Lista 2 - Cálculo Estequiométrico

_________________________________________________________________________________________________________________CASD Vestibulares 1

Química Geral, Frente I Vinícius Costa

CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO

QUESTÕES DE VESTIBULARES

Nível I 1. (UFSCar 2001) A massa de dióxido de carbono liberada na queima de 80 g de metano, quando utilizado como combustível, é: (Massas molares, em g/mol: H = 1; C = 12; O = 16.) Bizu: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

a) 22 g

b) 44 g

c) 80 g

d) 120 g

e) 220 g

2. (Unicamp 2001) – Você se lembra daquela questão da primeira fase, sobre a camada de ácido orgânico que formava um círculo sobre a água? – diz Chuá. – Me lembro! – responde Naná. – Nós a resolvemos com certa facilidade, pois conseguimos visualizar a camada de moléculas, usando a imaginação. E se a banca resolvesse continuar com esse tema na segunda fase? – sugere Chuá. – Será? – pergunta Naná. – Bem, já que estamos estudando, vamos imaginar perguntas e depois respondê-las.– Por exemplo, na experiência relatada, formava-se uma única camada do ácido orgânico sobre a água. Hoje sabemos que se trata do ácido oléico, que tem uma dupla ligação na cadeia (CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO2H, ou simplesmente R — CO2H). a) Na experiência foram usados 1,4 x10

-5 g de

ácido, que correspondem a aproximadamente 3 x

1016

moléculas. Se essa quantidade de ácido

reagisse completamente com iodo, quantos gramas

de iodo seriam gastos?

– Esta é tranqüila – vibra Chuá! – Basta saber como

o iodo reage com a molécula do ácido oléico e fazer

um cálculo muito simples. Vamos ver uma outra

questão que não envolva cálculo

Bizu: C18H34O2 + I2 → C18H24I2O2

Massa molar do iodo (I2): 254 g/mol b) Como ocorre a interação das moléculas do

ácido oléico com as da água, na superfície deste

líquido?

Resposta: A interação entre as moléculas de ácido oléico e a água se dá através de ligações de hidrogênio – Será que pode cair alguma questão assim? – Não sei! Mas não custa imaginar um pouco. Assim estamos exercitando o raciocínio e a memória. Sonhar também é bom – diz Naná. 3. (Unicamp 2001)

– Vamos mudar um pouco de assunto. Lembra-se daquele experimento feito em classe pela professora? Ele é muito bom para exercitarmos um pouco de estequiometria – diz Naná. – Temos aí as reações de magnésio metálico e de alumínio metálico com ácido clorídrico. As quantidades em moles dos sólidos são iguais. Olhe aqui! O alumínio está do lado A e o magnésio do lado B. Agitam-se as garrafas para virar os recipientes contendo ácido de modo a iniciar as reações.

a) Escreva a equação que representa a reação

entre o alumínio e o ácido.

Resposta: Al(s) + 3 HCl(aq) → AlCl3(aq) + 3/2 H2(g) b) Após a reação ter-se completado, os níveis

das colunas I e II do líquido no tubo em forma de U

irão se alterar? Explique.

Bizu: Mg(s) + 2 HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)

Uma pressão maior em algum tubo empurra a água para baixo 4. (Unicamp 2001) – Respiração? – pergunta Chuá. – Mas estamos estudando Química ou Biologia? – Pois é, mas os átomos e as moléculas não sabem disso, e as reações químicas continuam ocorrendo em todos os seres vivos – emenda Naná, continuando: – No corpo humano, por exemplo, o CO2 dos tecidos vai para o sangue e o O2 do sangue vai para os tecidos. Quando o sangue alcança os pulmões, dá-se a troca inversa. O sangue contém, também, substâncias que impedem a variação do pH, o que seria fatal ao indivíduo. Mesmo assim, pode ser observada pequena


diferença de pH (da ordem de 0,04) entre o sangue arterial e o venoso. a) Utilizando equações químicas explique onde se pode esperar que o pH seja um pouco mais baixo: no sangue arterial ou no venoso? Resposta: No sangue venoso a quantidade de CO2 dissolvido é maior que no arterial. Apesar de substâncias como o íon bicarbonato (HCO3

-)

regularem o pH do sangue, o sangue venoso é levemente mais ácido que o arterial. – Puxa! Nessa você me pegou. Mas vou resolver – diz Chuá. Naná, porém, logo continua: – Quando em “repouso”, liberamos nos pulmões, por minuto, cerca de 200 mL de dióxido de carbono oriundo do metabolismo, medida esta feita a temperatura ambiente (25

oC). Você está comendo pão que

podemos considerar, numa simplificação, como sendo apenas um polímero de glicose (C6H12O6). A massa dessa fatia é de aproximadamente 18 gramas. b) Seguindo esse raciocínio e admitindo, ainda, que a fatia se transforme em CO2 e água, sendo o dióxido de carbono eliminado totalmente pela respiração, quantos minutos serão necessários para que ela seja “queimada” no organismo? Bizu: queima da glicose: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O volume molar a 15

oC: 24 L

5. (UnB 2001) Neste século, uma das revoluções no trabalho agrícola foi a síntese de amônia a partir do nitrogênio e do hidrogênio gasosos, cuja equação química é dada abaixo.

N2 + 3 H2 → 2 NH3

Em relação às informações quantitativas que podem ser extraídas da equação apresentada, e consultando, quando necessário, a tabela periódica anexa, julgue os itens que se seguem. (1) A equação indica que, para produzir 1 mol de amônia, são necessários 14 g de gás nitrogênio. (2) Em 28 g de gás nitrogênio, há mais moléculas que em 4 g de gás hidrogênio. (3) Se as quantidades iniciais de cada um dos reagentes forem superiores a 10

23 moléculas, mas

não obedecerem às proporções indicadas na equação, não haverá formação de amônia. (4) Os coeficientes da equação apresentada indicam que, para cada 1 g de nitrogênio que reage, são obtidos 2 g de amônia.

6. (PUC-SP 2002) O clorato de potássio (KClO3) pode ser decomposto por aquecimento, segundo a equação,

2 KClO3(s) → 2 KCl(s) + 3 O2(g)

A decomposição de 2,45 g de uma amostra contendo KClO3 produziu 0,72 g de O2. Considerando que a reação foi completa e que somente o KClO3 reagiu sob o aquecimento, essa amostra contém

a) 100% de KClO3.

b) 90% de KClO3.

c) 75% de KClO3.

d) 60% de KClO3.

e) 30% de KClO3.

7. (Mackenzie 2002) Na queima de 10 Kg de carvão de 80 % de pureza, a quantidade de moléculas de gás carbônico produzida é: Dados: massa molar (g/mol) C = 12; O = 16

C + O2 → CO2

a) 17,6.1028

b) 6,25.1027

c) 57,6.1019

d) 4,8.1025

e) 4,0.1026

8. (Mackenzie 2002 Adaptado) A quantidade de CaO, de pureza 70%, necessária para eliminar 90kg de água, supondo que o rendimento da reação seja igual a 100%, é de: Dados: massa molar (g/mol) Ca = 40; O = 16; H = 1

CaO + H2O → Ca(OH)2

a) 400 kg

b) 6300 kg

c) 280 kg

d) 100 kg

e) 4 kg

9. (UFSCar 2002) O estanho é usado na composição de ligas metálicas como bronze (Sn-Cu) e solda metálica (Sn-Pb). O estanho metálico pode ser obtido pela reação do minério cassiterita (SnO2) com carbono, produzindo também monóxido de carbono. Supondo que o minério seja puro e o rendimento da reação seja de 100%, a massa, em quilogramas, de estanho produzido a partir de 453 kg de cassiterita com 96 kg de carbono é

Bizu: reação de obtenção do estanho: SnO2 + 2 C → Sn + 2 CO a) 549

b) 476

c) 357

d) 265

e) 119


10. (Fatec 2002) As máscaras de oxigênio utilizadas para produzir oxigênio, em situações de emergência, contêm o superóxido de potássio KO2. O oxigênio é produzido pela reação desse óxido com o dióxido de carbono e a água do ar exalado pelos pulmões, como mostra a equação 4 KO2(s) + 2 H2O(g) + 4 CO2(g) → 4 KHCO3(s) + 3O2(g)

Considere que uma pessoa exale 1,0 x 10-2

mol de CO2 por minuto. Ao fim de 5 minutos, a quantidade de matéria, em mols de oxigênio, inalada por ela será aproximadamente a) 2,5 x 10

-2.

b) 1,1 x 10-2

.

c) 5,0 x 102.

d) 6,5 x 10.

e) 3,8 x 10-2

.

