorrendo uma das reações, a seguir representadas:
CaCOƒ + 2H® ë Ca£® + CO‚ + H‚O
Ca(OH)‚ + 2H® ë Ca£® + 2H‚O
Um fazendeiro recebeu uma oferta de fornecimento de carbonato de cálcio ou de hidróxido de cálcio, ambos a
um mesmo preço por quilograma. Qual dos dois seria mais vantajoso, em termo de menor custo, para adicionar
à mesma extensão de terra? Justifique.
Massas atômicas relativas:
Ca = 40; C = 12; O = 16 e H = 1
9. A produção industrial de metanol, CHƒOH, a partir de metano; CH„, e a combustão do metanol em motores
de explosão interna podem ser representadas, respectivamente pelas equações I e II.
I) 3CH„(g) + 2H‚O(g) + CO‚(g) ë 4CHƒOH(g)
II) CHƒOH(g) + 3/2O‚ ë CO‚(g) + 2H‚O(g)
Supondo que o CO‚ da reação representada em (I) provenha da atmosfera, e considerando apenas as duas
reações, (I) e (II), responda se a seguinte afirmação é verdadeira:"A produção e o consumo de metanol não
alteraria a quantidade de CO‚ na atmosfera". Justifique sua resposta.
10. Uma amostra de sulfato de magnésio cristalizado pesando 1,23g é aquecida até perder toda a água de
cristalização. O sal anidro pesou 0,6g. Dê a fórmula do sal cristalizado.
(H = 1, O = 16, Mg = 24, S = 32)
11. Para transformar mármore em gesso, precisamos atacá-lo com ácido sulfúrico, segundo a reação:
H‚SO„ + CaCOƒ ë CaSO„ + CO‚ + H‚O
Para 2 kg de mármore, quanto de gesso precisamos produzir?
Dados: (Ca = 40; C = 12; S = 32; O = 16)
12. KCØOƒ precisa ser aquecido até cerca de 400°C para que se decomponha, formando O‚ e KCØ. Quando
uma pequena quantidade de MnO‚ é adicionada, o KCØOƒ decompõe-se facilmente a 270°C, e no final da
reação o MnO‚ permanece quimicamente inalterado.
a) Escreva a equação balanceada da decomposição por aquecimento do KCØOƒ.
b) Explique porque a presença de MnO‚ reduz a temperatura de decomposição do KCØOƒ.
13. Leia a frase seguinte e transforme-a em uma equação química (balanceada), utilizando símbolos e
fórmulas: "uma molécula de nitrogênio gasoso, contendo dois átomos de nitrogênio por molécula, reage com
três moléculas de hidrogênio diatômico, gasoso, produzindo duas moléculas de amônia gasosa, a qual é
formada por três átomos de hidrogênio e um de nitrogênio".
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14. O óxido de cobre-II, CuO, é reduzido pelo H‚(g) a cobre metálico, em uma aparelhagem esquematizada a
seguir:
a) Faça a equação da reação química correspondente.
b) Além do hidrogênio, qual outro componente encontra-se na mistura gasosa?
15. O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita. Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage
com um dos eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação não balanceada que representa o
processo global é:
AØ‚Oƒ + C ë CO‚ + AØ
Para dois mols de AØ‚Oƒ, quantos mols de CO‚ e de AØ, respectivamente, são produzidos esse processo?
a) 3 e 2
b) 1 e 4
c) 2 e 3
d) 2 e 1
e) 3 e 4
16. Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em suspensão através do arraste
por flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação representada por
AØ‚(SO„)ƒ + 3Ca(OH)‚ ë 2 AØ(OH)ƒ + 3CaSO„
Para tratar 1,0x10§m¤ de água foram adicionadas 17 toneladas de AØ‚(SO„)ƒ. Qual a massa de Ca(OH)‚
necessária para reagir completamente com esse sal?
a) 150 quilogramas.
b) 300 quilogramas.
