Simulado ENEM Livro Digital 05 04 - 2020 · A corrosão é um grave e constante problema para embarcações e plataformas de petróleo em alto mar, pois são estruturas ricas em ferro

Livro Digital

Simulado ENEM 05 – 04 - 2020

Química

Simulado ENEM – 2° dia – Química

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Simulado ENEM – 2° dia www.estrategiavestibulares.com.br

Sumário

1. Questões .............................................................................................................. 4

Questão 106 ........................................................................................................................... 4

Questão 107 ........................................................................................................................... 4

Questão 108 ........................................................................................................................... 5

Questão 109 ........................................................................................................................... 5

Questão 110 ........................................................................................................................... 6

Questão 111 ........................................................................................................................... 7

Questão 112 ........................................................................................................................... 7

Questão 113 ........................................................................................................................... 8

Questão 114 ........................................................................................................................... 9

Questão 115 ......................................................................................................................... 10

Questão 116 ......................................................................................................................... 11

Questão 117 ......................................................................................................................... 11

Questão 118 ......................................................................................................................... 12

Questão 119 ......................................................................................................................... 13

Questão 120 ......................................................................................................................... 14

2. Gabarito Sem Comentários ................................................................................ 16

3. Questões Resolvidas E Comentadas ................................................................... 17

Questão 106 ......................................................................................................................... 17

Questão 107 ......................................................................................................................... 18

Questão 108 ......................................................................................................................... 19

Questão 109 ......................................................................................................................... 19

Questão 110 ......................................................................................................................... 20

Questão 111 ......................................................................................................................... 21

Questão 112 ......................................................................................................................... 23

Questão 113 ......................................................................................................................... 24

Questão 114 ......................................................................................................................... 25

Questão 115 ......................................................................................................................... 26

Questão 116 ......................................................................................................................... 27

Questão 117 ......................................................................................................................... 28

Questão 118 ......................................................................................................................... 29


3 33


Questão 119 ......................................................................................................................... 30

Questão 120 ......................................................................................................................... 32


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1. QUESTÕES

QUESTÃO 106

As termelétricas são unidades geradores de energia elétrica que exploram a reação de combustão de combustíveis fósseis ou renováveis, aproveitando a energia química armazenada nestes compostos para a geração de vapor de água aquecido, responsável pelo acionamento de turbinas mecânicas e, por fim, de um gerador elétrico.

O bagaço da cana de açúcar é a principal biomassa utilizada para a geração de energia elétrica no Brasil, alcançando mais de 30 TWh apenas em 2014. A utilização desta biomassa é vantajosa em razão da sua alta disponibilidade no país, pois é derivada da indústria de etanol e açúcar. Em 2015, aproximadamente 180 Mt de bagaço de cana foram gerados como resíduos industrias no Brasil.

Disponível em: < http://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-173/Energia%20Termel%C3%A9trica%20-%20Online%2013maio2016.pdf>. Acesso em: 11 de março de 2020.

O bagaço de cana tem um poder calorífico de 2000 kcal/kg e a eficiência da reação de combustão depende da rota industrial utilizada. Considerando o consumo energético médio mensal de uma casa em 150 kW/h, a massa aproximada de bagaço de cana necessária para suprir essa demanda, em um processo industrial com 50% de eficiência, será de

Considere os fatores de conversão de 1Wh = 3600 J e 1 cal = 4 J.

a) 34,0 kg.

b) 68,0 kg.

c) 675,0 kg.

d) 1350,0 kg.

e) 135,0 kg.

QUESTÃO 107

A teoria do octeto prevê que os átomos tendem a se combinar para adquirirem oito elétrons em sua camada de valência, tornando-se mais estáveis.

Segundo essa teoria, o boro, que tem distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p,1 completaria seu octeto pelo estabelecimento de apenas uma ligação covalente. No entanto, na molécula BF3 o átomo de boro faz três ligações.


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Isso pode ser explicado pelo conceito de:

a) Teoria de repulsão dos pares de eletrônicos.

b) Blindagem atômica.

c) Afinidade eletrônica.

d) Eletronegatividade.

e) Hibridização.

QUESTÃO 108

A guanina é uma das quatro bases nitrogenadas que compõem os nucleotídeos sendo essenciais para a estrutura em dupla hélice do DNA. A guanina coexiste em um equilíbrio entre as suas formas enólica e cetônica:

Este equilíbrio químico dinâmico, conhecido como reação tautomérica, ocorre apenas em meio líquido e é fortemente favorecido para a formação da forma cetônica.

Os tautômeros são moléculas que diferem entre si na posição de um átomo de hidrogênio. Portanto, pode-se dizer que:

a) são enantiômeros.

b) são isômeros constitucionais.

c) não são isômeros.

d) são diasteroisômeros.

e) são isômeros espaciais.

QUESTÃO 109

Em pilhas e baterias, a conversão de energia química em energia elétrica ocorre a partir de reações de oxirredução entre cátodo e ânodo que estejam em contato com um eletrólito, o qual é responsável pela movimentação de íons dentro do dispositivo.

Na pilha alcalina, o eletrólito é uma solução com alto valor de pH, normalmente hidróxido de potássio; zinco poroso atua como ânodo e dióxido de manganês como cátodo, funcionando inicialmente com diferença de potencial de 1,5 V, como é representado pela equação abaixo:


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𝑍𝑛 + 2 𝑀𝑛𝑂2 + 𝐻2𝑂 → 𝑍𝑛𝑂 + 2 𝑀𝑛2𝑂3

As pilhas alcalinas têm melhor desempenho do que as pilhas secas comuns, podendo durar até 4 vezes mais e são recomendadas para dispositivos que precisem de descargas rápidas e de alta energia, como lanternas e câmeras digitais.

Neste exemplo, a pilha para de funcionar quando

a) [𝑍𝑛2+] = [𝑀𝑛4+].

b) 𝑚𝑍𝑛2+ = 𝑚𝑀𝑛4+ .

c) Δ𝐸 ≅ 0.

d) [𝑍𝑛2+] = 20 [𝑀𝑛4+].

e) Δ𝐸 ≅ − 1,5 𝑉.

