É proibido portar celular

Transcrição

1 Química Teste/Prova os anos Rodrigo abr/ Nome: Nº: Turma: INSTRUÇÕES GERAIS. Nenhum material deve estar embaixo das carteiras. Livros e mochilas devem ficar guardados no armário.. Sobre a mesa, deixe apenas o material indispensável e aceito para a prova.. Verifique se o tampo da sua carteira está limpo. Se não estiver, apague as anotações ou chame o professor. As anotações serão consideradas cola e sua prova será anulada. 4. Em nenhuma hipótese faça cálculos na carteira. 5. Régua, compassos, borracha etc. não podem ser emprestados após o início das provas. 6. Esta prova terá a duração de h5. Administre seu tempo. 7. Você só poderá sair da sala depois de transcorridos pelo menos h5, contados a partir do início da prova. 8. Leia o enunciado das questões de modo atento e cuidadoso. Nenhuma pergunta referente aos enunciados será respondida durante a prova. 9. Atenção para realizar exatamente o que estiver sendo pedido no enunciado de cada questão. Organize suas ideias antes de começar a escrever. Procure ser claro e objetivo em suas respostas. 0. As respostas devem ser feitas com tinta azul ou preta. Não use corretivos. Se extremamente necessário, passe um risco e coloque entre parênteses o trecho a ser anulado. Instruções Específicas. Verifique se sua prova contém 6 testes e 5 questões dissertativas, distribuídos em páginas.. Os problemas devem ser feitos a lápis. Resposta final, a tinta.. É permitido o uso de calculadoras, mas não de celulares. 4. Letra legível é imprescindível. 5. Deixe os processos claramente expostos. Não serão aceitos apenas os resultados. É proibido portar celular

2 Tabela de íons ÂNIONS HALOGÊNIOS CARBONO CÁTIONS ClO Hipoclorito CN Cianeto ClO Clorito CH COO Acetato ClO Clorato BrO Bromato CO HCO C O 4 Carbonato Bicarbonato Oxalato NH 4 + Ag + Zn + Ti 4+ Cd + amônio prata zinco titânio cádmio NITROGÊNIO H PO HPO PO 4 FÓSFORO Hipofosfito Fosfito (Orto) fosfato NO NO SO SO 4 Nitrito Nitrato ENXOFRE Sulfito Sulfato Constante universal dos gases ideais R = 0,08 atm L mol K R = 6, mmhg L mol K

3 Química Gabarito os anos Rodrigo abr/ Nome: Nº: Turma:. (0 pontos) (UFRJ - modificada) A seguir estão representados quatro frascos, dois deles contendo água e dois deles contendo soluções aquosas distintas. Aos frascos I e II adiciona-se óxido de potássio, ao frasco III adiciona-se o sólido pentóxido de dinitrogênio (anidrido nítrico) e ao frasco IV adiciona-se o gás trióxido de enxofre (anidrido sulfúrico). Equacione a reação que ocorre em cada frasco. I. H O (l) + K O (s) KOH (aq) II. HCl (aq) + K O (s) KCl (aq) + H O (l) III. H O (l) + N O 5(s) HNO (aq) IV. NaOH (aq) + SO (g) Na SO 4(aq) + H O (l)

4 . (0 pontos) (Unicamp) Em toda situação de confinamento, prevista ou acidental, como no recente desastre na mina de cobre do Chile, sempre há grande preocupação com a revitalização do ar ambiente. O superóxido de potássio (KO ) pode ser utilizado em dispositivo para revitalização do ar ambiente, já que ele reage com o gás carbônico, eliminando-o e formando oxigênio gasoso como produto. As equações das reações que ocorrem com o KO em ambiente seco e úmido são, respectivamente, 4KO (s) + CO (g) O (g) + K CO (s) e 4KO (s) + 4CO (g) + H O(g) O (g) + 4KHCO (s) a) Em qual dos casos (ambiente seco ou úmido) um dispositivo contendo dióxido de potássio seria mais eficiente para o propósito a que se destina? Justifique. Ambiente seco: 4 mols KO mols CO mols O Ambiente úmido: 4 mols KO 4 mols CO mols O Observando as equações químicas fornecidas, podemos perceber que, nos dois casos, uma mesma quantidade de KO produz uma mesma quantidade de O. Porém, em um ambiente úmido, ocorre maior consumo de CO, sendo esse ambiente o mais eficiente para a revitalização do ar. b) O esquema abaixo é de um experimento que simula a situação de confinamento. À esquerda encontra-se a fase inicial e à direita, a final. No experimento, o êmbolo contendo CO é pressionado, fazendo esse gás reagir com o KO. Levando em conta a estequiometria da reação, complete a situação final, desenhando e posicionando corretamente o êmbolo que falta. Justifique sua resposta, considerando que a reação é completa e só ocorre enquanto o êmbolo é empurrado, que a temperatura é constante e que não há atrito no movimento dos êmbolos. Como o enunciado da questão afirma que o êmbolo contém CO, devemos considerar o ambiente seco. Como a pressão e a temperatura são constantes, podemos considerar que o volume e a quantidade de matéria são diretamente proporcionais. 4 KO (s) + CO (g) O (g) + K CO (s) mols mols V V 4V x x = 6V O consumo de 4 unidades de volume de CO produzirá 6 unidades de volume de O. Logo, a situação final poderá ser representada por: Como o K CO formado é sólido, não irá alterar o volume do êmbolo. 4