11. (Fatec 2002) Determinado vinho tem teor alcoólico de 10% em volume. Considere que esse vinho foi transformado em vinagre, pela oxidação de todo seu álcool etílico (C2H5OH) em ácido acético (C2H4O2). A massa de ácido acético contida em 1,0 L desse vinagre será, aproximadamente, de: Dados: densidade do álcool etílico = 0,8 g/mL massas molares: H = 1,0; C = 12; O = 16 a) 10 g

b) 52 g

c) 83 g

d) 104 g

e) 208 g

12. (Unicamp 2002) Que saudades sentiu Rango ao ver a lanterna! Lembrou-se dos tempos de criança quando ia explorar cavernas na sua região natal com seu pai, um espeleologista amador. A lanterna de carbureto funciona pela queima de um gás, que é o mais simples da série dos alcinos (ou alquinos). Esse gás é gerado pela reação entre a água, oriunda de um reservatório superior, que é lentamente gotejada sobre carbeto de cálcio (carbureto), CaC2, na parte inferior. O gás gerado sai por um bico colocado no foco de um refletor, onde é queimado, gerando luz. a) Escreva o nome e a fórmula estrutural do gás formado pela reação entre carbeto de cálcio e água. Resposta: nome: etino (acetileno) fórmula estrutural:

b) Supondo o uso de 32 g de carbeto de cálcio, quantos gramas de gás serão formados? Bizu: reação entre o carbeto de cálcio e água (muito importante para a química orgânica!): CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

somente o acetileno (C2H2) é gás no produto 13. (Vunesp 2002) Numa viagem, um carro consome 10 kg de gasolina. Na combustão completa deste combustível, na condição de temperatura do motor, formam-se apenas compostos gasosos. Considerando-se o total de compostos formados, pode-se afirmar que os mesmos a) não têm massa.

b) pesam exatamente 10 kg.

c) pesam mais que 10 kg.

d) pesam menos que 10 kg.

e) são constituídos por massas iguais de água

e gás carbônico.

Bizu: combustão completa da gasolina: gasolina +

O2 → CO2 + H2O

14. (Unifesp 2003) Estanho e iodo reagem quantitativamente formando um produto, cuja fórmula pode ser determinada reagindo-se quantidades conhecidas de iodo (dissolvido em um solvente) com excesso de estanho e determinando-se a massa do metal remanescente após a reação. Os resultados de uma experiência foram: massa de iodo utilizado: 5,08 g massa inicial de estanho: 4,18 g massa final de estanho: 3,00 g Dadas as massas molares, em g/mol, Sn = 118 e I = 127, pode-se concluir que a fórmula mínima do composto obtido é Bizu: faça x mols de átomos de I reagem com 1 mol de átomos de Sn formando 1 mol de SnIx

a) SnI

b) SnI2

c) SnI3

d) SnI4

e) SnI5

15. (Unifesp 2003) Um recipiente de 10 L, contendo 2,0 mol de H2 e 1,0 mol de Cl2, é aquecido e mantido a 105°C. A pressão no interior do recipiente, antes da reação, nestas condições, é 9,3 atm. Após alguns dias, o H2(g) e o Cl2(g) reagem completamente formando HCl(g). Após reação total, a quantidade total de gases no recipiente e a pressão parcial do HCl no interior do recipiente, à temperatura de 105°C, devem ser, respectivamente,

Bizu: H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g)

Pressão parcial de HCl: PHCl = (nHCl/ntotal de gás) x Ptotal

a) 1,0 mol e 3,1 atm

b) 2,0 mol e 6,2 atm

c) 3,0 mol e 6,2 atm

d) 3,0 mol e 9,3 atm

e) 5,0 mol e 6,2 atm


16. (Vunesp 2003) O carbonato de cálcio (CaCO3), principal constituinte do calcário, é um sal usado na agricultura para corrigir a acidez do solo. Este sal, ao ser aquecido vigorosamente, sofre decomposição térmica, produzindo óxido de cálcio (CaO) e gás carbônico (CO2). Considerando a massa molar do CaCO3 = 100 g/mol, do CaO = 56 g/mol e do CO2 = 44 g/mol, e que 10 kg de carbonato de cálcio puro sofreram decomposição térmica, a quantidade de óxido de cálcio produzido será de Bizu: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

a) 2200 g

b) 2800 g

c) 4400 g

d) 5600 g

e) 11200 g

17. (Vunesp 2003) Na indústria, a amônia é obtida pelo processo denominado Haber-Bosh, pela reação entre o nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropriado, conforme mostra a reação não balanceada:

N2(g) + H2(g) → NH3(g)

Com base nessas informações, considerando um rendimento de 100% e sabendo que as massas molares desses compostos são: N2 = 28 g/mol, H2 = 2 g/mol, NH3 = 17 g/mol, calcule Bizu: O processo de Haber-Bosch está representado errado. Ele será estudado da maneira correta em Equilíbrios químicos e reações reversíveis A reação balanceada é: N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) a) A massa de amônia produzida reagindo-se

7 g de nitrogênio com 3g de hidrogênio.

b) Nas condições descritas no item a, existe

reagente em excesso? Se existir, qual a massa em

excesso desse reagente?

18. (Vunesp 2003) Na indústria, um dos processos de obtenção do ácido sulfúrico consiste no tratamento térmico vigoroso da pirita (FeS2) na presença de corrente de ar (reação de ustulação). Os produtos obtidos são óxido férrico (Fe2O3) e dióxido de enxofre (SO2). O dióxido de enxofre é oxidado a anidrido sulfúrico (SO3), também pela reação com oxigênio, e, finalmente, por hidrólise do anidrido sulfúrico, obtém-se o ácido sulfúrico. a) Escreva as reações de obtenção do ácido sulfúrico a partir da ustulação da pirita. Resposta: ustulação da pirita: 4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g)

oxidação do dióxido de dióxido de enxofre: 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)

hidrólise do anidrido sulfúrico: SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

b) Calcule a massa de ácido sulfúrico produzido a partir de 24 kg de pirita. Dados: massas molares: FeS2 = 120 g/mol, H2SO4 = 98 g/mol 19. (Mackenzie 2003)

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2 HF

O HF é obtido a partir da fluorita (CaF2), segundo a reação equacionada acima. A massa de HF obtida na reação de 500,0 g de fluorita de 78% de pureza é: Dados: massa molar (g/mol) Ca = 40, F = 19, H = 1, S = 32, O = 16. a) 390,0 g

b) 304,2 g

c) 100,0 g

d) 200,0 g

e) 250,0 g

20. (Mackenzie 2003)

CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)

O volume de CO2, medido a 27

oC e 1 atm,

produzido na combustão de 960,0 g de metano, é: Dados: massa molar do CH4 = 16,0 g constante universal dos gases: R = 0,082 atm.L /mol.K a) 60,0 L

b) 1620,0 L

c) 1344,0 L

d) 1476,0 L

e) 960,0 L

21. (Fatec 2003) Em aparelhagem adequada, nas condições ambientes, certa massa de carbonato de cálcio foi colocada para reagir com excesso de ácido clorídrico diluído. Dessa transformação, resultou um gás. O volume de gás liberado foi medido a cada 30 segundos. Os resultados são apresentados a seguir:

Tempo (s)

0 60 90 120 150 180 210 240

Volume de gás (cm

3)

0 150 200 240 290 300 300 300

Bizu: carbonato de cálcio: CaCO3 ácido clorídrico: HCl CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g) Analisando-se esses dados, afirma-se: I. O volume de gás liberado aumentará se após 180 segundos adicionarmos mais ácido.