QUESTÃO 110

A anilina é uma substância participante de muitos processos químicos industriais, como na produção do poliuretano, fabricação de corantes, de produtos agrícolas, derivados de borracha e polímeros. A anilina pode ser sintetizada a partir do nitrobenzeno ou do fenol, conforme reações abaixo. Atualmente, a rota a partir do nitrobenzeno é a mais utilizada.

Assinale o item correto sobre a acidez de compostos orgânicos.

a) o nitrobenzeno é mais ácido do que anilina em razão do efeito retirador de elétrons do grupo –NO2.

b) a anilina é mais ácida do que o nitrobenzeno pois possui base conjugada mais estável.

c) o fenol é mais ácido do que nitrobenzeno em razão do efeito retirador de elétrons do grupo –OH.

d) a anilina e o nitrobenzeno não tem diferença de acidez.

e) o fenol tem menor valor de pKa do que a anilina.


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QUESTÃO 111

O lítio é muito utilizado em baterias e ligas para aviação. O sódio é um dos elementos mais utilizados na indústria química e é indispensável para as funções biológicas. O potássio é aplicado na síntese de fertilizantes, produtos de limpeza, além de ser essencial nos organismos vivos. O rubídio e o césio têm aplicações mais restritas, direcionadas a área de telecomunicações e células fotoelétricas.

Todos estes elementos compõem o grupo 1 da tabela periódica e possuem diversas características em comum. Uma delas é a considerável reatividade, formando com facilidade íons M+. Em contato com a água, o lítio reage de modo muito suave enquanto a reação envolvendo rubídio e césio é explosiva.

As variações das propriedades periódicas que explicam as diferenças de reatividade para o grupo 1 estão representados no gráfico abaixo:

Assinale o item que relaciona corretamente e, respectivamente, as propriedades X e Y expressas no gráfico.

a) Primeira energia de ionização e raio atômico.

b) Raio atômico e ponto de fusão.

c) Raio atômico e primeira energia de ionização.

d) Primeira energia de ionização e segunda energia de ionização.

e) Densidade e primeira energia de ionização.

QUESTÃO 112

Quando dois ou mais reagentes são colocados em contato pra iniciar uma reação, suas moléculas colidem de modo aleatório a todo tempo. Mas apenas algumas destas colisões são responsáveis por iniciar a reação química de fato, pois elas precisam acontecer em determinada orientação espacial e com energia suficiente para a formação do complexo ativado. O complexo ativado é uma estrutura de transição intermediária entre reagentes e produtos que possui tempo

150

200

250

300

CsRbNa K

Pro

pri

eda

de X

Li

350

400

450

500

550

Pro

prie

dade Y


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de vida muito baixo. A energia necessária para a formação do complexo ativado é a energia de transição.

Considerando a reação genérica 𝑅𝑒𝑎𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 → 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜𝑠 e o gráfico de energia para esta reação, assinale o item que corresponde aos valores de energia de ativação e de variação de entalpia, respectivamente:

a) 270 e -30.

b) 100 e +130.

c) 130 e +30.

d) 200 e -130.

e) 300 e -100.

QUESTÃO 113

A corrosão é um grave e constante problema para embarcações e plataformas de petróleo em alto mar, pois são estruturas ricas em ferro e sofrem processos oxidativos. O ferro é um material bastante vulnerável a processos corrosivos em ambientes úmidos, reagindo com oxigênio gerando íons Fe2+, os quais são novamente oxidados, formando os íons Fe3+, sob a forma de óxido de ferro hidratado.

2 𝐹𝑒(𝑠) + 𝑂2(𝑔) + 4 𝐻+ ⟶ 2 𝐹𝑒2+(𝑎𝑞) + 2 𝐻2𝑂(𝑙)

4 𝐹𝑒2+(𝑎𝑞) + 𝑂2(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑙) ⟶ 2 𝐹𝑒2𝑂3. 𝑥𝐻2𝑂 + 4 𝐻+

Uma alternativa para reduzir os custos de manutenção de equipamentos em razão da corrosão é a aplicação de materiais de sacrifício sobre peças de ferro, normalmente são utilizados peças de zinco.


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Disponível em: <https://www.ship-technology.com/contractors/corrosion/anode-

supply/>. Acesso em 13 de março de 2020.

Eꝋ (O2/H2O) = +1,23 V

Eꝋ (Zn2+/Zn) = -0,76 V

Eꝋ (Fe2+/Fe) = -0,44 V

Sobre o uso de metais de sacrifício é correto afirmar que:

a) a peça de zinco será oxidado no lugar do ferro em razão de seu maior potencial padrão de redução.

b) não haverá mais oxidação, pois o zinco não reage com o oxigênio.

c) a nova célula eletroquímica constituída tem o zinco atuando como cátodo.

d) a peça de zinco sofrerá oxidação mais facilmente do que o ferro.

e) a peça de ferro continua sendo o ânodo.

QUESTÃO 114

Os incêndios são classificados conforme o tipo de material combustível, segundo a Norma Regulamentadora 23 (NR 23). Dependendo da natureza de um incêndio, o ato de jogar água pode agravar o incidente, por isso a importância de se conhecer os tipos de extintores e sua ideal aplicação às classes de incêndio.

Os extintores de CO2 agem abafando o incêndio pela diminuição do nível de oxigenação.

Os extintores de pó químico podem ser constituídos por diferentes elementos químicos e sua ação é interromper a reação em cadeia de combustão.

Os extintores de espuma se baseiam na reação química entre bicarbonato de sódio e ácido sulfúrico, gerando CO2 que se combina a outra espécie química, sendo ejetada sob a forma de espuma.

A tabela abaixo relaciona o uso ideal dos extintores conforme as classes de incêndio A, B e C.


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Adaptado de: <https://www.normaslegais.com.br/legislacao/trabalhista/nr/nr23.htm>. Acesso em 24 de março de 2020.

