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Módulo 4

Atividades Adicionais Química

1. Quando as emissões naturais de uma amostra radio-ativa, como, por exemplo, do Urânio-234, são sub-metidas a um campo elétrico ou magnético, nota-mos sua subdivisão em três tipos bem diferentes de radiação.

Na imagem, os números 1, 2 e 3 correspondem às radiações formadas, que são, respectivamente, de-nominadas de:

a) Alfa, beta e gamab) Alfa, gama e beta.c) Beta, alfa e gama.d) Beta, gama e alfa.e) Gama, beta e alfa.

2. (UEL) Os elementos radioativos são muito usados em medicina, tanto para diagnósticos como para proce-dimentos terapêuticos. São também usados para determinar os mecanismos das reações químicas e determinar a idade de objetos antigos. As reações nucleares são aproveitadas em geradores de eletrici-dade e em armas de destruição em massa. Com rela-ção à emissão de partículas e/ou radiações por áto-mos radioativos, é correto afirmar:

a) Radioatividade é a emissão espontânea de partí-culas e/ou radiações de núcleos estáveis de áto-mos, originando outros núcleos que serão sempre instáveis.

b) A partícula α é um núcleo do átomo de hélio, por-tanto é formada por dois prótons, dois elétrons e dois nêutrons.

c) A partícula β forma-se a partir da desintegração do nêutron, que dá como resultado um próton, um elétron (partícula β) e um neutrino, partícula sem carga elétrica e de massa desprezível.

d) As emissões gama (γ) são partículas que apresen-tam menor poder de penetração e maior poder ionizante sobre os gases.

e) As emissões alfa (α) são as principais responsáveis pelos efeitos biológicos das radiações. Podem pro-duzir mutações nas células do nosso organismo, com gravíssimas consequências genéticas.

3. Na equação representada a seguir:222

86Rn → X42α + Y–1

0β + 21084Po

os números de partículas alfa e beta, representados por X e Y, emitidas nesse processso são, respectiva-mente:

a) 1 e 2. d) 2 e 1.b) 3 e 4. e) 4 e 3.c) 4 e 5.

4. Parte dos materiais contaminados pelo radioisótopo do césio 137

55Cs, responsável pelo sério acidente nuclear de Goiânia, GO, está armazenada em tambores her-meticamente fechados. Como o radioisótopo em questão emite radiações β– (elétrons), pode-se afirmar que, nesses tambores, há também o isótopo:

a) 13756Ba d) 136

54Xe

b) 13754Xe e) 138

56Ba

c) 13656Ba

5. A Revista Veja publicou: “O acidente na usina nuclear de Fukushima, no Japão, é o pior do país desde a ca-tástrofe de Chernobyl, na Ucrânia, em 1986. A falha no sistema de refrigeração do reator 1 da usina Daiichi, em função do terremoto e do tsunami que atingiram o país, foi classificado pelas autoridades como cate-goria 4. De acordo com a Escala Internacional de Su-cessos Nucleares (INES), isso equivale a um ‘acidente com consequências de alcance local‘, informa o jor-nal El Pais.”

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Supondo que uma amostra tenha sido coletada logo após o acidente e a mesma possuía 40 g de átomos radioativos e que após 63 h uma análise dessa mesma amostra revelou que a massa dos átomos radioativos passou para 5 g, podemos então afirmar que a meia vida desses átomos é de:

a) 32 h. d) 19 h.b) 21 h. e) 51 h.c) 49 h.

6. A seguinte equação representa um possível processo de fissão nuclear

23592U + 10n → 139

56Ba + 9436Kr + ...

a) complete-a.b) justifique o motivo pelo qual a mesma pode origi-

nar uma reação em cadeia.

7. (VUNESP) Durante sua visita ao Brasil em 1928, Marie Curie analisou e constatou o valor terapêutico das águas radioativas da cidade de Águas de Lindóia, SP. Uma amostra de água de uma das fontes apresentou concentração de urânio igual a 0,16 μg/L. Supondo que o urânio dissolvido nessas águas seja encontrado na forma de seu isótopo mais abundante, 238U, cuja meia-vida é aproximadamente 5 ⋅ 109 anos, o tempo necessário para que a concentração desse isótopo na amostra seja reduzida para 0,02 μg/L será dea) 5 ⋅ 109 anos. d) 20 ⋅ 109 anos.b) 10 ⋅ 109 anos. e) 25 ⋅ 109 anos.c) 15 ⋅ 109 anos.

8. (UEL) Observe a figura e leia o texto a seguir.

O Lápis (✡), imagem celestial de ouro terreno, é produzido pela rotação dos elementos, na unificação do superior e do inferior, do fogo (Δ) e da água (∇).

“Empédocles propôs ‘quatro raízes para todas as coisas‘: a terra, a água, o ar e o fogo, formando assim os quatro ele-mentos. Acredita-se que, na medida em que o homem

manipula estas propriedades, é também possível alte-rar as estruturas elementares da matéria e transmutá-la. Encontrar a matéria-prima e trazê-la para a terra era a tarefa primordial do alquimista, através das repetidas transmutações dos elementos. Surgem dessa busca superior muitas tentativas analíticas de transformar outras substâncias em ouro.”

Adaptado de Alexander Roob. O museu hermético: alquimia e misticismo. New York: Taschen, p. 14-30.

Com base no texto e nos conhecimentos sobre es- trutura atômica e radioatividade, assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do texto a seguir.

Hoje, com a construção de aceleradores de partí-culas, é possível produzir artificialmente o ouro por meio de processos de nuclear (também chamada de transmutação artificial). Como exemplo deste processo, tem-se o do núcleo de chumbo (207

82Pb) por resultando em ouro , lítio (7

3Li) e liberando .

a) fissão – aquecimento – partículas alfa (42α) – (19980Au) –

5(01n);

b) fissão – aquecimento – elétrons (10n) – (197

79Au) – 3(–1

0β);c) fissão – bombardeamento – nêutrons (10n) – (197

79Au) – 4(1

0n);d) fusão – bombardeamento – partículas alfa (4

2α) – (203

80Au) – 11p;

e) fusão – bombardeamento – nêutrons (10n) – (19879Au) –

3(01n).

9. (VUNESP) Para determinar o tempo em que certa quantidade de água permaneceu em aquíferos sub-terrâneos, pode-se utilizar a composição isotópica em relação aos teores de trítio e de hidrogênio. A água da chuva apresenta a relação 31H / 11H = 1,0 ⋅ 10−17 e medições feitas na água de um aquífero mostraram uma relação igual a 6,25 ⋅ 10−19. Um átomo de trítio sofre decaimento radioativo, resultando em um áto-mo de um isótopo de hélio, com emissão de uma par-tícula β−. Forneça a equação química para o decai-mento radioativo do trítio e, sabendo que sua meia-vida é de 12 anos, determine por quanto tempo a água permaneceu confinada no aquífero.