II. O carbonato de cálcio é o reagente limitante dessa transformação, nas condições em que foi realizada. III. O gás liberado nessa transformação é o hidrogênio, H2. IV. Construindo-se um gráfico do volume gasoso liberado em função do tempo, a partir de 3 minutos, a curva obtida apresentará um patamar. Estão corretas as afirmações a) I e II.

b) I e III.

c) II e III.

d) II e IV.

e) III e IV.

22. (UFSCar 2003) O alumínio metálico é obtido pela redução eletrolítica da bauxita, na presença da criolita que age como fundente, abaixando o ponto de fusão da bauxita de 2 600°C para cerca de 1 000°C. Considerando que a bauxita é composta exclusivamente por óxido de alumínio, Al2O3, a massa em toneladas de alumínio metálico obtida a partir de 51,0 toneladas de bauxita é de Bizu: eletrólise do óxido de alumínio: Al2O3(s) → 2 Al(s) + 3/2 O2(g)

a) 23,5

b) 25,5

c) 27,0

d) 32,0

e) 39,3

23. (UFSCar 2003) Em uma aula de laboratório de química, um aluno montou a seguinte aparelhagem:

No frasco de Kitassato (A) foram colocados 32,7 g de zinco metálico e no funil de separação (B) foi adicionada solução de ácido clorídrico concentrado. Ao abrir cuidadosamente a válvula do funil, o ácido reagiu com o zinco, produzindo um gás que foi coletado em tubos de ensaios contendo água destilada dentro de cuba cheia de água. Bizu: ácido clorídrico: HCl zinco metálico: Zn Zn(s) + 2 HCl(conc) → ZnCl2(aq) + H2(g)

a) Considere que o zinco reage completamente com o ácido clorídrico em excesso e que não há perda na coleta do gás. Escreva a equação balanceada da reação química e calcule o volume, em litros, de gás a 300 K e 0,82 atm de pressão. b) O gás produzido é praticamente insolúvel em água. Justifique essa propriedade. Resposta: o gás H2 é apolar e praticamente não se solubiliza na água, pois esta é um solvente polar. Dados: equação dos gases ideais: PV = nRT R = 0,082 atm.L.mol

–1 .K

–1

24. (Unicamp 2003) Considerando a questão anterior, se o carbonato ácido de amônio (hidrogeno carbonato de amônio) se decompõe totalmente pela ação do calor formando amônia, água e gás carbônico, todos no estado gasoso: Massa do carbonato ácido de amônio: 6 g. a) Escreva a equação química que representa

esta reação.

Resposta: NH4HCO3(s) → NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)

b) Determine o volume total de gases

produzidos pela decomposição do carbonato ácido

de amônio em um forno a 227 °C, à pressão

ambiente de 1 atm. Massa molar do carbonato ácido

de amônio = 79 g / mol.

Bizu: R = 0,082 atm.L.mol

-1.K

-1

25. (PUC-MG 2003) Um produto farmacêutico, com propriedades antiácidas, pode ser preparado à base de bicarbonato de sódio (NaHCO3). Esse produto é usado para reduzir acidez estomacal provocada pelo excesso de ácido clorídrico, de acordo com a reação:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 Se bebermos 2,52 g de bicarbonato de sódio, o número de mols do ácido neutralizado no estômago é igual a: a) 0,03

b) 0,06

c) 0,60

d) 0,30

26. (Vunesp 2004) O sulfato de bário (BaSO4) é um sal muito pouco solúvel. Suspensões desse sal são comumente utilizadas como contraste em exames radiológicos do sistema digestivo. É importantíssimo que não ocorra dissolução de íons bário, Ba

2+, no estômago. Estes íons são

extremamente tóxicos, podendo levar à morte. No primeiro semestre de 2003, vários pacientes brasileiros morreram após a ingestão de um produto que estava contaminado por carbonato de bário (BaCO3), em uma proporção de 13,1 % em massa. O carbonato de bário reage com o ácido clorídrico


(HCl) presente no estômago humano, produzindo cloreto de bário (BaCl2) que, sendo solúvel, libera íons Ba

2+ que podem passar para a corrente

sanguínea, intoxicando o paciente. a) Escreva a reação química que representa a

reação que ocorre no estômago quando o carbonato

de bário é ingerido.

Resposta:

BaCO3(s) + 2 HCl(aq) → BaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

b) Sabendo que o preparado é uma suspensão

100 % em massa do sólido por volume da mesma e

que cada dose é de 150 mL, calcule a massa de

íons Ba2+

resultante da dissolução do carbonato de

bário na ingestão de uma dose do preparado

contaminado.

Bizu

BaCl2(aq) → Ba2+

(aq) + 2 Cl-(aq)

Massa de carbonato de bário na dose: 150 g

Massas molares, em g.mol-1

: bário = 137,3; carbono

= 12,0; oxigênio = 16,0.

27. (Vunesp 2004) A limpeza de pisos de mármore normalmente é feita com solução de ácido clorídrico comercial (ácido muriático). Essa solução ácida ataca o mármore, desprendendo gás carbônico, segundo a reação descrita pela equação:

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Considerando a massa molar do CaCO3 = 100 g/mol, o volume molar de 1 mol de CO2 nas CNTP = 22,4 L e supondo que um operário, em cada limpeza de um piso de mármore, provoque a reação de 7,5 g de carbonato de cálcio, o volume de gás carbônico formado nas CNTP será de: a) 3,36 L

b) 1,68 L

c) 0,84 L

d) 0,42 L

e) 0,21 L

28. (Vunesp 2004) O lançamento descontrolado de dióxido de enxofre (SO2(g)) na atmosfera é uma das principais causas da acidez da água da chuva nos grandes centros urbanos. Esse gás, na presença de O2 e água da chuva, produz H2SO4(aq). Um dos efeitos causados pelo H2SO4(aq) é a transformação do mármore CaCO3(s), em gesso, CaSO4(s). a) Escreva as equações químicas das reações

que ocorrem com o SO2(g) na atmosfera formando

H2SO4(aq).

Resposta: SO2(g) + 1/2 O2(g) → SO3(g) SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

b) Considerando as massas molares do H2SO4

= 98 g/mol e do CaSO4 == 136 g/mol, calcule a

quantidade máxima de CaSO4 que pode ser

formada a partir de 245 kg de H2SO4 puro.