Assinale a sequência correta para completar os espaços em branco na última linha da tabela, referente os incêndios de classe C.

a) Não, Não, Sim.

b) Não, Sim, Não.

c) Sim, Não, Não.

d) Não, Sim, Sim.

e) Não, Sim, Não.

QUESTÃO 115

O buteno é um composto utilizado em reações de polimerização, especialmente na produção de borracha sintética. Este alceno possui quatro isômeros com diferentes propriedades físico-químicas. O calor de combustão, por exemplo, varia em algumas unidades conforme o arranjo dos átomos em torno da ligação dupla.

Sobre o arranjo estrutural dos isômeros do buteno e suas reatividades, pode-se dizer:

a) o aumento do número de substituições leva a alcenos menos estáveis.

b) o trans-2-buteno é menos estável que o cis-2-buteno.

c) o isobutileno é menos estável devido a efeitos estéricos. c) o isobutileno é menos estável devido à interação desfavorável entre os ligantes metila na posição cis

d) os calores de combustão são diretamente proporcionais à estabilidade dos compostos analisados.


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e) o -butileno é o alceno dissubstituído mais estável.

QUESTÃO 116

A pandemia de COVID-19 no início do ano de 2020 gerou uma verdadeira corrida atrás dos frascos de álcool em gel para a limpeza das mãos e de superfícies. Contudo, o simples fato de lavar as mãos com água e sabão corretamente também é eficiente na prevenção do contágio de várias doenças transmissíveis, inclusive o coronavírus.

Assinale o item correto acerca do mecanismo de ação de surfactantes e do etanol na limpeza de superfícies.

a) O etanol é eficiente para a limpeza de superfícies em razão da interação hidrofílica com a camada lipídica da membrana celular.

b) A parte hidrofóbica do surfactante interage com a camada lipídica da membrana celular do vírus, sendo essencial o uso de água corrente para a adequada limpeza.

c) o álcool em gel 70% possui maior eficiência de proteção contra vírus do que o álcool líquido 70%.

d) Os surfactantes causam a desnaturação proteica da membrana celular, e a consequente destruição do microrganismo.

e) A eficiência dos surfactantes para limpeza é devido à atração eletrostática entre a sua cabeça polar e a camada lipídica da membrana.

QUESTÃO 117

Diamantes são formados naturalmente quando átomos de carbono estão em um ambiente de alta pressão e alta temperatura, na ordem de 148 mil atmosferas e 2500 °C. Tais condições ocorrem no interior na Terra e podem ser simuladas em laboratório.

Uma rota para produzir diamantes artificiais é pressionar o grafite e aplicar corrente elétrica ao mesmo tempo, gerando uma alta temperatura. Nestes experimentos, os átomos de carbono no grafite sofrem uma reorganização, assumindo uma estrutura cristalina como a do diamante convencional.

Disponível em: < http://agencia.fapesp.br/pesquisadores--produzem-diamantes-nanoestruturados-irradiando-grafite-com-laser/21480/>. Acesso em 13 de março de 2020.

Os polimorfos grafite e diamante mantêm propriedades completamente diferentes. O diamante é condutor térmico, isolante elétrico, tem altíssima dureza, alta durabilidade e alto índice de refração. Já o grafite é bom condutor elétrico, macio e possui baixo índice de reflexão..

A condutividade do grafite e a dureza do diamante são associadas, respectivamente, à:

a) geometria angular e tetraédrica.

b) ligação covalente e ligação iônica.


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c) deslocalização eletrônica e interação eletrostática.

d) ligações simples e ligações duplas alternadas.

e) hibridizações sp2 e hibridizações sp3.

QUESTÃO 118

A destilação fracionada é uma das etapas de refino do petróleo responsável por separar a mistura em suas frações, de acordo com as temperaturas de ebulição. Antes do processo de destilação fracionada são construídas em laboratório as curvas de destilação PEV (ponto de ebulição verdadeiro), cujo objetivo é descobrir a temperatura ideal de operação para separar as diferentes frações do petróleo.

A faixa de temperatura de destilação e a quantidade relativa de cada fração variam conforme a amostra, em razão de sua origem natural. Por isso, é comum classificá-lo como óleo pesado, quando há maior teor de derivados de elevado ponto de ebulição, ou óleo leve, quando o material é rico em derivados de baixo ponto de ebulição. Os óleos leves possuem maior valor de mercado do que os óleos pesados, por isso é comum em refinarias os processos de conversão, como as reações de craqueamento.

A partir da análise do gráfico é possível concluir que:

a) A amostra 1 pode ser classificada como um óleo leve.

b) A amostra 1 possui maior valor de mercado do que a amostra 2.

c) A amostra 2 possui maior teor de óleo lubrificante do que amostra 1.

d) É vantajoso economicamente submeter a amostra 1 à etapa de craqueamento.

e) A amostra 1 tem maior teor de GLP do que a amostra 2.


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QUESTÃO 119

O glifosato é amplamente utilizado para a eliminação de ervas daninhas, especialmente gramíneas e folhosas perenes. Suas propriedades herbicidas foram descobertas em meados de 1970, e de lá até 2016, o volume de uso desta substância aumentou mais de 100 vezes. No entanto, já verificado que este herbicida é capaz de desenvolver resistência em algumas espécies de ervas e alguns estudos indicam seu efeito carcinogênico em humanos, contudo, esta conclusão ainda é divergente entre pesquisadores.

A molécula do glifosato apresenta grupamentos de natureza ácida e básica, os quais sofrem

dissociação dependendo do pH do meio. O gráfico abaixo indica o grau de dissociação () de cada espécie em relação ao pH. As formas dissociadas assumidas pela molécula são representadas pelas 1, 2, 3, 4 e 5.

As constantes de dissociação são pK1 = 0,8; pK2 = 2,16; pK3 = 5,46; pK4 = 10,14.

Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422002000400014>. Acesso em 25 de março de 2020.