10.

Esse símbolo identificaalimentos irradiados.

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Estima-se que, no Brasil, a quantidade de alimentos desperdiçados seria suficiente para alimentar 35 mi-lhões de pessoas. Uma das maneiras de diminuir esse desperdício é melhorar a conservação dos ali-mentos. Um dos métodos disponíveis para tal fim é submeter os alimentos a radiações ionizantes, re-duzindo, assim, a população de micro-organismos responsáveis por sua degradação.Uma das tecnologias existentes emprega o isótopo de número de massa 60 do Cobalto como fonte ra-dioativa. Esse isótopo decai pela emissão de raios gama e de uma partícula β e é produzido pelo bom-bardeamento de átomos de cobalto de número de massa 59 com nêutrons.a) Escreva a reação de produção do Cobalto-60 a

partir do Cobalto-59 e a reação de decaimento radioativo do Cobalto-60.

b) Um aparelho utilizado na irradiação de alimentos emprega uma fonte que contém, inicialmente, 100 gramas de Cobalto-60. Admitindo que o tempo de meia-vida do Cobalto-60 seja de cinco anos, calcule a massa desse isótopo presente após quinze anos de utilização do aparelho.

11. (UERJ) O tipo mais comum de detector de fumaça funciona a partir de uma câmara de ionização de gases atmosféricos. As moléculas desses gases são ionizadas pelo emissor de partículas alfa 241

95Am. Quando partículas de fumaça penetram na câmara, ocorre a neutralização das moléculas, interrompendo a passagem de corrente elétrica e disparando um alarme sonoro.

a) A produção do 24195Am em reatores nucleares re-

quer seis transformações radioativas − três cap-turas de nêutron e três emissões beta − de um determinado nuclídeo. Represente esse nuclídeo com símbolo (consulte a Classificação Periódica dos Elementos), número de massa e número atômico.

b) Calcule a massa, em gramas, de uma amostra de 241

95Am que possua 1,2 ⋅ 1024 átomos.

12. (FUVEST) Em 1999, a região de Kosovo, nos Bálcãs, foi bombardeada com projéteis de urânio empo- brecido, o que gerou receio de contaminação ra-dioativa do solo, do ar e da água, pois urânio emite partículas alfa.

a) O que deve ter sido extraído do urânio natural para se obter o urânio empobrecido? Para que se usa o componente retirado?

b) Qual a equação da primeira desintegração nuclear do urânio-238? Escreva-a, identificando o nuclídeo formado.

c) Quantas partículas alfa emite, por segundo, apro-ximadamente, um projétil de urânio empobrecido de massa 1 kg?

Dados: composição do urânio natural U-238 = 99,3%; U-235 = 0,7%; meia-vida do U-238 = 5 ⋅ 109 anos;constante de Avogadro = 6 ⋅ 1023 mol−1; 1 ano = 3 ⋅ 107 s.

Alguns elementos e respectivos números atômicos:

88 89 90 91 92 93 94 95 96

Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm

13. Fissão nuclear é a divisão de um núcleo atômico pesado e instável que ocorre, por exemplo, por bombardeamento desse núcleo com nêutrons, li-berando energia. A alternativa que corretamente representa uma equação de fissão nuclear é:

a) 23592U + 10n → 144

55Cs + 9037Rb + 3 10n

b) 23592U + 10n → 235

56Ba + 23536Kr

c) 23592U + 10n → 238

92U + 3 10n

d) 23592U + 10n → 140

56Ba + 9336Kr + 3 10n

14. (UFPR) Em 2011 foi celebrado o Ano Internacional da Química. Além disso, 2011 foi também o ano do cen-tenário do recebimento do Prêmio Nobel de Química por Marie Curie, que foi a primeira cientista a rece-ber dois Prêmios Nobel; o primeiro em 1903, em Fí-sica, devido às suas contribuições para as pesquisas em radioatividade, e o segundo em 1911, pela des-coberta dos elementos rádio e polônio. O polônio não possui isótopos estáveis, todos são radioativos, dos quais apenas o 210Po ocorre naturalmente, sendo gerado por meio da série de decaimento do rádio. A seguir são ilustrados dois trechos da série de decai-mento do rádio:

22688Ra α 222

86Rn α 21884Po α 214

82Pb

21082Pb β–

21083Bi β–

21084Po α

t1/2 = 138,38 dias 206

82Pb

Com base nas informações fornecidas, considere as seguintes afirmativas:

1. A partícula α possui número de massa igual a 4.

2. Para converter 214Pb em 210Pb, conectando os dois trechos da série, basta a emissão de uma partícula α.

3. Uma amostra de 210Po será totalmente converti-da em 206Pb após 276,76 dias.

4. No decaimento β−, o número de massa é conserva-do, pois um nêutron é convertido em um próton.

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17. (UERJ) A anilina (amino-benzeno), um composto quí-mico utilizado na produção de corantes e medica-mentos, é sintetizada em duas etapas. Na primeira, reage-se benzeno com ácido nítrico, empregando como catalisador o ácido sulfúrico. A segunda etapa consiste na redução do composto orgânico obtido na primeira etapa.

Em relação à anilina, apresente:

a) sua fórmula estrutural;b) a equação química que representa a primeira

etapa de seu processo de síntese.

18. (UFPR) Os nitrotoluenos são compostos intermediá-rios importantes na produção de explosivos. Os mononitrotoluenos podem ser obtidos simultanea-mente, a partir do benzeno, através da seguinte se-quência de reações:

I) + A AC3

CH3

+ HC

II)

CH3

+ HNO3 H2SO4

30 °C

H2SO4

30 °C

Orto-nitro-tolueno

(62%)+

meta-nitro-tolueno

(5%)+

para-nitro-tolueno

(33%)

a) Escreva o nome do composto A.b) Escreva a fórmula estrutural do produto minori-

tário da reação II.c) Identifique o tipo de isomeria plana presente nos

três produtos orgânicos da reação II.d) Qual é a função do AC3, na reação I?

19. São grupos meta-dirigentes nas reações de substi-tuição aromática:

a) —NO2, —OH e —R (alquila).b) —CN, —COOR e —COOH.c) —COOR, —COR e —NH2.d) —NO2, —NH2 e —OR.e) —OR, —R (alquila) e —OH.