5 . (0 pontos) (Unirio) A hidrazina, N H 4, e o peróxido de hidrogênio, H O, têm sido usados como combustíveis de foguetes. Eles reagem de acordo com a equação: 7 H O + N H 4 HNO + 8 H O A reação de hidrazina com 75% de pureza com peróxido de hidrogênio suficiente produziu,78 kg de ácido nítrico, com rendimento de 80%. (Dados: Massas atômicas: H = u, O = 6 u; N = 4 u) a) Determine a massa, em gramas, de hidrazina impura utilizada. N H 4 HNO 0 g 6 g m,78 kg m = 0,96 kg de hidrazina se o rendimento fosse de 00% e o reagente puro. Levando em conta que a pureza do reagente é de 75%: 0,96 kg 75% P 00% P =,8 kg se o rendimento fosse de 00%. Levando em contra que o rendimento da reação é de 80%:,8 Kg 80% R 00% R =,60 Kg A massa de,60 kg de hidrazina com 75% de pureza e com reação de 80% de rendimento é necessária para produzir,78 kg de ácido nítrico. b) Determine a massa, em gramas, de água formada. Da estequiometria da reação tem-se que: mol de HNO 4 mol de H O 6 g 7 g,78 kg m m = 4, kg 5

6 4. (0 pontos) (Unicamp) Durante os dias quentes de verão, uma brincadeira interessante consiste em pegar um saco plástico, leve e de cor preta, encher /4 do seu volume com ar, amarrar hermeticamente a sua boca, expondo-o, em seguida, aos raios solares. O ar no interior do saco é aquecido, passando a ocupar todo o volume. Consequentemente, o saco sobe na atmosfera como um balão. a) Considere a pressão atmosférica constante durante a brincadeira e, tendo em vista ainda que inicialmente o ar estava a 7 C, calcule a variação da temperatura do ar no interior do saco plástico entre a situação inicial e a final, quando o gás ocupa todo o volume. Situação inicial Situação final T = 00 K T = x V = ¾ V V = V Sendo que: PV P V V V = 4 = x T T 00 x = Então, ΔT = T T = 00 ºC 400K b) Qual é a relação entre as densidades do ar no início e no instante em que todo o volume do saco é ocupado? Sendo m d =, temos que: massa da situação inicial = massa situação final V m = m d d d V = d V V = d V 4 4 = d 6

7 5. (0 pontos) (Unicamp) Com a intenção de proteger o motorista e o passageiro de lesões corporais mais graves, em muitos países já é obrigatório, em automóveis, o dispositivo chamado "air bag". Em caso de acidente, um microprocessador desencadeia uma série de reações químicas que liberam certa quantidade de nitrogênio, N (g), que infla rapidamente um balão plástico situado à frente dos ocupantes do automóvel. As reações químicas que ocorrem nesse processo estão representadas pelas seguintes equações: Equação : NaN (s) Na(s) + N (g) Equação : 0 Na(s) + KNO (s) 5 Na O(s) + K O(s) + N (g) Equação : K O(s) + Na O(s) + SiO (s) = silicato alcalino (vidro) No caso de acionamento do sistema de segurança descrito, supondo que o volume do saco plástico, quando totalmente inflado, seja de 70 litros e que, inicialmente, houvesse,0 moles de NaN e,0 moles de KNO, a) qual será a pressão do gás (em kpa), dentro do balão, quando este estiver totalmente inflado? Considere a temperatura como sendo 7 C. Dados: R = 8, kpa L mol - K - ; kpa = quilopascal De acordo com as equações e da questão, pode-se calcular a quantidade, em mol, de gás produzido no airbag (tabela ): Reagente Produtos Equação mols NaN (s) mols Na(s) mols N (g) Reagiu/produziu mols adicionados mols produzidos mols de gás produzidos Equação 0 Na(s) KNO (s) 5 Na O(s) K O(s) N (g) Reagiu/produziu mols que foram produzidos na primeira reação 0,4 mol reagiu. Excesso de,6 mol mol produzido 0, mol produzido 0, mol produzido Tabela : cálculo da quantidade, em mol, produzida de gás e de resíduo sólido no airbag. De acordo com os resultados expostos na tabela, temos que a quantidade de gás produzida foi de, mols. Dado o volume de 70 L, a temperatura de 00 K (7+7) e a constante dos gases, temos que: PV = nrt P. 70 =,.8,.00 P =, 8kPa b) Supondo-se que o processo envolvesse apenas as reações representadas pelas equações e, qual seria a massa total de substâncias sólidas restantes no sistema? Dados: Massas molares KNO = 0 g. mol - ; Na O = 6 g. mol - ; K O = 94 g. mol - Pelos resultados da tabela, nota-se que foram produzidos 0, mol de K O e mol de Na O. Também será resíduo sólido o excesso de KNO que foi calculado por: 5 mols de Na mol de KNO (estequiometria da equação ) mols x x = 0,4 mol de KNO reagiu Como foram adicionados mols de KNO, o excesso será de,6 mol. Assim, temos que: 0, mol de K O 0, x 94 = 8,8 g mol de Na O,0 x 6 = 6,0 g,6 mol de KNO +,6 x 0 = 6,6 g 4,4 g de sólidos 7