A sequência das formas dissociadas assumidas pela estrutura do glifosato (1 a 5), em resposta ao pH, está corretamente organizada em:

a)

b)

c)


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d)

e)

QUESTÃO 120

O diagrama de Pourbaix é um tipo de diagrama de fases termodinâmico que representa as fases de equilíbrio para um sistema por meio da correlação entre potencial elétrico e pH. As linhas são fronteiras que delimitam as regiões de estabilidade da espécie envolvida.

O diagrama abaixo é uma forma simplificada do sistema ferro-água, a 25 °C, que contempla as fases estáveis para o ferro em condição úmida ou aquosa.

Disponível em: < http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422018000500594>. Acesso em 14 de março de 2020.

I. 𝐹𝑒3+(𝑎𝑞) + 𝑒− ⟶ 2 𝐹𝑒2+(𝑎𝑞) (Eꝋ = +0,77 V)

II. 𝐹𝑒3+(𝑎𝑞) + 3𝐻2𝑂(𝑙) ⟶ 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3(𝑠) + 3𝐻+(𝑎𝑞)

III. 𝑂2 + 4𝐻+(𝑎𝑞) + 4𝑒− ⟶ 2𝐻2𝑂 (Eꝋ = +1,23 V)


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A partir da interpretação do diagrama de Pourbaix para o ferro e das reações I, II e III, é possível afirmar:

a) a reação (I) pode ocorrer apenas pela alteração do valor de pH.

b) a reação (II) pode ocorrer apenas pela alteração do valor de pH.

c) em ambiente fortemente oxidante o ferro permanece sob a forma Fe2+.

d) o ferro apenas é oxidado abaixo de pH 8,5.

e) em um rio com águas com pH ~ 7 e com alta quantidade de oxigênio dissolvido, o ferro pode ser encontrado sob a forma de íons livres.


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2. GABARITO SEM COMENTÁRIOS

106- E

107- E

108- B

109- C

110- A

111- C

112- C

113- D

114- A

115- C

116- B

117- E

118- B

119- B

120- B


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3. QUESTÕES RESOLVIDAS E COMENTADAS

QUESTÃO 106

As termelétricas são unidades geradores de energia elétrica que exploram a reação de combustão de combustíveis fósseis ou renováveis, aproveitando a energia química armazenada nestes compostos para a geração de vapor de água aquecido, responsável pelo acionamento de turbinas mecânicas e, por fim, de um gerador elétrico.

O bagaço da cana de açúcar é a principal biomassa utilizada para a geração de energia elétrica no Brasil, alcançando mais de 30 TWh apenas em 2014. A utilização desta biomassa é vantajosa em razão da sua alta disponibilidade no país, pois é derivada da indústria de etanol e açúcar. Em 2015, aproximadamente 180 Mt de bagaço de cana foram gerados como resíduos industrias no Brasil.

Disponível em: < http://www.epe.gov.br/sites-pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/PublicacoesArquivos/publicacao-173/Energia%20Termel%C3%A9trica%20-%20Online%2013maio2016.pdf>. Acesso em: 11 de março de 2020.

O bagaço de cana tem um poder calorífico de 2000 kcal/kg e a eficiência da reação de combustão depende da rota industrial utilizada. Considerando o consumo energético médio mensal de uma casa em 150 kW/h, a massa aproximada de bagaço de cana necessária para suprir essa demanda, em um processo industrial com 50% de eficiência, será de

Considere os fatores de conversão de 1Wh = 3600 J e 1 cal = 4 J.

a) 34,0 kg.

b) 68,0 kg.

c) 675,0 kg.

d) 1350,0 kg.

e) 135,0 kg.

Comentários:

Converter a quantidade de consumo para joule e depois para calorias:

1 𝑊ℎ − − − − 3600 𝐽150 𝑘𝑊ℎ − − − − 𝑥

𝑥 = 540000 𝑘𝐽


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1 𝐽 − − − − 4 𝑐𝑎𝑙540000 𝑘𝐽 − − − − 𝑥

𝑥 = 135000 𝑘𝑐𝑎𝑙

Relacionar com o poder calorífico do bagaço de cana:

2000 𝑘𝑐𝑎𝑙 − − − − 1𝑘𝑔135000 𝑘𝑐𝑎𝑙 − − − − 𝑥

𝑥 = 67,5 𝑘𝑔

Não esquecer de considerar que a eficiência do processo é de 50%, portanto a massa necessária de bagaço de cana é de 135,0 kg.

Gabarito: E

QUESTÃO 107

A teoria do octeto prevê que os átomos tendem a se combinar para adquirirem oito elétrons em sua camada de valência, tornando-se mais estáveis.

Segundo essa teoria, o boro, que tem distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p,1 completaria seu octeto pelo estabelecimento de apenas uma ligação covalente. No entanto, na molécula BF3 o átomo de boro faz três ligações.

Isso pode ser explicado pelo conceito de:

a) Teoria de repulsão dos pares de eletrônicos.

b) Blindagem atômica.

c) Afinidade eletrônica.

d) Eletronegatividade.

e) Hibridização.

Comentários:

A hibridização explica este comportamento. Na hibridização, um dos elétrons do orbital 2s é excitado e passa a ocupar um orbital 2p. Agora, a configuração eletrônica seria 1s2 2s1 2p2 e há três orbitais semipreenchidos disponíveis para estabelecer ligações.

Estes novos orbitais formados entre os orbitais s e os orbitais p são chamados híbridos, são diferentes dos orbitais de origem e idênticos entre si. Inclusive, as ligações formadas pela sobreposição de orbitais hibrido é diferente do observado para os orbitais puros.


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Gabarito: E

QUESTÃO 108

A guanina é uma das quatro bases nitrogenadas que compõem os nucleotídeos, sendo essenciais para a estrutura em dupla hélice do DNA. A guanina coexiste em um equilíbrio entre as suas formas enólica e cetônica:

Este equilíbrio químico dinâmico, conhecido como reação tautomérica, ocorre apenas em meio líquido e é fortemente favorecido para a formação da forma cetônica.