20. O produto principal da hidratação de 1-buteno é:

a) álcool primáriob) álcool secundárioc) aldeídod) ácido carboxílico

21. (VUNESP) Dadas as reações orgânicas:

I) + H2 Pt

25 °C

II) CH2 —— CH(CH2)3CH3 + H2 Pt

25 °C CH3(CH2)4CH3

Assinale a alternativa correta:

a) Somente a afirmativa 3 é verdadeira.b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.c) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.e) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.

15. I. 21084Po → 42α + X

II. 22688Ra → z + 222

86Rn

O ano de 2011 foi escolhido pela Unesco e pela União Internacional de Química Pura e Aplicada, IUPAC, como o Ano Internacional da Química, em homena-gem ao centenário do prêmio Nobel de 1911, recebido por Marie Curie, uma das responsáveis pela des-coberta dos radionuclídeos polônio e rádio, cujas reações de desintegração nucleares estão represen-tadas, respectivamente, pelas equações I e II.

Considerando-se as informações do texto e as equações que representam a desintegração dos radionuclídeos polônio e rádio, é correto afirmar:

a) O elemento representado por X, na equação Ι, é o isótopo 214 do polônio.

b) O número de partículas do núcleo do 22686Rn é

maior do que o do núcleo do átomo representa-do por X.

c) O poder de penetração da radiação z, represen-tada na equação nuclear ΙΙ, é maior que o da par-tícula –1

0β.d) O tempo de desintegração total de massa de

50,0 g de uma amostra de qualquer elemento radioativo corresponde a sua meia-vida.

e) O rádio e o polônio são radionuclídeos utilizados no diagnóstico e no tratamento de doenças, sendo, portanto, inócuos à saúde.

16. Analise a reação abaixo e as afirmativas a seguir:

CHO + CH3 — C

AC3 A + HC

1) O grupo —CHO é um orientador do tipo meta--dirigente.

2) O produto A é o aldeído 3-etil-benzóico.3) A reação é catalisada pelo clorometano.4) Trata-se de uma reação de adição.5) O produto A é predominantemente o aldeído

p-etil-benzóico.

Está(ão) correta(s):

a) 1 apenas. d) 2, 3 e 5 apenas.b) 4 apenas. e) 1, 2, 3, 4 e 5.c) 1 e 3 apenas.

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Os nomes dos compostos formados nas reações I e II são, respectivamente,

a) benzeno e 2,2-dimetilpropano.b) benzeno e n-hexano.c) n-hexano e 2,2-dimetilpropano.d) cicloexano e n-hexano.e) cicloexano e 2,2-dimetilpropano.

22. A reação entre o cloro (C2) e 3-metil-1-buteno ocorre mesmo na ausência de luz, ao passo que a reação de 2-metilbutano com C2 ocorre apenas na pre-sença de luz com a liberação de HC. Baseando-se nessas afirmações, responda:

a) Qual o produto formado na reação do 3-metil-1--buteno e cloro?

b) Quais os tipos de reação que ocorrem entre o clo-ro e o 2-metilbutano em presença de luz e entre o cloro e 3-metil-1-buteno?

c) Quais os possíveis produtos formado na reação entre 2-metilbutano e cloro, na presença de luz e na razão molar de 1:1?

23. (UERJ)

O cloro é uma substância simples e de grande im-portância industrial. É utilizado como desifetante, al-vejante e na produção de inúmeros compostos quími-cos. Um deles, por exemplo, é o 1,2-dicloroetano, obtido pela reação do cloro com o eteno.

A reação do dióxido de manganês com ácido clorí-drico é um dos processos mais antigos para obtenção de cloro que, nas condições ambientes, é um gás. Assim, os anúncios de cloro líquido, que vemos fre-quentemente, vendem, na realidade, uma solução de hipoclorito de sódio.

Escreva a equação química correspondente à obten-ção do 1,2-dicloroetano e indique o tipo de mecanis-mo da reação em função da partícula reagente.

24. O éter dietílico (etoxietano ou éter comum) usado em hospitais e laboratórios é obtido, industrialmen-te, por meio da desidratação intermolecular do eta-nol, cuja equação química correta é:

a) 2 [H3C — CH2 — OH] H2SO4, a 140 °C

O — —

H3C — CH2 — C — CH2 — CH3 + H2O

b) 2 [H3C — CH2 — CH2 — OH] H2SO4, a 140 °C

O — —

H3C — CH2 — C — CH2 — CH3 + CH4 + H2O

c) 2 [H3C — CH2 — OH] H2SO4, a 140 °C

H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 + H2O

d) 2 [H3C — CH2 — OH] + H2O H2SO4, a 140 °C

H3C — CH2 — O — CH2 — CH3 + 2 H2 + O2

25. (UNICAMP) Quando vapores de etanol passam so-bre argila aquecida, que atua como catalisador, há produção de um hidrocarboneto insaturado gasoso e vapor d‘água. Esse hidrocarboneto reage com bromo (Br2) dando um único produto. Escreva as equações:

a) da reação de formação do hidrocarboneto, indi-cando o nome deste.

b) da reação do hidrocarboneto com o bromo.

26. A + B →

→ H3C — CH2 — CH2 — C ———

O + HCO — CH2 — CH3

Na equação acima, os compostos A e B podem ser, respectivamente:

a) H3C — CH2 — CH2 — C ———

O

C e H3C — CH2 — OH

b) H3C — CH2 — CH — CH3 e H3C — C —

——O

C —

OH

c) H3C — CH2 — CH2 — C ———

O

C e H2

d) H3C — CH2 — C ———

O

OH e H3C — CH — CH3

—

OH

e) H3C — C ———

O

C e H3C — CH2 — CH2 — CH2 — OH

27. Ésteres são substâncias de odor agradável e utiliza-dos em substituição aos aromas naturais de frutas, em perfumes e doces. Os produtos obtidos na hi-drólise ácida do acetato de butila são:

a) ácido butanóico e etanol.b) ácido acético e 2-butanol.c) butanona e etanol.d) etanol e butanal.e) ácido acético e 1-butanol.

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28. (VUNESP) O que ocorreu com a seringueira, no final do século XIX e início do XX, quando o látex era re-tirado das árvores nativas sem preocupação com o seu cultivo, ocorre hoje com o pau-rosa, árvore típi-ca da Amazônia, de cuja casca se extrai um óleo rico em linalol, fixador de perfumes cobiçado pela in-dústria de cosméticos. Diferente da seringueira, que explorada racionalmente pode produzir látex por décadas, a árvore do pau-rosa precisa ser abati-da para a extração do óleo da casca. Para se obter 180 litros de essência de pau-rosa, são necessárias de quinze a vinte toneladas dessa madeira, o que equivale à derrubada de cerca de mil árvores. Além do linalol, outras substâncias constituem o óleo essencial de pau-rosa, entre elas:

I II III

1,8-cineol linalol alfa-terpineol

Considerando as fórmulas estruturais das substân-cias I, II e III, classifique cada uma quanto à classe funcional a que pertencem. Represente a estrutura do produto da adição de 1 mol de água, em meio ácido, também conhecida como reação de hidrata-ção, à substância alfa-terpineol.