Bizu: H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2O + CO2

29. (Mackenzie 2004) Na combustão total de 1 mol de etanol, formando gás carbônico e água, a razão entre o número de mols de gás oxigênio gasto e o de gás carbônico obtido é:

Dado: Equação não balanceada

C2H5OH + O2 → CO2 + H2O

a) 2 : 2

b) 3 : 2

c) 1 : 2

d) 3 : 4

e) 1 : 3


2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g)

Da reação acima, realizada em sistema fechado, é INCORRETO afirmar que:

Dado: massa molar (g/mol) H = 1, O = 16

Bizu: a alternativa que a banca considera incorreta está bem clara, no entanto, há outra alternativa que também está errada a) ocorre com contração de volume.

b) a soma dos volumes dos reagentes é igual

ao volume do produto, se todos forem medidos nas

mesmas condições de P e T.

c) a soma das massas dos reagentes é igual à

massa de produto.

d) na reação de um mol de gás hidrogênio com

oxigênio suficiente, são produzidos 22,4 L de água,

medidos na CNTP, se o rendimento da reação for

de 100 %.

e) são obtidas moléculas polares

31. (UFSCar 2004) A cal viva, CaO, é um material utilizado no preparo de argamassas para construção civil, em pinturas de baixo custo para muros (caiação), bem como em jardinagem. Ao preparar o material para pintura de caules de árvores, um jardineiro misturou, sob agitação, 28 kg de cal viva com água em excesso, realizando uma


reação química. A reação da cal viva com água resulta na formação da cal extinta, hidróxido de cálcio. A quantidade máxima de cal extinta obtida, em kg, foi de Bizu: hidróxido de cálcio: Ca(OH)2 CaO(s) + H2O(l) → Ca(OH)2(aq)

a) 28.

b) 37.

c) 57.

d) 64.

e) 74.

32. (Unifesp 2005) Considere recipientes com os seguintes volumes de substâncias gasosas, nas mesmas condições de pressão e temperatura.

Substância gasosa Volume (L)

CO 20

CO2 20

O2 10

C2H4 10

Com base no princípio de Avogadro (“Volumes iguais de gases quaisquer mantidos nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas.”), é possível afirmar que o número total de átomos igual nos recipientes que contém: a) CO e CO2

b) CO e O2

c) CO e C2H4

d) CO2 e O2

e) CO2 e C2H4

33. (Vunesp 2005) O clorato de potássio (KClO3) pode ser utilizado para a produção de oxigênio em laboratório. Quando aquecido na presença de um catalisador, o clorato se decompõe produzindo, além do gás desejado, cloreto de potássio (KCl). O volume de oxigênio, medido nas CNTP (T = 273K e P = 1 atm, com R = 0,082 L.atm.K

-1.mol

-1), produzido quando um mol do

clorato é consumido, é de: a) 67,2 L.

b) 56,0 L.

c) 44,8 L.

d) 39,2 L.

e) 33,6 L.

Bizu: decomposição do KClO3: 2 KClO3 → 2 KCl + 3

O2(g)

34. (Vunesp 2005) Em 2004 iniciou-se, no Brasil, a exploração de uma importante jazida de minério de cobre. Nestes minérios, o metal é normalmente encontrado na forma de sulfetos,

como o CuS, e para sua obtenção o minério é submetido à ustulação – aquecimento sob atmosfera de ar ou de oxigênio. Neste processo, além do cobre metálico obtém-se o dióxido de enxofre. Como subproduto, pode-se obter o ácido sulfúrico, por reação do SO2 com o oxigênio, formando o trióxido de enxofre (SO3), e deste com a água, resultando no H2SO4. Obs: Escreva a equação química para a ustulação do CuS. Resposta: 2 CuS(s) + 3 O2(g) → 2 CuO(s) + 2 SO2(g)

ustulação corresponde à transformação de sulfetos em óxidos. No caso de obtenção dos metais, reações posteriores à ustulação convertem os óxidos no metal. a) Dadas as massas molares, em g.mol

-1: H =

1; S = 32 e O = 16, calcule a massa de ácido

sulfúrico que pode ser obtida a partir de 64 kg de

SO2. Apresente seus cálculos.

Bizu:

2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

35. (PUC-SP 2005) O elemento enxofre é um dos contaminantes comuns encontrados no carvão mineral. A queima de compostos contendo enxofre produz o dióxido de enxofre (SO2), um poluente atmosférico que causa irritação na mucosa e é precursor da chuva ácida. Para se evitar a dispersão desse poluente na atmosfera, muitas fábricas utilizam em suas chaminés filtros contendo carbonato de cálcio (CaCO3). Esse componente absorve o SO2, formando o sulfato de cálcio (CaSO4), segundo a reação:

2 SO2(g) + 2 CaCO3(s) + O2(g) → 2 CaSO4(s) + 2 CO2(g) Para absorver o SO2 liberado na queima de 320 kg de carvão, contendo 2 % em massa de enxofre, são necessários de CaCO3, Bizu: S + O2 → SO2

a) 6,4 kg

b) 10,0 kg

c) 12,8 kg

d) 20,0 kg

e) 100,0 kg

36. (Mackenzie 2005) Na oxidação do gás sulfídrico, formam-se, inicialmente, água e dióxido de enxofre. Portanto, na oxidação de 34 gramas de gás sulfídrico, as proporções em mol, entre os reagentes e entre o gás sulfídrico e o dióxido de enxofre, são, respectivamente:

Bizu: 2 H2S + 3 O2 → 2 H2O + 2 SO2


a) 2:2 e 2:1

b) 1:2 e 1;2

c) 1:1,5 e 1:1

d) 1:2 e 1:3

e) 1:1 e 1:1

Dado: massa molar (g/mol): H = 1; S = 32. 37. (Mackenzie 2005) O volume de gás oxigênio necessário para a formação do trióxido de enxofre (SO3), pela oxidação de 6 litros de dióxido de enxofre (SO2), é Obs: considerar que todos os gases estão à mesma pressão e temperatura Bizu: 2 SO2 + O2 → 2 SO3

a) 6 litros.

b) 2 litros.

c) 1 litro.

d) 4 litros.

e) 3 litros.

38. (UFSCar 2005) A termita 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. Dadas as massas molares, em g/mol: Al = 27 e Fe = 56, 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) é Bizu: 2 Al + Fe2O3 → 2 Fe + Al2O3

a) 2,8.

b) 5,6.

c) 11,2.

d) 16,8.

e) 20,4.

39. (FUVEST 2006) O tanque externo do ônibus espacial Discovery carrega, separados, 1,20 x 10

6 L

de hidrogênio líquido a -253 oC e 0,55 x 10

6 L de

oxigênio líquido a -183 oC . Nessas temperaturas, a

densidade do hidrogênio é 34 mol/L (equivalente a 0,068 g/mL) e a do oxigênio é 37 mol/L (equivalente a 1,18 g/mL). Massa molar (g/mol) H......1,0 O......16 Considerando o uso que será feito desses dois líquidos, suas quantidades (em mols), no tanque que, são tais que há Bizu: 2 H2 + O2 → 2 H2O a) 100 % de excesso de hidrogênio

b) 50 % de excesso de hidrogênio

c) proporção estequiométrica entre os dois

d) 25 % de excesso de oxigênio

e) 75 % de excesso de oxigênio

40. (Vunesp 2006) O carbeto de cálcio (massa molar = 64 g.mol

-1) – também conhecido como

carbureto – pode ser obtido aquecendo-se uma mistura de cal (CaO, massas molares Ca = 40 g.mol

-1 e O = 16 g.mol

-1) e carvão (C, massa molar =

12 g.mol-1

) a uma temperatura de aproximadamente 3000

oC, gerando um subproduto gasoso com

massa molar igual a 28 g.mol-1

. O carbeto de cálcio pode reagir com água, produzindo acetileno (massa molar = 26 g.mol

-1) e hidróxido de cálcio, sendo de

uso comum nas carbureteiras, nas quais o gás que sai do recipiente é queimado para fins de iluminação, especialmente em cavernas. Bizu: carbeto de cálcio: CaC2

acetileno: C2H2 hidróxido de cálcio: Ca(OH)2 CaC2(s) + 2 H2O(l) → Ca(OH)2 + C2H2(g)

a) Escreva a equação química que representa

a reação de obtenção do carbeto de cálcio.