Os tautômeros são moléculas que diferem entre si na posição de um átomo de hidrogênio. Portanto, pode-se dizer que:

a) são enantiômeros.

b) são isômeros constitucionais.

c) não são isômeros.

d) são diasteroisômeros.

e) possuem fórmulas moleculares diferentes.

Comentários:

Como os tautômeros diferem apenas na posição de um átomo de hidrogênio são isômeros constitucionais. Lembrando que isômeros são espécies de mesma fórmula molecular, mas com fórmulas estruturais diferentes. Portanto, item b está correto e os itens c e e estão incorretos.

Não são enantiômeros pois não são imagens especulares um do outro.

Não são diasteroisômeros, pois não são imagens especulares um do outro e não há dupla ligação entre carbonos para que ocorra isomeria cis/trans.

Gabarito: B

QUESTÃO 109

Em pilhas e baterias, a conversão de energia química em energia elétrica ocorre a partir de reações de oxirredução entre cátodo e ânodo que estejam em contato com um eletrólito, o qual é responsável pela movimentação de íons dentro do dispositivo.


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Na pilha alcalina, o eletrólito é uma solução com alto valor de pH, normalmente hidróxido de potássio; zinco poroso atua como ânodo e dióxido de manganês como cátodo, funcionando inicialmente com diferença de potencial de 1,5 V, como é representado pela equação abaixo:

𝑍𝑛 + 2 𝑀𝑛𝑂2 + 𝐻2𝑂 → 𝑍𝑛𝑂 + 2 𝑀𝑛2𝑂3

As pilhas alcalinas têm melhor desempenho do que as pilhas secas comuns, podendo durar até 4 vezes mais e são recomendadas para dispositivos que precisem de descargas rápidas e de alta energia, como lanternas e câmeras digitais.

Neste exemplo, a pilha para de funcionar quando

a) [𝑍𝑛2+] = [𝑀𝑛4+].

b) 𝑚𝑍𝑛2+ = 𝑚𝑀𝑛4+.

c) Δ𝐸 ≅ 0.

d) [𝑍𝑛2+] = 20 [𝑀𝑛4+].

e) Δ𝐸 ≅ − 1,5 𝑉.

Comentários:

Apesar de todas as informações fornecidas no texto, é possível resolver a questão com um conceito básico, apenas lembrando que a pilha para de funcionar quando a diferença de potencial entre os eletrodos for muito próxima a zero.

Gabarito: C

QUESTÃO 110

A anilina é uma substância participante de muitos processos químicos industriais, como na produção do poliuretano, fabricação de corantes, de produtos agrícolas, derivados de borracha e polímeros. A anilina pode ser sintetizada a partir do nitrobenzeno ou do fenol, conforme reações abaixo. Atualmente, a rota a partir do nitrobenzeno é a mais utilizada.

Assinale o item correto sobre a acidez de compostos orgânicos.

a) o nitrobenzeno é mais ácido do que anilina em razão do efeito retirador de elétrons do grupo –NO2.


21 33


b) a anilina é mais ácida do que o nitrobenzeno pois possui base conjugada mais estável.

c) o fenol é mais ácido do que nitrobenzeno em razão do efeito retirador de elétrons do grupo –OH.

d) a anilina e o nitrobenzeno não tem diferença de acidez.

e) o fenol tem menor valor de pKa do que a anilina.

Comentários:

Dos compostos apresentados, o nitrobenzeno possui maior acidez (pKa = 3,98) em razão do forte efeito retirador de elétrons do substituinte nitro, sendo a base conjugada gerada estabilizada por ressonância.

A anilina (pKa = 4,62) é menos ácida do que o nitrobenzeno, pois sua base conjugada é menos estável. A estabilidade se relaciona com o número de estruturas de ressonância possível. O nitrobenzeno possui 5 estruturas de ressonância e a anilina apenas 4.

O fenol (pKa = 9,99) é menos ácido do que o nitrobenzeno pois o grupo –OH tem menor efeito retirador de elétrons do que o grupo –NO2.

Gabarito: A

QUESTÃO 111

O lítio é muito utilizado em baterias e ligas para aviação. O sódio é um dos elementos mais utilizados na indústria química e é indispensável para as funções biológicas. O potássio é aplicado na síntese de fertilizantes, produtos de limpeza, além de ser essencial nos organismos vivos. O rubídio e o césio têm aplicações mais restritas, direcionadas a área de telecomunicações e células fotoelétricas.

Todos estes elementos compõem o grupo 1 da tabela periódica e possuem diversas características em comum. Uma delas é a considerável reatividade, formando com facilidade íons M+. Em contato com a água, o lítio reage de modo muito suave enquanto a reação envolvendo rubídio e césio é explosiva.

As variações das propriedades periódicas que explicam as diferenças de reatividade para o grupo 1 estão representados no gráfico abaixo:


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Assinale o item que relaciona corretamente e, respectivamente, as propriedades X e Y expressas no gráfico.

a) Primeira energia de ionização e raio atômico.

b) Raio atômico e ponto de fusão.

c) Raio atômico e primeira energia de ionização.

d) Primeira energia de ionização e segunda energia de ionização.

e) Densidade e primeira energia de ionização.

Comentários:

De modo geral, as propriedades químicas do grupo 1 são relacionadas com a variação de raio atômico, o qual aumenta do lítio para o césio. Os diferentes níveis de reatividade com a água são explicados a partir da primeira energia de ionização. Esta propriedade diminui do lítio para o césio, significando que a formação do cátion M+ é mais favorecida para os elementos maiores (césio e rubídio) em comparação aos menores (lítio). Portanto:

Gabarito: C

150

200

250

300

CsRbNa K

Pro

pri

eda

de X

Li

350

400

450

500

550

Pro

prie

dade Y


23 33


QUESTÃO 112

Quando dois ou mais reagentes são colocados em contato pra iniciar uma reação, suas moléculas colidem de modo aleatório a todo tempo. Mas apenas algumas destas colisões são responsáveis por iniciar a reação química de fato, pois elas precisam acontecer em determinada orientação espacial e com energia suficiente para a formação do complexo ativado. O complexo ativado é uma estrutura de transição intermediária entre reagentes e produtos que possui tempo de vida muito baixo. A energia necessária para a formação do complexo ativado é a energia de transição.