29. Inseticidas carbamatos são compostos derivados do ácido carbâmico. Dentre eles, há o zectran, cuja es-trutura química está representada na figura.

Os carbamatos são pouco solúveis na água e tam-bém pouco absorvidos pelo organismo humano. Mas a presença de produtos biotransformados na urina indica absorção do composto por operários expostos durante a sua fabricação.

a) Na estrutura do zectran, a amina aromática é classificada como amina terciária? Justifique.

b) Na biotransformação dos carbamatos, uma das reações de maior importância é a hidrólise. Escre-va a equação da reação de hidrólise do zectran, na qual ocorre a formação do grupo fenólico.

30. (VUNESP) Álcoois podem ser obtidos pela hidratação de alcenos, catalisada por ácido sulfúrico. A reação de adição segue a regra de Markonikov, que prevê a adição do átomo de hidrogênio da água ao átomo de carbono mais hidrogenado do alceno.

Escreva:

a) a equação química balanceada de hidratação ca-talisada do 1-buteno.

b) o nome do produto formado na reação indicada no item a.

31. Dentro de uma garrafa de refrigerante, ocorrem vá-rias reações, mas um destaque pode ser dado para o ácido carbônico (H2CO3), que se decompõe em H2O e CO2.

H2CO3(aq) H2O() + CO2(g) ΔH . 0

Esta é a reação de decomposição do ácido carbônico. Considera-se que a mesma esteja em equilíbrio quími-co, pois à medida que ocorre a decomposição, tam-bém ocorre a formação de ácido carbônico.

Sobre a reação de decomposição do ácido carbônico, é correto afirmar que se trata de uma reação:

a) exotérmica, pois a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.

b) exotérmica, pois a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos.

c) endotérmica, pois a entalpia dos reagentes é maior que a dos produtos.

d) endotérmica, pois a entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes.

32. 2 NH4NO3(s) 2 N2(g) + O2(g) + 4 H2O(v)

ΔH° = –410,0 kJ

O nitrato de amônio (NH4NO3)(s) é utilizado na agricul-tura como fertilizante para promover o crescimento e a frutificação de plantas, entretanto é um explosi-vo potente que, ao se decompor, libera, rapida-mente, um volume muito grande de gases de acor-do com a equação termoquímica anterior.

A partir dessas informações, dessa equação termo-química e admitindo-se que os gases desprendidos na explosão são ideais, é correto afirmar:

a) O nitrato de amônio é classificado como hidroge-nossal.

b) O volume ocupado por 4,0 mol de água líquida, a 27 °C e a 1,0 atm, é 89,6 L.

c) A explosão do nitrato de amônio é um processo termoquímico endotérmico de decomposição.

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d) A quantidade de calor liberada, durante a explo-são de 40,0 g de nitrato de amônio, é igual a 100,0 kJ.

e) A pressão exercida na explosão de 80,0 g de ni-trato de amônio, em um recipiente fechado de 300,0 mL, a 27 °C, é maior que 280,0 atm.

33. Com relação às equações abaixo, assinale a alterna-tiva correta.

C(grafite) + O2(g) → CO2(g) ΔH = –94,1 kcal

C(diamante) + O2(g) → CO2(g) ΔH = –94,5 kcal

H2(g) + 12

O2(g) → H2O() ΔH = –68,4 kcal

H2O() → H2(g) + 12

O2(g) ΔH = +68,4 kcal

a) Considerando os valores de entalpia, pode-se afirmar que a variedade alotrópica C (diamante) é mais estável que C (grafite).

b) O valor ΔH na equação de formação da água significa que houve absorção de 68,4 kcal/mol.

c) O carbono, na forma grafite ou diamante, ao reagir com O2(g), forma o mesmo produto com diferentes valores de ΔH.

d) A decomposição da molécula de água consiste em processo exotérmico.

34. Muitos explosivos são produzidos por meio de mis-turas de substâncias. Já o perclorato de amônio, o nitrato de amônio, o dinitrato glicol etileno e o trini-trato glicerol são explosivos puros. A tabela a seguir mostra as entalpias de formação dos explosivos e as equações químicas das reações que ocorrem com esses explosivos.

Entalpia de formação de algumas substâncias

Substância ΔHf (kJ/mol)

Explosivo 1 (s) –295

Explosivo 2 (s) –366

Explosivo 3 () –259

Explosivo 4 () –371

CO2 (g) –394

H2O (g) –242

(s) – Sólido; () – Líquido; (g) – Gasoso

Explosivo 1: 2 NH4CO4(s) → C2(g) + 4 H2O(g) + N2(g) + 2 O2(g)

Explosivo 2: 2 NH4NO3(s) → 4 H2O(g) + 2 N2(g) + O2(g)

Explosivo 3:

C2H4N2O6() → 2 CO2(g) + 2 H2O(g) + N2(g)

Explosivo 4:

4 C3H5N3O9() → 12 CO2(g) + 10 H2O(g) + 6 N2(g) + O2(g)

Com base nas equações químicas e na tabela, para 1 mol de cada explosivo, considere as afirmativas a seguir:

I. O explosivo 2 libera maior quantidade de energia que o explosivo 1.

II. O explosivo 3 é o que libera menor quantidade de energia.

III. O explosivo 4 libera mais energia que a soma das energias liberadas pelos explosivos 1, 2 e 3.

IV. Os explosivos que estão no estado sólido liberam menor quantidade de energia que os explosivos no estado líquido.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas I e II são corretas.b) Somente as afirmativas I e IV são corretas.c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

35.

Caminho da reação

Pbran. + C2(g)52

Pverm. + C2(g)52

PC5(g)

–374,9 kJ –357,3 kJ

Enta

lpia

, H(k

J)

O diagrama representa a entalpia de formação do pentacloreto de fósforo a partir de duas variedades alotrópicas do fósforo, o fósforo branco e o fósforo vermelho.

A partir da análise desse diagrama, é correto afir-mar:

a) A variedade alotrópica do fósforo vermelho é menos estável que a do fósforo branco.

b) A entalpia de formação do fósforo vermelho é –17,6 kJ.

c) A variação de entalpia de uma reação química in-depende do estado alotrópico de seu reagentes.

d) A energia liberada durante a formação de penta-cloreto de fósforo, a partir de fósforo branco, é maior que a liberada na mesma reação com o fósforo vermelho.