Resposta: CaO(s) + 3 C(s) → CaC2(s) + CO(g)

b) Que massa de carbeto de cálcio é

necessária para a obtenção de 13 g de acetileno?

41. (Mackenzie 2006) Os volumes de gás nitrogênio e de gás oxigênio necessários para a síntese de 8 L de pentóxido de dinitrogênio, considerando que todos os gases estão nas mesmas condições de temperatura e pressão, são, respectivamente,

2 N2 + 5 O2 → 2 N2O5

a) 8 L e 20 L

b) 2 L e 5 L

c) 5 L e 2 L

d) 2 L e 2 L

e) 1 L e 1L

42. (Fatec 2006) Numa viagem, um automóvel gastou 62 litros de álcool combustível (etanol hidratado), o que equivale a aproximadamente 46 kg de etanol puro, C2H5OH. (Dados: massas molares/ g.mol

-1 C=12; O=16; H=1)

Supondo-se que a combustão foi completa, pode-se estimar que a massa de oxigênio retirada da atmosfera durante a viagem foi de: Bizu: C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O a) 23 kg.

b) 32 kg.

c) 46 kg.

d) 72 kg.

e) 96 kg.


43. (UFSCar 2006) O funcionamento de air bag de veículos automotores é baseado na reação química representada pela equação:

2 NaN3(s) → 2 Na(s) + 3 N2(g)

A reação é iniciada por um sensor de choque, e ocorre rapidamente, com o N2 formado preenchendo o air bag em cerca de 0,03 s. O Na(s) formado na reação, por ser muito reativo, é consumido por reação rápida com outro reagente presente na mistura inicial de reagentes. Se no funcionamento de um air bag 130g de NaN3 forem totalmente decompostos, pode-se afirmar que: a) serão produzidos 23 g de Na(s).

b) serão produzidos 21 g de N2(g).

c) serão produzidos 84 g de N2(g).

d) o gás produzido ocupará um volume de 22,4

L nas condições normais de pressão e temperatura

(CNPT).

e) se o Na(s) formado reagisse com água, a

água seria decomposta, liberando oxigênio gasoso e

grande quantidade de calor.


C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O

A equação acima representa a combustão do etanol. Se após 2 horas de reação forem produzidos 48 mol de CO2, a quantidade em mol de etanol consumido em 1 minuto é de: a) 0,5 mol.

b) 24,0 mol.

c) 0,04 mol.

d) 0,2 mol.

e) 12,0 mol.

Nível II 45. (FUVEST 2001) Uma mistura de carbonato de amônio e carbonato de cálcio foi aquecida até a completa decomposição. Obteve-se 0,20 mol de um resíduo sólido, além de uma mistura gasosa que, resfriada a 25

oC o, condensou-se parcialmente. A

fase gasosa restante, a essa mesma temperatura e sob 1 atm de pressão, ocupou 12,2 L. a) Escreva a equação que representa a

decomposição do carbonato de amônio e a que

representa a decomposição do carbonato de cálcio,

indicando o estado físico de cada substância a 25 oC.

Resposta: I. (NH4)2CO3(s) → 2NH3(g) + CO2(g) + H2O(l)

II. CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

b) Calcule a quantidade, em mols, de

carbonato de amônio e de carbonato de cálcio na

mistura original.

Dados:

Volume molar dos gases a 25 oC e 1 atm: 24,4

L/mol

A pressão de vapor d’água, a 25 oC, é desprezível.

46. (FUVEST 2001) O minério caliche, cujo principal componente é o salitre do Chile, contém cerca de 0,1%, em massa, de iodato de sódio (NaIO3 ). A substância simples I2 pode ser obtida em um processo que envolve a redução desse iodato com hidrogenossulfito de sódio (NaHSO3), em meio aquoso. Nessa redução também são produzidos íons sulfato, íons H+ e água. a) Escreva a equação iônica balanceada que

representa a formação de iodo nessa solução

aquosa, indicando o oxidante e o redutor.

Resposta: 2 IO3-(aq) + 5 HSO3

-(aq) → I2(s) + 5 SO4

2-(aq)

+ 3 H+

(aq) + H2O(l)

b) Calcule a massa de caliche necessária para

preparar 10,0 kg de iodo, pelo método acima

descrito, considerando que todo o iodato é

transformado em iodo.

Dados: massas molares (g/mol)

NaIO3 ...... 198

I2 .............. 254

47. (PUC-SP 2001) A aluminotermia é um processo para se obter metais a partir dos seus óxidos. Ao reagirmos óxido de zinco (ZnO) com alumínio metálico (Al), obtemos óxido de alumínio (Al2O3) e Zn metálico segundo a equação:

3 ZnO(s) + 2 Al(s) → Al2O3(s) + 3 Zn(s)

A proporção entre as massas dos reagentes é melhor representada pelo gráfico Bizu: massas molares (em g/mol): Al = 27, ZnO = 81


48. (ITA 2001) A calcinação de 1,42 g de uma mistura sólida constituída de CaCO3 e MgCO3 produziu um resíduo sólido que pesou 0,76 g e um gás. Com estas informações, qual das opções a seguir é a relativa à afirmação CORRETA? a) Borbulhando o gás liberado nesta

calcinação em água destilada contendo

fenolftaleína, com o passar do tempo a solução irá

adquirir uma coloração rósea.

b) A coloração de uma solução aquosa,

contendo fenolftaleína, em contato com o resíduo

sólido é incolor.

c) O volume ocupado pelo gás liberado devido

à calcinação da mistura, nas CNTP, é de 0,37 L.

d) A composição da mistura sólida inicial é

70%(m/m) de CaCO3 e 30%(m/m) de MgCO3.

e) O resíduo sólido é constituído pelos

carbetos de cálcio e magnésio.

Bizu:

calcinação dos carbonatos (CaCO3 e MgCO3)

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

MgCO3(s) → MgO(s) + CO2(g)

Para essa questão, mostre apenas que a alternativa

D é a correta e a C está incorreta.

49. (Unicamp 2002) Os nossos heróis estranharam a presença dos dois copos sobre a

mesa, indicando que teria passado mais alguém por ali. Além disso, havia leite e, pela ficha cadastral, eles sabiam que o guarda não podia tomá-lo, pois sofria de deficiência de lactase, uma enzima presente no intestino delgado. Portanto, se o guarda tomasse leite, teria diarréia. Na presença de lactase, a lactose, um dissacarídeo, reage com água dando glicose e galactose, monossacarídeos. a) Complete a equação a seguir, que

representa a transformação do dissacarídeo em

glicose e galactose:

C12H22O11 + = + C6H12O6 Resposta: C12H22O11 (lactose) + H2O → C6H12O6 (glicose) + C6H12O6 (galactose) b) Se, com a finalidade de atender as pessoas

deficientes em lactase, principalmente crianças, um

leite for tratado com a enzima lactase, ele terá o seu

“índice de doçura” aumentado ou diminuído?

Justifique. Lembre-se que o “poder edulcorante” é

uma propriedade aditiva e que traduz quantas vezes

uma substância é mais doce do que o açúcar,

considerando-se massas iguais. A lactose apresenta

“poder edulcorante” 0,26, a glicose 0,70 e a

galactose 0,65.