Considerando a reação genérica 𝑅𝑒𝑎𝑔𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 → 𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑡𝑜𝑠 e o gráfico de energia para esta reação, assinale o item que corresponde aos valores de energia de ativação e de variação de entalpia, respectivamente:

a) 270 e -30.

b) 100 e +130.

c) 130 e +30.

d) 200 e -130.

e) 300 e -100.

Comentários:

Gabarito: C


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QUESTÃO 113

A corrosão é um grave e constante problema para embarcações e plataformas de petróleo em alto mar, pois são estruturas ricas em ferro e sofrem processos oxidativos. O ferro é um material bastante vulnerável a processos corrosivos em ambientes úmidos, reagindo com oxigênio gerando íons Fe2+, os quais são novamente oxidados, formando os íons Fe3+, sob a forma de óxido de ferro hidratado.

2 𝐹𝑒(𝑠) + 𝑂2(𝑔) + 4 𝐻+ ⟶ 2 𝐹𝑒2+(𝑎𝑞) + 2 𝐻2𝑂(𝑙)

4 𝐹𝑒2+(𝑎𝑞) + 𝑂2(𝑔) + 𝐻2𝑂(𝑙) ⟶ 2 𝐹𝑒2𝑂3. 𝑥𝐻2𝑂 + 4 𝐻+

Uma alternativa para reduzir os custos de manutenção de equipamentos em razão da corrosão é a aplicação de materiais de sacrifício sobre peças de ferro, normalmente são utilizados peças de zinco.

Disponível em: <https://www.ship-technology.com/contractors/corrosion/anode-

supply/>. Acesso em 13 de março de 2020.

Eꝋ (O2/H2O) = +1,23 V

Eꝋ (Zn2+/Zn) = -0,76 V

Eꝋ (Fe2+/Fe) = -0,44 V

Sobre o uso de metais de sacrifício é correto afirmar que:

a) a peça de zinco será oxidado no lugar do ferro em razão de seu maior potencial padrão de redução.

b) não haverá mais oxidação, pois o zinco não reage com o oxigênio.

c) a nova célula eletroquímica constituída tem o zinco atuando como cátodo.

d) a peça de zinco sofrerá oxidação mais facilmente do que o ferro.

e) a peça de ferro continua sendo o ânodo.

Comentários:

A proposta da aplicação de um metal de sacrifício, ou ânodo de sacrifício, é que este sofra a oxidação no lugar da peça principal, no caso, o casco do navio composto principalmente por ferro.


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Para que isso ocorra, este metal precisa ter um menor potencial padrão de redução, caso do zinco. Assim, o zinco passa a ser oxidado no lugar do ferro e é o ânodo do sistema, o qual funciona como uma célula eletroquímica.

Gabarito: D

QUESTÃO 114

Os incêndios são classificados conforme o tipo de material combustível, segundo a Norma Regulamentadora 23 (NR 23). Dependendo da natureza de um incêndio, o ato de jogar água pode agravar o incidente, por isso a importância de se conhecer os tipos de extintores e sua ideal aplicação às classes de incêndio.

Os extintores de CO2 agem abafando o incêndio pela diminuição do nível de oxigenação.

Os extintores de pó químico podem ser constituídos por diferentes elementos químicos e sua ação é interromper a reação em cadeia de combustão.

Os extintores de espuma se baseiam na reação química entre bicarbonato de sódio e ácido sulfúrico, gerando CO2 que se combina a outra espécie química, sendo ejetada sob a forma de espuma.

A tabela abaixo relaciona o uso ideal dos extintores conforme as classes de incêndio A, B e C.

Adaptado de: <https://www.normaslegais.com.br/legislacao/trabalhista/nr/nr23.htm>. Acesso em 24 de março de 2020.

Assinale a sequência correta para completar os espaços em branco na última linha da tabela, referente os incêndios de classe C.

a) Não, Não, Sim.

b) Não, Sim, Não.

c) Sim, Não, Não.

d) Não, Sim, Sim.

e) Não, Sim, Não.

Comentários:


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Os incêndios de fontes elétricas, como os que ocorrem em geradores e salas de máquinas, apenas podem ser combatidos pelo uso de extintores de pó químico ou de CO2.

O extintor de espuma, apesar de também conter CO2, não pode ser utilizado em incêndios de classe C pois o meio aquoso salino é capaz de conduzir corrente elétrica, o que agravaria a situação. Assim como o extintor de água pressurizada.

Gabarito: A

QUESTÃO 115

O buteno é um composto utilizado em reações de polimerização, especialmente na produção de borracha sintética. Este alceno possui quatro isômeros com diferentes propriedades físico-químicas. O calor de combustão, por exemplo, varia em algumas unidades conforme o arranjo dos átomos em torno da ligação dupla.

Sobre o arranjo estrutural dos isômeros do buteno e suas reatividades, pode-se dizer:

a) o aumento do número de substituições leva a alcenos menos estáveis.

b) o trans-2-buteno é menos estável que o cis-2-buteno.

c) o isobutileno é menos estável devido à interação desfavorável entre os ligantes metila na posição cis.

d) os calores de combustão são diretamente proporcionais à estabilidade dos compostos analisados.

e) o -butileno é o alceno dissubstituído mais estável.

Comentários:

Alcenos mais substituídos são mais estáveis. O termo “substituição” significa quantos carbonos estão ligados à unidade C=C.

Estruturas de alcenos em configuração trans são mais estáveis do que cis porque mantêm os grupos volumosos mais afastados entre si, evitando interações de repulsão entre átomos. Esse efeito é mais evidente para os substituintes maiores.