8133133

36. A combustão, desde que foi descoberta pelos po-vos primitivos, tem servido a muitos interesses das sociedades humanas. Sua utilização na transforma-ção de substâncias e no processo de aquecimento favoreceu o grande avanço das sociedades. Consi-dere a combustão do eteno representado pela equação não balanceada abaixo:

CH2CH2 + O2 → CO2 + H2O

Dados os valores de entalpia de ligação, marque a alternativa que apresenta o valor da energia libe-rada na combustão de 8,4 g de eteno:

Ligação ΔH° (kJ/mol)

C — H 413

C — C 347

C —— C 614

O —— O 469

C —— O 804

H — O 464

a) 1 399 kJb) 419,7 kJc) 199 kJd) 59,7 kJe) 11 751,6 kJ

37. (VUNESP) O gás butano (C4H10) é o principal com-ponente do gás de cozinha, o GLP (gás liquefeito de petróleo). A água fervente (H2O, com temperatura igual a 100 °C, no nível do mar) é utilizada para di-versas finalidades: fazer café ou chá, cozinhar, entre outras. Considere que, para o aumento de 1 °C na temperatura de 1 g de água, são necessários 4 J, que esse valor pode ser tomado como constante para a água líquida sob 1 atmosfera de pressão e que a densidade da água a 25 °C é aproximadamente igual a 1,0 g ⋅ mL–1.

a) Calcule a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 L de água, no nível do mar, de 25 °C até o ponto de ebulição. Apresente seus cálculos.

b) Dadas as entalpias-padrão de formação (ΔHof )

para o butano gasoso (–126 kJ ⋅ mol–1), para o dióxido de carbono gasoso (–394 kJ ⋅ mol–1), para a água líquida (–242 kJ ⋅ mol–1) e para o oxigênio gasoso (0 kJ ⋅ mol–1), escreva a equação química para a combustão do butano e calcule a entalpia--padrão de combustão (ΔHo

c) para esse composto.

38. (VUNESP) O ácido nítrico é muito utilizado na indústria química como insumo na produção de diversos pro-dutos, dentre os quais os fertilizantes. É obtido a partir da oxidação catalítica da amônia, através das reações:

I. 4 NH3(g) + 5 O2(g) Pt

1 000 °C 4 NO(g) + 6 H2O(g)

II. 2 NO(g) + O2(g) ←→ 2 NO2(g)

III. 3 NO2(g) + H2O() ←→ 2 HNO3(aq) + NO(g)

Calcule as entalpias de reação das etapas II e III. Consi-dere as reações dos óxidos de nitrogênio em condi-ções padrões (p = 1 atm e T = 25 °C), e as entalpias de formação (ΔHf) em kJ ⋅ mol−1, apresentadas na tabela:

Substância NO(g) NO2(g) H2O() HNO3(aq)

ΔHf(kJ ⋅ mol−1)

+90,4 +33,9 −285,8 −173,2

39. (FUVEST) O ácido nítrico é um importante produto in-dustrial. Um dos processos de obtenção é fazer passar amônia (NH3) e ar, sob pressão, por um catalisador a cerca de 850 °C, ocorrendo a formação de monóxido de nitrogênio e água. O monóxido de nitrogênio em presença do oxigênio do ar se transforma no dióxido de nitrogênio, que em água forma ácido nítrico (HNO3) e monóxido de nitrogênio (que é reciclado no processo).

a) Escreva as equações balanceadas que represen-tam as diferentes etapas da produção de ácido nítrico através desse processo.

b) O calor envolvido na primeira etapa, ou seja, a oxidação da amônia até o monóxido de nitrogê-nio, ajuda a manter o catalisador aquecido. Sen-do assim, qual deve ser maior: a soma das ener-gias de ligação dos reagentes ou a soma das energias de ligação dos produtos? Justifique.

40. (UNICAMP) As variações de entalpia (ΔH) do oxigê-nio, do estanho e dos seus óxidos, a 298 K e 1 bar, estão representadas no diagrama a seguir:

9133133

Assim, a formação do SnO(s), a partir dos elemen-tos, corresponde a uma variação de entalpia de –286 kJ/mol.

a) Calcule a variação de entalpia (ΔH1) correspon-dente à decomposição do SnO2(s) nos respecti-vos elementos, a 298 K e 1 bar.

b) Escreva a equação química e calcule a respectiva variação de entalpia (ΔH2) da reação entre o óxido de estanho (II) e o oxigênio, produzindo o óxido de estanho (IV), a 298 K e 1 bar.

41. (FUVEST) Calcula-se que 1,0 ⋅ 1016 kJ da energia so-lar são utilizados na fotossíntese, no período de um dia. A reação da fotossíntese pode ser repre-sentada por

6 CO2 + 6 H2O energia solar

clorofila C6H12O6 + 6 O2

e requer, aproximadamente, 3,0 ⋅ 103 kJ por mol de glicose formada.Dado: massa molar do CO2 = 44 g/mol.

a) Quantas toneladas de CO2 podem ser retiradas, por dia, da atmosfera, através da fotossíntese?

b) Se, na fotossíntese, se formasse frutose em vez de glicose, a energia requerida (por mol) nesse processo teria o mesmo valor? Justifique, com base nas energias de ligação. São conhecidos os valores das energias médias das ligações C — H, C — C, C — O, C —— O, H — O.

42. (FUVEST) Passando acetileno por um tubo de ferro, fortemente aquecido, forma-se benzeno (um trímero do acetileno). Pode-se calcular a variação de entalpia dessa transformação, conhecendo-se as entalpias de combustão completa de acetileno e benzeno gasosos, dando produtos gasosos. Essas ental-pias são, respectivamente, –1 256 kJ/mol de C2H2 e –3 168 kJ/mol de C6H6.

a) Calcule a variação de entalpia, por mol de benzeno, para a transformação de acetileno em benzeno (ΔH1).

O diagrama anterior mostra as entalpias do benze-no e de seus produtos de combustão, bem como o calor liberado na combustão (ΔH2).

b) Complete o diagrama anterior para a transforma-ção de acetileno em benzeno, considerando o calor envolvido nesse processo (∆H1).

c) Um outro trímero do acetileno é o 1,5-hexadiino. Entretanto, sua formação, a partir do acetileno, não é favorecida. Em módulo, o calor liberado nessa transformação é menor do que o envolvido na formação do benzeno. No mesmo diagrama, indique onde se localizaria, aproximadamente, a entalpia do 1,5-hexadiino.

d) Indique, no mesmo diagrama, a entalpia de com-bustão completa (ΔH3) do 1,5-hexadiino gasoso, produzindo CO2 e H2O gasosos. A entalpia de combustão do 1,5-hexadiino, em módulo e por mol de reagente, é maior ou menor que a ental-pia de combustão do benzeno?