Bizu: 1 g de lactose tem poder edulcorante = 0,26 g

de açúcar comum (sacarose)

50. (PUC-SP 2003) Os gases nitrogênio (N2) e oxigênio (O2) podem reagir em diversas proporções, formando diferentes óxidos de nitrogênio (NxOy). Em uma determinada condição foram colocados em um reator 32,0 g de O2 e 20,0 g de N2. Terminada a reação, supondo a formação de apenas um tipo de óxido, é coerente afirmar que foram obtidos Bizu: a tendência é testar todas as alternativas, mas há um jeito de achar a resposta direto! a) 52,0 g de N2O3. b) 40,0 g de NO, restando 12,0 g de O2 sem reagir. c) 48,0 g de NO, restando 4,0 g de N2 sem reagir. d) 46,0 g de NO2, restando 6,0 g de N2 sem reagir. e) 50,0 g de N2O3, restando 2,0 g de O2 sem reagir. 51. (Vunesp 2004) A aspirina (ácido acetilsalicílico) pode ser preparada pela reação do ácido salicílico com o anidrido acético, segundo a reação representada pela equação:

Considerando-se que a reação entre 138 g de ácido salicílico com 25,5 g de anidrido acético ocorre com rendimento de 60 %, e sabendo-se que as massas


molares desses compostos são: C7H6O3 = 138 g/mol, C4H6O3 = 102 g/mol, C9H8O4 = 180 g/mol, a massa de aspirina obtida será igual a a) 180 g

b) 108 g

c) 90 g

d) 54 g

e) 45 g

52. (IME-RJ 2004) Uma forma de sintetizar óxido nítrico em meio aquoso é reagir nitrito de sódio com sulfato ferroso e ácido sulfúrico, produzindo, além do óxido nítrico, sulfato férrico e bissulfato de sódio. Partindo de 75,0 g de nitrito de sódio, 150,0 g de ácido sulfúrico e 152,0 g de sulfato ferroso e tendo a reação 90 % de rendimento, determine a massa de óxido nítrico obtida. Bizu: nitrito de sódio: NaNO2 óxido nítrico: NO sulfato ferroso: FeSO4 ácido sulfúrico: H2SO4 sulfato férrico: Fe2(SO4)3 bissulfato de sódio: NaHSO4 água: H2O 2 NaNO2 + 2 FeSO4 + 3 H2SO4 → 2 NO + Fe2(SO4)3 + 2 NaHSO4 + 2 H2O 53. (Fatec 2004) O hidrogênio produzido pela reação completa de 0,13 g de zinco com ácido clorídrico foi recolhido sob determinada pressão P e temperatura T, ocupando um volume de 56,4 mL. Dado: massa molar do Zn = 65 g/mol. Nessas condições de pressão e temperatura, o volume molar do hidrogênio deve ser, portanto, igual a: Bizu: Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)

a) 22,4 L

b) 23,5 L

c) 25,0 L

d) 28,2 L

e) 31,2 L

54. (FUVEST 2006) O valor biológico dos alimentos é avaliado comparando-se a porcentagem dos aminoácidos, ditos “essenciais”, presentes nas proteínas desses alimentos, com a porcentagem dos mesmos aminoácidos presentes na proteína do ovo, que é tomada como referência. Quando, em um determinado alimento, um desses aminoácidos estiver presente em teor inferior ao do ovo, limitará a quantidade de proteína humana que poderá ser sintetizada. Um outro alimento poderá compensar tal deficiência no referido aminoácido. Esses dois alimentos conterão “proteínas complementares” e,

juntos, terão um valor nutritivo superior a cada um em separado. Na tabela que se segue, estão as porcentagens de alguns aminoácidos “essenciais” em dois alimentos em relação às do ovo (100%).

Alguns aminoácidos essenciais

Arroz Feijão

Lisina 63 102

Fenilalanina 110 107

Metionina 82 37

Leucina 115 101

a) Explique por que a combinação “arroz com

feijão” é adequada em termos de “proteínas

complementares”.

A equação que representa a formação de um

peptídio, a partir dos aminoácidos isoleucina e

valina, é dada a seguir.

b) Mostre, com um círculo, na fórmula

estrutural do peptídio, a parte que representa a

ligação peptídica.

Resposta:

c) Determine o valor de x na equação química

dada.

d) 100 g de proteína de ovo contêm 0,655 g de

isoleucina e 0,810 g de valina. Dispondo-se dessas


massas de aminoácidos, qual a massa aproximada

do peptídio, representado a seguir, que pode ser

obtida, supondo reação total? Mostre os cálculos.

Massa molar (g/mol): valina...........117 isoleucina.....131 água.............18 55. (Unifesp 2006) No laboratório de química, um grupo de alunos realizou o experimento esquematizado na figura, que simula a fabricação do bicarbonato de sódio, um produto químico de grande importância industrial.

O frasco II, imerso em um banho de água e gelo, contém solução aquosa com carbonato de amônio e 23,4 g de cloreto de sódio. O frasco I, gerador de gás carbônico, contém “gelo seco”, que quando borbulhado na solução do frasco II causa uma reação, produzindo como único produto sólido o bicarbonato de sódio. Decorrido o tempo necessário de reação, os cristais foram separados e secados, obtendo-se 25,2g de NaHCO3. Considerando que reagente limitante é NaCl, o rendimento percentual desse processo, corretamente calculado pelo grupo de alunos, foi igual a Bizu: carbonato de amônio: (NH4)2CO3 cloreto de sódio: NaCl bicarbonato de sódio: NaHCO3 gás carbônico: CO2 reações: (NH4)2CO3 + 2 NaCl → 2 (NH4)Cl + Na2CO3 Na2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO3

a) 85%

b) 80%

c) 75%

d) 70%

e) 39%

56. (Vunesp 2006) Estima-se que a quantidade de metanol capaz de provocar a morte de um ser humano adulto é de cerca de 48 g. O adoçante aspartame (Maspartame = 294 g.mol

-1) pode, sob certas

condições, reagir produzindo metanol (Mmetanol = 32 g.mol

-1), ácido aspártico (Mácido aspártico = 133 g.mol

-1)

e fenilalanina, segundo a equação apresentada a seguir: C14H18O5N2 + 2 X → CH3OH + C4H7O4N + C9H11O2N

Bizu: aspartame: C14H18O5N2 metanol: CH3OH ácido aspártico: C4H7O4N fenilalanina: C9H11O2N a) Identifique o reagente X na equação

química apresentada e calcule a massa molar da

fenilalanina. (Dadas as massas molares, em g.mol-1

:

H = 1; C = 12; N = 14; O = 16.)

b) Havendo cerca de 200 mg de aspartame em

uma lata de refrigerante light, calcule a quantidade

mínima de latas desse refrigerante necessária para

colocar em risco a vida de um ser humano adulto.

(Suponha que todo o aspartame contido no

refrigerante será decomposto para a produção do

metanol).

57. (IME-RJ 2006) O gás obtido pela completa decomposição térmica de uma amostra de carbonato de cálcio com 50,0% de pureza é recolhido em um recipiente de 300 mL a 27,0 °C. Sabendo-se que a pressão no recipiente é de 1,66 MPa, determine: Bizu: carbonato de cálcio: CaCO3 utilize 1 MPa = 10 atm R = 0,082 atm.L.mol

-1.K

-1

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)

a) a massa de gás produzido, admitindo que

seu comportamento seja ideal;

b) a massa da amostra utilizada.

58. (Unicamp 2006) Nas questões anteriores, foi mostrado o importante papel que a Química desempenha na saúde; entretanto, erros humanos podem acontecer com graves conseqüências. Em 2003, por exemplo, cerca de vinte pessoas que se submeteram a exame de raios X faleceram pela ingestão de uma suspensão de sulfato de bário mal preparado. Este sal é muito pouco solúvel em água, mesmo em soluções ácidas. O método utilizado para a sua preparação pode ter sido a reação direta entre o carbonato de bário (sal muito pouco solúvel em água) e uma solução de ácido sulfúrico. Esse método não seria o mais indicado para o caso. Bizu: carbonato de bário: BaCO3 ácido sulfúrico: H2SO4 sulfato de bário: BaSO4

a) Escreva a equação química da aludida

reação de preparação, conforme o texto.