Na configuração cis podem ocorrer interações que desestabilizam a molécula quando os ligantes são mais volumosos, em razão da repulsão entre as nuvens eletrônicas. Isso justifica a menor estabilidade para o isobutileno.


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Um composto mais estável é menos reativo e, portanto, maior calor de combustão é necessário para quebrar a estrutura.

O -butileno é o alceno monossubstituído, contendo apenas um grupo alquila.

Gabarito: C

QUESTÃO 116

A pandemia de COVID-19 no início do ano de 2020 gerou uma verdadeira corrida atrás dos frascos de álcool em gel para a limpeza das mãos e de superfícies. Contudo, o simples fato de lavar as mãos com água e sabão corretamente também é eficiente na prevenção do contágio de várias doenças transmissíveis, inclusive o coronavírus.

Assinale o item correto acerca do mecanismo de ação de surfactantes e do etanol na limpeza de superfícies.

a) O etanol é eficiente para a limpeza de superfícies em razão da interação hidrofílica com a camada lipídica da membrana celular.

b) A parte hidrofóbica do surfactante interage com a camada lipídica da membrana celular do vírus, sendo essencial o uso de água corrente para a adequada limpeza.

c) o álcool em gel 70% possui maior eficiência de proteção contra vírus do que o álcool líquido 70%.

d) Os surfactantes causam a desnaturação proteica da membrana celular, e a consequente destruição do microrganismo.

e) A eficiência dos surfactantes para limpeza é devido à atração eletrostática entre a sua cabeça polar e a camada lipídica da membrana.

Comentários:

A membrana celular que envolve o material genético do vírus é composta por lipídios e gorduras, portanto, possui caráter hidrofóbico.

A molécula do surfactante possui uma extensa cadeia alifática (hidrofóbica) e uma extremidade polar (hidrofílica). Sua ação no processo de limpeza é envolver a sujeira (vírus) pela interação de sua cauda polar com a camada lipídica, desgrudando-o de superfícies. Neste processo, a lavagem com água corrente é essencial para a remoção de vírus+surfactante.

O etanol tem como característica ser uma molécula pequena e polar. Sua ação é a de desnaturar a camada proteica, isto é, destruí-la. A desnaturação de proteínas pode ser promovida por diferentes fatores, no caso do etanol a mudança de polaridade do meio é a responsável.

O termo “70%” em rótulos de álcool indica que no volume total, 70% são etanol e os outros 30% se dividem em água e outras substâncias. A forma de apresentação, líquida ou em gel, não


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muda a eficácia de limpeza. O formato em gel surgiu em razão de facilidade de uso e minimização de acidentes.

Gabarito: B

QUESTÃO 117

Diamantes são formados naturalmente quando átomos de carbono estão em um ambiente de alta pressão e alta temperatura, na ordem de 148 mil atmosferas e 2500 °C. Tais condições ocorrem no interior na Terra e podem ser simuladas em laboratório.

Uma rota para produzir diamantes artificiais é pressionar o grafite e aplicar corrente elétrica ao mesmo tempo, gerando uma alta temperatura. Nestes experimentos, os átomos de carbono no grafite sofrem uma reorganização, assumindo uma estrutura cristalina como a do diamante convencional.

Disponível em: < http://agencia.fapesp.br/pesquisadores--produzem-diamantes-nanoestruturados-irradiando-grafite-com-laser/21480/>. Acesso em 13 de março de 2020.

Os polimorfos grafite e diamante mantêm propriedades completamente diferentes. O diamante é condutor térmico, isolante elétrico, tem altíssima dureza, alta durabilidade e alto índice de refração. Já o grafite é bom condutor elétrico, macio e possui baixo índice de reflexão.

A condutividade do grafite e a dureza do diamante são associadas, respectivamente, à:

a) geometria angular e tetraédrica.

b) ligação covalente e ligação iônica.

c) deslocalização eletrônica e interação eletrostática.

d) ligações simples e ligações duplas alternadas.

e) hibridizações sp2 e hibridizações sp3.

Comentários:

A condutividade no grafite se deve a hibridização sp2 dos carbonos, então há três ligações

e uma ligação , sendo esta última responsável pela deslocalização eletrônica, isto é, movimentação

de elétrons através dos orbitais orbitais localizados perpendicularmente à ligação . Lembrando que átomo sp2 sem par de elétron livre assume geometria planar.

Já a dureza do diamante é associada ao C sp3, os quais formam apenas ligações com outros quatro átomos de carbono, sob uma estrutura tetraédrica em que as ligações C-C possuem o mesmo comprimento.

Como grafite e diamante são formados apenas por átomos de carbono, não faz sentido falar em interações eletrostáticas e ligação iônica, pois não há diferença de eletronegatividade.

Gabarito: E


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QUESTÃO 118

A destilação fracionada é uma das etapas de refino do petróleo responsável por separar a mistura em suas frações, de acordo com as temperaturas de ebulição. Antes do processo de destilação fracionada são construídas em laboratório as curvas de destilação PEV (ponto de ebulição verdadeiro), cujo objetivo é descobrir a temperatura ideal de operação para separar as diferentes frações do petróleo.

A faixa de temperatura de destilação e a quantidade relativa de cada fração variam conforme a amostra, em razão de sua origem natural. Por isso, é comum classificá-lo como óleo pesado, quando há maior teor de derivados de elevado ponto de ebulição, ou óleo leve, quando o material é rico em derivados de baixo ponto de ebulição. Os óleos leves possuem maior valor de mercado do que os óleos pesados, por isso é comum em refinarias os processos de conversão, como as reações de craqueamento.

A partir da análise do gráfico é possível concluir que:

a) A amostra 1 pode ser classificada como um óleo leve.

b) A amostra 1 possui maior valor de mercado do que a amostra 2.

c) A amostra 2 possui maior teor de óleo lubrificante do que amostra 1.

d) É vantajoso economicamente submeter a amostra 1 à etapa de craqueamento.

e) A amostra 1 tem maior teor de GLP do que a amostra 2.