43. (UNICAMP) O nadador Michael Phelps surgiu na Olimpíada de Beijing como um verdadeiro fenômeno, tanto pelo seu desempenho quanto pelo seu con-sumo alimentar. Divulgou-se que ele ingere uma quantidade diária de alimentos capaz de lhe ofere-cer uma energia de 50 MJ. Quanto disto é assimilado, ou não, é uma incógnita. Só no almoço, ele ingere um pacote de macarrão de 500 gramas, além de acompanhamentos.Dados de entalpia de formação em kJ ⋅ mol–1:glicose = –1 274,água = –242,dióxido de carbono = –394.

a) Suponha que o macarrão seja constituído essen-cialmente de glicose (C6H12O6), e que, no meta-bolismo, toda essa glicose seja transformada em dióxido de carbono e água. Considerando-se apenas o metabolismo do macarrão diário, qual é a contribuição do nadador para o efeito estufa, em gramas de dióxido de carbono?

b) Qual é a quantidade de energia, em kJ, associada à combustão completa e total do macarrão (gli-cose) ingerido diariamente pelo nadador?

44. (UNICAMP) Apesar de todos os esforços para se en-contrar fontes alternativas de energia, estima-se

10133133

que em 2030 os combustíveis fósseis representarão cerca de 80% de toda a energia utilizada. Alguns combustíveis fósseis são: carvão, metano e petróleo, do qual a gasolina é um derivado.No funcionamento de um motor, a energia envolvida na combustão do n-octano promove a expansão dos gases e também o aquecimento do motor. Assim, conclui-se que a soma das energias envolvi-das na formação de todas as ligações químicas é:

a) maior que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser endotérmico.

b) menor que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser exotérmico.

c) maior que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser exotérmico.

d) menor que a soma das energias envolvidas no rompimento de todas as ligações químicas, o que faz o processo ser endotérmico.

45. (FUVEST) Em cadeias carbônicas, dois átomos de carbono podem formar ligação simples (C — C), du-pla (C —— C) ou tripla (C ——— C). Considere que, para uma ligação simples, a distância média de ligação entre os dois átomos de carbono é de 0,154 nm, e a energia média de ligação é de 348 kJ/mol.

Assim sendo, a distância média de ligação (d) e a energia média de ligação (E), associadas à ligação dupla (C —— C), devem ser, respectivamente,

a) d 0,154 nm e E . 348 kJ/mol.b) d 0,154 nm e E 348 kJ/mol.c) d = 0,154 nm e E = 348 kJ/mol.d) d . 0,154 nm e E 348 kJ/mol.e) d . 0,154 nm e E . 348 kJ/mol.

46. (FUVEST) O monóxido de nitrogênio (NO) pode ser produzido diretamente a partir de dois gases que são os principais constituintes do ar atmosférico, por meio da reação representada por

N2(g) + O2(g) → 2 NO(g) ΔH = +180 kJ

O NO pode ser oxidado, formando o dióxido de ni-trogênio (NO2), um poluente atmosférico produzido nos motores a explosão:

2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g) ΔH = –114 kJ

Tal poluente pode ser decomposto nos gases N2 e O2:

2 NO2(g) → N2(g) + 2 O2(g)

Essa última transformação:

a) libera quantidade de energia maior do que 114 kJ.b) libera quantidade de energia menor do que 114 kJ.c) absorve quantidade de energia maior do que

114 kJ.d) absorve quantidade de energia menor do que

114 kJ.e) ocorre sem que haja liberação ou absorção de

energia.

47. A hidrogenação do acetileno é efetuada pela reação desse gás com o gás hidrogênio, originando, nesse processo, o etano gasoso, como mostra a equação química a seguir.

C2H2(g) + 2 H2(g) → C2H6(g)

É possível determinar a variação da entalpia para esse processo, a partir de dados de outras equações termoquímicas, por meio da aplicação da Lei de Hess.

C2H2(g) + 52

O2(g) → 2 CO2(g) + H2O()

ΔHoc = –1 301 kJ/mol

C2H6(g) + 72

O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O()

ΔHoc = –1 561 kJ/mol

H2(g) + 12

O2(g) → H2O()

ΔHoc = –286 kJ/mol

Assim, usando as equações termoquímicas de com-bustão no estado-padrão, é correto afirmar que a variação da entalpia para a hidrogenação de 1 mol de acetileno, nessas condições, é de

a) –256 kJ/mol. d) –814 kJ/mol.b) –312 kJ/mol. e) –3 148 kJ/mol.c) –614 kJ/mol.

48. Os resultados de três experimentos, feitos para en-contrar a lei de velocidade para a reação

2 NO(g) + 2 H2(g) → N2(g) + 2 H2O(g),

encontram-se na tabela abaixo.

Velocidade inicial de consumo de NO(g)

Experi-mento

[NO]inicial

(mol ⋅ L–1)

[H2]inicial

(mol ⋅ L–1)

Velocidade inicial de consumo de NO

(mol ⋅ L–1 ⋅ s–1)

1 4,0 × 10–3 2,0 × 10–3 1,2 × 10–5

2 8,0 × 10–3 2,0 × 10–3 4,8 × 10–5

3 4,0 × 10–3 4,0 × 10–3 2,4 × 10–5

11133133

De acordo com esses resultados, é correto concluir que a equação de velocidade é:

a) v = k [NO] [H2]2

b) v = k [NO]2 [H2]2

c) v = k [NO]2 [H2]

d) v = k [NO]4 [H2]2

e) v = k [NO]1/2 [H2]

49. (UEL) O monóxido de carbono é um gás incolor, sem cheiro e muito reativo. Ele reage, por exemplo, com o gás oxigênio formando o dióxido de carbo-no, de acordo com a equação química a seguir.

2 CO(g) + O2(g) → 2 CO2(g)

Experimentalmente observam-se as informações que estão no quadro a seguir.

[CO](mol ⋅ L−1)

[O2](mol ⋅ L−1)

Velocidade inicial(mol ⋅ L−1 ⋅ min−1)

0,04 0,04 7,36 × 10–5

0,08 0,04 2,94 × 10–4

0,04 0,08 1,47 × 10–4

Considerando a equação química e os dados do quadro, assinale a alternativa correta:

a) Para a lei de velocidade, a expressão para esta reação é v = k[CO2]2.

b) Conforme aumenta a concentração do produto, aumenta a velocidade da reação.

c) Esta é uma reação de ordem zero com relação ao CO2 e de segunda ordem quanto à reação global.

d) A velocidade de formação do CO2 nesta reação é independente da concentração de O2.

e) O valor da constante de velocidade para esta reação é 1,15 L2 ⋅ mol−2 ⋅ min−1.