Resposta: BaCO3(s) + H2SO4(aq) → BaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g)

b) Supondo que tenham sido utilizados 600

quilogramas de carbonato de bário e excesso de

ácido sulfúrico, qual seria a massa de sulfato de


bário obtida se o rendimento da reação fosse de

100%?

c) Se a síntese do sulfato de bário tivesse

ocorrido com rendimento de 100%, o trágico

acidente não teria acontecido. Certamente as

mortes foram provocadas pela presença de íons

bário “livres” no organismo das pessoas. Justifique

quimicamente esse fato.

Bizu: BaCO3(s) + 2 H+

(aq) → Ba2+

(aq) + H2O(l) + CO2(g)

59. (FUVEST 2007) Os comprimidos de um certo anti-ácido efervescente contêm ácido acetilsalicílico, ácido cítrico e determinada quantidade de bicarbonato de sódio, que não é totalmente consumida pelos outros componentes, quando o comprimido é dissolvido em água. Para determinar a porcentagem em massa do bicarbonato se sódio (NaHCO3) nesses comprimidos, foram preparadas 7 soluções de vinagre, com mesmo volume, porém de concentrações crescentes. Em um primeiro experimento, determinou-e a massa de um certo volume de água e de um comprimido do anti-ácido. A seguir, adicionou-se o comprimido à água, agitou-se e, após cessar a liberação de gás, fez-se nova pesagem. Procedimento análogo foi repetido para cada uma das 7 soluções. Os resultados desses 8 experimentos estão no gráfico.

Considerando desprezível a solubilidade do gás na água e nas soluções utilizadas, a porcentagem em massa de bicarbonato de sódio nos comprimidos de anti-ácido é, aproximadamente, de: Dados: massa do comprimido = 3,0 g massas molares (g/mol): dióxido de carbono = 44 bicarbonato de sódio = 84 vinagre = solução aquosa de ácido acético Bizu: NaHCO3(s) + Ac. Acético(aq) → Acetato de sódio(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Maior concentração da solução de ácido acético: maior quantidade total de ácido acético nessa solução

a) 30

b) 55

c) 70

d) 85

e) 90

60. (FUVEST 2007) Existem vários tipos de carvão mineral, cujas composições podem variar, conforme exemplifica a tabela a seguir.

tipos de carvão

umidade (% em massa

material volátil*

(em massa)

carbono não

volátil (% em massa(

outros constituintes** (% em massa)

antracito 3,9 4,0 84,0 8,1

betuminoso 2,3 19,6 65,8 12,3

sub-betuminoso

22,2 32,2 40,3 5,3

Lignito 36,8 27,8 30,2 5,2

* Considere semelhante a composição do material volátil para os quatro tipos de carvão. ** Dentre os outros constituintes, o principal composto é a pirita, Fe

2+S2

2-.

Dados: entalpia de formação do dióxido de carbono gasoso.......-400 kJ/mol massa molar do carbono.....12 a) Qual desses tipos de carvão deve

apresentar menor poder calorífico (energia liberada

na combustão por unidade de massa de material)?

Explique sua resposta.

Bizu: o poder calorífico do carvão mineral depende basicamente da porcentagem em massa de carbono não-volátil. b) Qual desses tipos de carvão deve liberar

maior quantidade de gás poluente (sem considerar

CO e CO2) por unidade de massa queimada?

Justifique sua resposta.

Bizu: gás poluente: SO2 c) Escreva a equação química balanceada que

representa a formação do gás poluente a que se

refere o item b (sem considerar CO e CO2).

Resposta: 2 FeS2(s) + 5 O2(g) → 2 FeO(s) + 4 SO2(g)

obs: também pode ocorrer 4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g)

d) Calcule o calor liberado na combustão

completa de 1,00 x 103 kg de antracito (considere

apenas a porcentagem de carbono não-volátil)

Bizu: combustão completa: C(s) + O2(g) → CO2(g)


para cada mol de CO2 formado, 400 kJ são liberados 61. (IME-RJ 2007) Determine o volume de cloro obtido, a 27,0 °C e 738 mmHg, pela ação de excesso de ácido clorídrico concentrado sobre 30,7 g de pirolusita com 85,0% em peso de MnO2. Considere o cloro com comportamento ideal. Bizu: constante universal dos gases: R = 0,082 atm.L.mol

-

1K

-1

738 mmHg = 0,97 atm cloro: Cl2 ácido clorídrico: HCl MnO2 + 4 HCl → MnCl2 + 2 H2O + Cl2(g)

Nível III

62. (IME-RJ 2003) Um composto cuja molécula contém apenas carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio foi queimado em presença de O2, fornecendo uma mistura gasosa de CO2, H2O e N2. A água presente nesta mistura foi condensada e correspondeu a 1/6 do total de mols. Verificou-se que o CO2 representava 80 % em mol da fração não condensada. Determine: a) a fórmula mínima do composto, sabendo-se

ainda que sua molécula contém tantos átomos de

carbono quanto de oxigênio;

Bizu: A reação de combustão balanceada é:

CxHyOxNz + (2x + y)/4 O2 → x CO2 + y/2 H2O + z/2

N2. Considere que 1 mol do composto reage, logo o

número de mol de gases no produto é igual a (x +

y/2 + z/2). O enunciado diz que a água presente na

mistura correspondeu a 1/6 do total de mols. Sendo

assim, temos que y/2 = (x + y/2 + z/2)/6. A mistura

gasosa sem a água corresponde a 5.(x + y/2 +

z/2)/6. Se o CO2 corresponde a 80% em mol disso,

então x = 0,8 . 5.(x + y/2 + z/2)/6. Neste caso, para

fórmula mínima, considere y = 1. Agora, basta achar

x e z.

b) a fórmula molecular do composto, sabendo-

se que 170,4 g do mesmo, no estado gasoso a 800

K e 0,64 atm, ocupam 82 L;

Bizu: basta usar a equação de Clapeyron (PV =

nRT) para achar o número de mol desse gás em

170,4 g

c) a massa mínima de O2 necessária para a

combustão completa de 213,0 g deste composto.

Bizu: para achar a massa mínima de O2 basta

fazer com que o gás não seja o reagente em

excesso.

63. (FUVEST 2005) Uma jovem senhora, não querendo revelar sua idade, a não ser às suas melhores amigas, convidou-as para festa de aniversário, no sótão de sua casa, que mede 3,0 m x 2,0 m x 2,0 m. O bolo de aniversário tinha velas em número igual à idade da jovem senhora, cada uma com 1,55 g de parafina. As velas foram queimadas inteiramente, numa reação de combustão completa. Após a queima, a porcentagem de gás carbônico, em volume, no sótão, medido nas condições-ambiente, aumentou de 0,88 %. Considere que esse aumento resultou, exclusivamente, da combustão das velas. Dados: massa molar da parafina, C22H46 = 310 g mol

—1, volume molar dos gases nas condições-

ambiente de pressão e temperatura = 24 L mol-1

. a) Escreva a equação de combustão completa

da parafina.

Resposta: C22H46

+ 67/2 O2 → 22 CO2 + 23 H2O

b) Calcule a quantidade de gás carbônico, em

mols, no sótão, após a queima de velas.

Bizu: despreze a quantidade de gás carbônico presente no sótão antes da queima das velas volume do paralelepípedo = aresta 1 x aresta 2 x aresta 3 c) Qual é a idade da jovem senhora? Mostre

os cálculos.