Comentários:

Para analisar o gráfico escolhemos duas regiões, uma associada ao óleo combustível (maior ponto de ebulição) entre 400 e 510 °C. A outra, associada à gasolina, derivado de baixo ponto de ebulição, entre 40 e 200 °C.

Na faixa de temperatura associada à gasolina, a linha azul possui menor inclinação da curva, comparada à linha vermelha. Extrapolando isso para o eixo x (que fornece informação sobre


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quantidades em %), fica claro que a amostra 2 possui maior teor de gasolina do que a amostra 1. Assim, o item a está incorreto.

A mesma análise deve ser feita para os derivados de maior ponto de ebulição. Na região de temperatura do óleo combustível, a inclinação da linha azul é maior que a da linha vermelha. Quando os pontos são extrapolados ao eixo x, fica evidente que a amostra 1 tem maior quantidade de óleo combustível do que a amostra 2. Assim, o item c está incorreto.

O item b está correto. Como destacado no texto, amostras com frações maiores de derivados de menor ponto de ebulição possuem valor de mercado mais alto. Pela análise gráfica, agora sabemos que a amostra 1 possui maior valor agregado.

Na verdade, é vantajoso submeter a amostra 2 ao processo de craqueamento, enriquecendo-a em produtos mais leves, assim, item d está incorreto.

O item e está incorreto. O GLP possui baixíssimos ponto de ebulição, como indicado no gráfico. A inclinação das curvas indica que a amostra 2 possui maior teor de GLP.

Gabarito: B

QUESTÃO 119

O glifosato é amplamente utilizado para a eliminação de ervas daninhas, especialmente gramíneas e folhosas perenes. Suas propriedades herbicidas foram descobertas em meados de 1970, e de lá até 2016, o volume de uso desta substância aumentou mais de 100 vezes. No entanto, já verificado que este herbicida é capaz de desenvolver resistência em algumas espécies de ervas e alguns estudos indicam seu efeito carcinogênico em humanos, contudo, esta conclusão ainda é divergente entre pesquisadores.

A molécula do glifosato apresenta grupamentos de natureza ácida e básica, os quais sofrem dissociação dependendo do pH do meio.


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O gráfico abaixo indica o grau de dissociação () de cada espécie em relação ao pH. As formas dissociadas assumidas pela molécula são representadas pelas curvas 1, 2, 3, 4 e 5.

As constantes de dissociação são pK1 = 0,8; pK2 = 2,16; pK3 = 5,46; pK4 = 10,14.

Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422002000400014>. Acesso em 25 de março de 2020.

A sequência das formas dissociadas assumidas pela estrutura do glifosato (1 a 5), em resposta ao pH, está corretamente organizada em:

a)

b)

c)

d)

e)


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Comentários:

Os hidrogênios apresentam diferentes níveis de acidez. Quanto mais forte ele está ligado à estrutura, menor a acidez e maior será o valor de pKa.

Na segunda estrutura é mais favorável retirar um hidrogênio do grupo carboxílico do que do grupo fosfato, o qual já possui carga, além disso, o grupo carboxílico é mais ácido do que o grupo amônio.

Na terceira estrutura, o hidrogênio ligado ao fosfato inda é mais ácido do que aquele ligado ao amônio.

Gabarito: B

QUESTÃO 120

O diagrama de Pourbaix é um tipo de diagrama de fases termodinâmico que representa as fases de equilíbrio para um sistema, por meio da correlação entre potencial elétrico e pH. As linhas são fronteiras que delimitam as regiões de estabilidade da espécie envolvida.

O diagrama abaixo é uma forma simplificada do sistema ferro-água, a 25 °C, que contempla as fases estáveis para o ferro em condição úmida ou aquosa.

Disponível em: < http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422018000500594>. Acesso em 14 de março de 2020.

I. 𝐹𝑒3+(𝑎𝑞) + 𝑒− ⟶ 2 𝐹𝑒2+(𝑎𝑞) (Eꝋ = +0,77 V)

II. 𝐹𝑒3+(𝑎𝑞) + 3𝐻2𝑂(𝑙) ⟶ 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3(𝑠) + 3𝐻+(𝑎𝑞)

III. 𝑂2 + 4𝐻+(𝑎𝑞) + 4𝑒− ⟶ 2𝐻2𝑂 (Eꝋ = +1,23 V)


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A partir da interpretação do diagrama de Pourbaix para o ferro e das reações I, II e III, é possível afirmar:

a) a reação (I) pode ocorrer apenas pela alteração do valor de pH.

b) a reação (II) pode ocorrer apenas pela alteração do valor de pH.

c) em ambiente fortemente oxidante o ferro permanece sob a forma Fe2+.

d) o ferro apenas é oxidado abaixo de pH 8,5.

e) em um rio com águas com pH ~ 7 e com alta quantidade de oxigênio dissolvido, o ferro pode ser encontrado sob a forma de íons livres.

Comentários:

A reação (I) se refere a uma reação de redução de Fe3+ para Fe2+, logo envolve variação de potencial.

A reação (II) não é de oxirredução, sendo um equilíbrio dependente da oferta de íons H+ e OH- do meio.

Se o meio é fortemente oxidante, íons ferro estarão em sua forma mais oxidada, ou seja, íons Fe3+.

O ferro pode ser oxidado ao longo de toda a faixa de pH. Abaixo de ~8,5 sua forma mais estável são íons livres Fe2+ e acima desse pH, a forma aquosa é mais estável, Fe(OH)2.

Em pH ~7 e com alta quantidade de oxigênio dissolvido o ferro existe sob a forma sólida Fe(OH)3. A reação (III) mostra que quando há alta concentração de oxigênio o meio está mais oxidante (maior valor de E), por isso considerar a parte superior do diagrama.

Gabarito: B

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Simulado ENEM Livro Digital 05 04 - 2020 · A corrosão é um grave e constante problema para embarcações e plataformas de petróleo em alto mar, pois são estruturas ricas em ferro