50. [IC](mol ⋅ L−1)

[H2](mol ⋅ L−1)

Velocidade inicial(mol ⋅ L−1 ⋅ s−1)

1,5 1,5 3,7 × 10–7

3,0 1,5 7,4 × 10–7

3,0 4,5 22 × 10–7

4,7 2,7 X

Os dados apresentados na tabela foram obtidos a partir de experimentos feitos com a reação de clo-reto de iodo, IC(g) e hidrogênio, H2(g), a determinada temperatura.

Uma análise desses dados permite inferir:

a) A lei de velocidade de reação é representada pela expressão v = k[IC].

b) A velocidade de reação independe da concentra-ção de hidrogênio.

c) A reação ocorre a partir da colisão entre duas mo-léculas de IC.

d) O valor da constante de velocidade de reação, k, para essa reação é 1,64 ⋅ 10–7 mol–1 ⋅ L ⋅ s–1.

e) A velocidade inicial de reação, representada por X na tabela, é igual a 1,27 ⋅ 10–6 mol ⋅ L–1 ⋅ s–1.

51. (FUVEST) Ao misturar acetona com bromo, na pre-sença de ácido, ocorre a transformação representada pela equação química a seguir:

O — —

C

H3C CH3 + Br2 H+

O — —

C

H3C CH2Br + HBr

Dentre as substâncias presentes nessa mistura, ape-nas o bromo possui cor e, quando este reagente for totalmente consumido, a solução ficará incolor. Assim sendo, a velocidade da reação pode ser de-terminada medindo-se o tempo decorrido até o desaparecimento da cor, após misturar volumes definidos de soluções aquosas de acetona, ácido e bromo, de concentrações iniciais conhecidas. Os re-sultados de alguns desses experimentos estão na tabela apresentada a seguir.

a) Considerando que a velocidade da reação é dada por

concentração inicial de Br2tempo para desaparecimento da cor

,

complete a tabela a seguir:

Experi-mento

Concentra-ção inicial

de acetona(mol ⋅ L–1)

Concentra-ção inicial

de H+

(mol ⋅ L–1)

Concentra-ção inicial

de Br2(mol ⋅ L–1)

Tempodecorrido

até o desa-parecimento

da cor(s)

Velocidade da reação

(mol ⋅ L–1 ⋅ s–1)

1 0,8 0,2 6,6 × 10–3 132

2 1,6 0,2 6,6 × 10–3 66

3 0,8 0,4 6,6 × 10–3 66

4 0,8 0,2 3,3 × 10–3 66

b) A velocidade da reação é independente da con-centração de uma das substâncias presentes na mistura. Qual é essa substância? Justifique sua resposta.

12133133

52. O hipoclorito de sódio, NaCO, é utilizado em pro-dutos desifetantes. Dependendo das condições, esse se decompõe, levando à formação de oxigênio. Para avaliar o efeito da temperatura e da concentra-ção na reação de decomposição do NaCO, foram realizados os seguintes experimentos:

1. Solução de NaCO 5,0%, T = 25 °C2. Solução de NaCO 5,0%, T = 35 °C3. Solução de NaCO 5,0%, T = 15 °C4. Solução de NaCO 2,5%, T = 25 °C

O gráfico abaixo mostra o volume de O2 coletado em função do tempo para cada um dos experimen-tos realizados.

60

45

30

15

2 4 6

(2) (1)

(3)(4)

tempo/min

Volu

me

de O

2/mL

De acordo com esses resultados, assinale a alterna-tiva incorreta.

a) A temperatura afeta a velocidade da reação de decomposição.

b) A quantidade de oxigênio produzida no experi-mento 3, após 4 minutos, será de 30 mL.

c) A velocidade da reação é triplicada ao variar a temperatura de 15 °C para 35 °C.

d) A velocidade da reação no experimento 1 é de aproximadamente 15 mL de O2 por minuto.

e) A concentração de hipoclorito de sódio não afeta a velocidade da reação de decomposição.

53. (UNICAMP) Glow sticks ou light sticks são pequenos tubos plásticos utilizados em festas por causa da luz que eles emitem. Ao serem pressionados, ocorre uma mistura de peróxido de hidrogênio com um éster orgânico e um corante. Com o tempo, o peró-xido e o éster vão reagindo, liberando energia que excita o corante, que está em excesso. O corante excitado, ao voltar para a condição não excitada, emite luz. Quanto maior a quantidade de moléculas excitadas, mais intensa é a luz emitida. Esse processo é contínuo, enquanto o dispositivo funciona. Com base no conhecimento químico, é possível afirmar que o funcionamento do dispositivo, numa tempe-ratura mais baixa, mostrará uma luz

a) mais intensa e de menor duração que numa tem-peratura mais alta.

b) mais intensa e de maior duração que numa tem-peratura mais alta.

c) menos intensa e de maior duração que numa temperatura mais alta.

d) menos intensa e de menor duração que numa temperatura mais alta.

54. A utilização de sabões para limpeza data de mais de 4 000 anos. Os sabões são constituídos de molécu-las anfifílicas, que contêm uma porção hidrofóbica e uma hidrofílica, e consequentemente atuam como tensoativos. Além da ação física do sabão no processo de remoção de sujeiras, há também a ação química, em que ocorre reação entre as moléculas anfifílicas e a sujeira, principalmente gorduras. Mesmo sem conhecimento científico, muitas pessoas cons-tatam que a lavagem com sabão utilizando água quente é mais eficiente que com água fria. Com re-lação à ação dos sabões, considere as seguintes afir-mativas:

1. A velocidade de remoção de sujeiras (à base de gorduras) de uma roupa é aumentada em altas temperaturas, pois nessa condição há maior fre-quência de choques entre as moléculas.

2. O processo de solubilização da sujeira envolve interação entre a parte hidrofóbica do tensoativo e a gordura, deixando a parte hidrofílica exposta na superfície que interage com o solvente.

3. A maior eficiência de lavagem em temperaturas mais altas implica que a reação entre o tensoati-vo e a sujeira é um processo endotérmico.

4. Em temperaturas superiores à temperatura de fusão de gorduras da sujeira, a velocidade de re-moção é aumentada, em função da maior super-fície de contato.