64. (IME-RJ 2007) Oleum, ou ácido sulfúrico fumegante, é obtido através da absorção do trióxido de enxofre por ácido sulfúrico. Ao se misturar oleum com água obtém-se ácido sulfúrico concentrado. Supondo que uma indústria tenha comprado 1000 kg de oleum com concentração em peso de trióxido de enxofre de 20% e de ácido sulfúrico de 80%, calcule a quantidade de água que deve ser adicionada para que seja obtido ácido sulfúrico com concentração em peso de 95% em peso. Dados: massas atômicas (u.m.a): S = 32; O = 16; H = 1 Bizu: ácido sulfúrico: H2SO4 trióxido de enxofre: SO3 SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) (a água é reagente em excesso no caso) a) 42 kg

b) 300 kg

c) 100 kg

d) 45 kg

e) 104,5 kg

65. (IME-RJ 2007) Um sistema, que se mantém isobárico e isotérmico, contém 5 L de uma mistura gasosa composta por monóxido de carbono e um


gás inerte. Sabendo que a injeção de certa quantidade de oxigênio altera o volume do sistema em 3 L e que, após a combustão desta nova mistura gasosa, o sistema contém 7 L, determine a composição centesimal da mistura inicial de monóxido de carbono e gás inerte. Bizu: isobárico e isotérmico: mantém as condições de pressão e temperatura monóxido de carbono: CO oxigênio: O2 2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g)

GABARITO Objetivas 01. E 06. C 07. E 08. A 09. C 10. E 11. D 13. C 14. D 15. C 16. D 19. D 20. D 21. D 22. C 25. A 27. B 29. D 30. B 31. B* 32. B 33. E 34. E 36. D 37. C 38. E 39. C 40. C 42. A 43. E 44. C 45. D 48. E 49. D 51. D 52. D 54. D 56. C 60. C 65. C * B (considerado pela banca) e A, pois não há como garantir que as condições de pressão e temperatura são constantes, por isso, pode não haver contração. Exemplo: reação ocorrendo dentro de um recipiente de volume fixo. Discursivas 02.

a) 1,27.10-5

g

b) A interação entre as moléculas de ácido

oléico e a água se dá através de ligações de

hidrogênio.

03.

a) Al(s) + 3 HCl(aq) → AlCl3(aq) + 3/2 H2(g)

b) Considerando as relações molares

expressas pelas equações químicas, podemos

concluir que, para amostras equimolares dos

metais, a de alumínio, ao reagir, libera mais H2(g)

que a de magnésio. Deste modo, a pressão no

recipiente A será maior que a do recipiente B.

Então, o nível da coluna I (lado A) diminuirá e a

coluna II (lado B) irá aumentar de modo que o

equilíbrio entre as pressões seja mantido.

04.

a) No sangue venoso a quantidade de CO2

dissolvido é maior que no arterial. Apesar de

substâncias como o íon bicarbonato (HCO3-)

regulares o pH do sangue, o sangue venoso é

levemente mais ácido que o arterial.

b) 72 min.

05. Item certo (1) Itens errados: resolução

(2) Em 28g de gás nitrogênio (1 mol), há menos moléculas que em 4g de gás hidrogênio (2 mols).

(3) Mesmo se as quantidades iniciais forem superiores a 1023 moléculas e não obedecerem às proporções indicadas na equação, haverá formação de amônia.

(4) Os coeficientes da equação apresentada indicam que, para cada 1 mol de nitrogênio que reage, são obtidos 2 mols de amônia.

12.

a) nome: etino (acetileno)

fórmula estrutural: b) 13 g

17.

a) 8,5 g de amônia

b) Sim. 1,5 g de H2.

18.

a) ustulação da pirita: 4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 2

Fe2O3(s) + 8 SO2(g)

oxidação do dióxido de dióxido de enxofre: 2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)

hidrólise do anidrido sulfúrico: SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

b) 39,2 kg de ácido sulfúrico

23.

a) Zn(s) + 2 HCl(conc) → ZnCl2(aq) + H2(g)

15 L de gás b) o gás H2 é apolar e praticamente não se

solubiliza na água, pois esta é um solvente polar.

24.

a) NH4HCO3(s) → NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)

b) 9,4 L

26. a) BaCO3(s) + 2 HCl(aq) → BaCl2(aq) + H2O(l) +

CO2(g)

b) 13,7g Ba2+

28.


a) SO2(g) + 1/2 O2(g) → SO3(g)

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq) b) 340 kg de CaSO4

35.

a) 2 CuS(s) + 3 O2(g) → 2 CuO(s) + 2 SO2(g)

b) 98 kg H2SO4

41. a) CaO(s) + 3 C(s) → CaC2(s) + CO(g)

b) 32 g

46.

a) (NH4)2CO3(s) -> 2NH3(g) + CO2(g) + H2O(l)

CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2(g) b) 0,1 mol de (NH4)CO3 e 0,2 mol de CaCO3

47.

a) 2 IO3-(aq) + 5 HSO3

-(aq) → I2(s) + 5 SO4

2-(aq) + 3

H+

(aq) + H2O(l)

a) 1,56.107 g

50.

a) C12H22O6 (lactose) + H2O → C6H12O6

(glicose) + C6H12O6 (galactose)

b) Mais doce. Justificativa: 1 g de lactose tem

poder edulcorante = 0,26 g de açúcar comum

(sacarose). Reagindo esse 1g de lactose com água,

o produto (0,53 g de glicose + 0,53 g de galactose)

tem poder edulcorante = 0,71 g de açúcar comum

(sacarose).

53. 27,0 g 55.

a) A combinação “arroz com feijão” é

razoavelmente adequada em termos de “proteínas

complementares” porque quando o teor de um

aminoácido é baixo em um deles, é alto no outro, ou

ambos os alimentos são ricos do aminoácido, de

modo que eles se complementam em termos

nutricionais.

b)

c) A equação representa a formação de um

tetrapeptídeo que apresenta 3 ligações peptídicas

interligando os quatro aminoácidos. Como em cada

ligação peptídica formada elimina-se uma molécula

de H2O, podemos concluir que x = 3.

d) 1,105 g

57. a) O reagente X é a água (H2O). A massa

molar da fenilalanina é de 165 g/mol.

b) 2205 latas

58.

a) 8,89 g

b) 40,4 g

59.

a) BaCO3(s) + H2SO4(aq) → BaSO4(s) + H2O(l) +

CO2(g)

b) 7,1.105 g BaSO4

c) No processo de preparação da suspensão

de BaSO4, esta ficou contaminada com BaCO3.

Diferentemente do sulfato, o carbonato de bário é

solubilizado no estômago (meio ácido), liberando

íons Ba2+

:

BaCO3(s) + 2 H+

(aq) → Ba2+

(aq) + H2O(l) + CO2(g)

Estes íons Ba2+

livres foram absorvidos pelo organismo, levando à morte dos pacientes. 61.

a) O poder calorífico do carvão mineral

depende basicamente da porcentagem de

carbono não volátil no material em

combustão. Assim, o lignito deve apresentar

o menor poder calorífico (menor % de C)

b) O gás poluente (SO2) é formado na

combustão da pirita (FeS2). Quanto maior a

porcentagem de “outros constituintes” onde se

encontra a pirita, maior a quantidade de gás

poluente por unidade de massa queimada. Assim, o

carvão betuminoso deve liberar a maior quantidade

de gás poluente.

c) 2 FeS2(s) + 5 O2(g) → 2 FeO(s) + 4 SO2(g)

obs: também pode ocorrer 4 FeS2(s) + 11 O2(g) → 2 Fe2O3(s) + 8 SO2(g)

d) 2,8.107 kJ.

62. 7,6 L 63.

a) C2HO2N

b) C6H3O6N3

c) 120 g

64. a) C22H46 + 67/2 O2 → 22 CO2 + 23 H2O

b) 4,4 mol


c) 40 anos

66. 40 % CO e 60 % gás inerte

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Lista 2 - Cálculo Estequiométrico