c) 1,0 tonelada.
d) 11 toneladas.
e) 30 toneladas.Dados: massas molares
AØ‚(SO„)ƒ= 342 g/mol
Ca(OH)‚= 74 g/mol
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17. Uma das maneiras de impedir que o SO‚, um dos responsáveis pela "chuva ácida", seja liberado para a
atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir:
Dados: massas molares em g/mol
MgO = 40 e SO‚ = 64
MgO(s) + SO‚(g) + 1/2O‚(g) ë MgSO„(s)
Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9,6x10¤toneladas de SO‚?
a) 1,5 x 10£
b) 3,0 x 10£
c) 1,0 x 10¤
d) 6,0 x 10¤
e) 2,5 x 10¥
18. Coletou-se água no rio Tietê, na cidade de São Paulo. Para oxidar completamente toda a matéria orgânica
contida em 1,00L dessa amostra, microorganismos consumiram 48,0mg de oxigênio(O‚). Admitindo que a
matéria orgânica possa ser representada por C†H³O… e sabendo que sua oxidação completa produz CO‚ e
H‚O, qual a massa da matéria orgânica por litro da água do rio?
(Dados: H = 1, C =12 e O = 16.)
a) 20,5 mg.
b) 40,5 mg.
c) 80,0 mg.
d) 160 mg.
e) 200 mg.
19. A oxidação da amônia (NHƒ) com oxigênio, a alta temperatura e na presença de catalisador, é completa,
produzindo óxido nítrico (NO) e vapor d'água. Partindo de amônia e oxigênio, em proporção estequiométrica,
qual a porcentagem (em volume) de NO na mistura gasosa final?
a) 10 %.
b) 20 %.
c) 30 %.
d) 40 %.
e) 50 %.
20. Misturando 2g de hidrogênio e 32g de oxigênio em um balão de vidro e provocando a reação entre os
gases, obteremos:
(Dados: H = 1; O = 16)
a) 32 g de água com 2 g de oxigênio, que não reagiram.
b) 32 g de água com 1 g de oxigênio, que não reagiu.
c) 34 g de água oxigenada.
d) 34 g de água, não restando nenhum dos gases.
e) 18 g de água ao lado de 16 g de oxigênio, que não reagiram.
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GABARITO
1. a) Cˆ Hˆ + 25/2 O‚ ë 8 CO‚ + 9 H‚O
b) V ar = 3125Ø
2. 321,4 kg
3. a) 2,88 g
b) heterogênea
c) homogênea
4. 1,33 mol
5. a) Não, se o material sólido resultante fosse só MgO puro a massa seria 0,403g e não O,436g.
b) N de mols do MgƒN‚ = 3,3 . 10 −¤ mol
6. M = 204,5 x 10¤ ton
7. a) Q = 5,0 x 10¥ kJ
b) V = 422,4 Ø
8. Ca (OH)‚ ë Utiliza-se uma massa menor.
9. Falsa, pois ocorre o aumento da quantidade de CO‚(g) na atmosfera.
10. MgSO„ . 7H‚O
11. m = 2,72 kg
12. a) KCØOƒ(s) ì KCØ(s) + 3/2 O‚(g)
b) O MmO‚ funciona como catalisador diminuindo a energia de ativação necessária para que a reação se
processe.
13. 1N‚(g) + 3N‚(g) ë 2NHƒ(g)
14. a) CuO(s) + H‚(g) ë Cu(s) + H‚O(g)
b) H‚O(g)
15. [E]
16. [D]
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17. [D]
18. [B]
19. [D]
20. [E]
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RESUMO
Número das questões:
documento
banco
fixo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
90
2822
1109
3184
565
3090
2672
2677
197
2114
2116
3104
2666
2678
2835
2645
32
696
700
2079
20/5/2008
16
326
159
399
51
370
263
268
31
203
205
384
257
269
339
236
2
63
67
194
10:46:53
pag.8