Assinale a alternativa correta.

a) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

55. (VUNESP) O sistema digestivo converte os nutrientes, proteínas, carboidratos e gorduras, em substâncias que podem ser absorvidas e usadas pelas células. Essas transformações ocorreriam demasiadamente devagar se não existissem, no organismo, substâncias capazes de acelerar o metabolismo, ou seja, as rea-ções do organismo, sem serem consumidas nessas reações. Essas substâncias são denominadas enzimas e são altamente específicas.

Referente à atuação das enzimas nas reações do or-ganismo, afirma-se que:

13133133

a) provocam no organismo uma diminuição da temperatura convertendo mais rapidamente os nutrientes.

b) tornam essas reações exotérmicas ocorrendo absorção de calor.

c) sem a sua presença essas reações não ocorreriam e as substâncias formadas não seriam absorvidas e usadas pelas células.

d) aceleram essas reações, pois criam uma nova via reacional, na qual a energia de ativação é diminuída.

e) são catalisadores biológicos que nessas reações aumentam a entalpia da reação.

56. (VUNESP) Leia o texto e responda à questão.

“Em 1969, a canção Polythene Pam aparecia no álbum Abbey Road, dos Beatles. Foi essa tão britânica perso-nagem usando botas, saia e bolsa de plástico que a Royal Society of Chemistry (RSC) escolheu para come-morar a síntese do polietileno, realizada em 1933, nos laboratórios da empresa química Imperial Chemical Industries (ICI), no Reino Unido. Foi por acidente que os pesquisadores produziram essa matéria branca e cerosa, descoberta em uma segunda-feira pela ma-nhã em um balão de reação em que o benzaldeído e o etileno haviam sido aquecidos a 170 °C, sob 2 000 atmosferas, durante o fim de semana. A reação tinha sido catalisdada por traços de oxigênio presentes no reator, difícil de ser reproduzida. Só em 1935 outro químico da ICI realizou uma síntese reprodutível do polietileno sob alta pressão, procedimento esse que, a partir de 1939, viria a ser a base da produção industrial do polietileno de baixa densidade.”

Adaptado de The Royal Society of Chemistry. www.rsc.org.

Com base no texto, foram feitas as seguintes afir-mações: I. Mantendo-se a temperatura constante e reduzin-

do-se a pressão, a velocidade da reação aumentará. II. Os reagentes mencionados apresentam fórmula

molecular C7H6O e C2H4, respectivamente. III. Mantendo-se a pressão constante e aumentan-

do-se a temperatura, ocorrerá um aumento na energia cinética das moléculas reagentes.

IV. O oxigênio presente no reator provocou uma di-minuição na energia de ativação da reação pro-duzindo mais rapidamente o polietileno.

São verdadeiras apenas as afirmações:

a) I.b) III.c) I e II.d) II e IV.e) II, III e IV.

57. (VUNESP) Foi feito um estudo cinético da reação

Mg + 2 H+ → Mg2+ + H2,

medindo-se o volume de H2 desprendido em função do tempo. O gráfico mostra os dados obtidos para duas concentrações diferentes de ácido: curva A para HC, 2 mol/L, e B para HC, 1 mol/L.

Em ambos os casos, foi usada a mesma massa de magnésio.

a) Usando o gráfico, explique como varia a veloci-dade da reação com o tempo. Por que as duas curvas tendem a um mesmo valor?

b) Deduza a ordem da reação com relação à con-centração do ácido, usando os dados de veloci-dade média no primeiro minuto da reação.

58. (FUVEST) A vitamina C é muito utilizada como aditivo de alimentos processados. Sua propriedade antioxi-dante se deve à capacidade de ser oxidada pelo oxi-gênio do ar, protegendo da oxidação outras subs-tâncias presentes nos alimentos. Um certo alimento processado, inicialmente embalado a vácuo, é aber-to e armazenado sob duas condições diferentes:

I) Em refrigerador a 4 °C;

II) Em armário fechado à temperatura ambiente (25 °C).

a) Mostre em um gráfico como varia o teor de vita-mina C com o tempo para cada uma dessas con-dições. Identifique as curvas e explique compara-tivamente o comportamento delas.

b) Além da capacidade de reagir com o oxigênio do ar, dê duas outras características que uma subs-tância deve apresentar para poder ser utilizada como substituto da vitamina C em alimentos processados.

59. (UNICAMP) Numa reação que ocorre em solução (reação I), há o desprendimento de oxigênio, e a sua velocidade pode ser medida pelo volume de O2(g) desprendido. Uma outra reação (reação II) ocorre nas mesmas condições, porém consumindo O2(g), e este consumo mede a velocidade desta reação.

14

O gráfico representa os resultados referentes às duas reações:

Dado: temperatura e pressão constantes.

Considerando as duas horas iniciais, qual das rea-ções tem velocidade maior? Justifique sua resposta.

60. (UNICAMP) O gráfico a seguir representa as varia-ções das massas de um pequeno pedaço de ferro e de uma esponja de ferro (palha de aço usada em

limpeza doméstica) expostos ao ar (mistura de ni-trogênio, N2, oxigênio, O2, e outros gases além de vapor de água).

a) Por que as massas da esponja e do pedaço de fer-ro aumentam com o tempo?

b) Qual das curvas diz respeito à esponja de ferro? Justifique.

15

Respostas das Atividades Adicionais

Química

1. d 4. a

2. c 5. b

3. b

6. a) 23592U + 10n → 139

56Ba + 9436Kr + 3 10n

b) O processo de fissão nuclear do 23592U pode originar

uma reação em cadeia porque para cada núcleo que sofre fissão são liberados 3 nêutrons (1

0n), que poderão fissionar outros 3 núcleos fissionáveis e assim por diante.

7. c

8. c

9. A equação nuclear para o decaimento radioativo do trítio pode ser representado por

31H → 32He + –1

0β

Determinação do tempo em que a água permaneceu confinada no aquífero, pela análise da relação 31H/1

1H:

1,0 ⋅ 10–17 →t 5,0 ⋅ 10–18 →t 2,5 ⋅ 10–18 →t

→t 1,25 ⋅ 10–18 →t 6,25 ⋅ 10–19

Como se passaram 4 períodos de meia-vida (t), o tempo real decorrido é de 4 ⋅ 12 = 48 anos.

10. a) 5927Co + 10n → 60

27Co6027Co → 60

28Ni + –10β

b) 12,5 g.

11. a) O núcleo é representado por 23892U.

b) 482 g.

12. a) A extração do isótopo físsil U-235 no urânio natural irá transformá-lo no urânio empobrecido usado em pro-jetos militares.O U-235 extraído, em proporção adequada com o isótopo U-238, pode ser utilizado em usinas e bombas nucleares.

b) 23892U → 234

90Th + 42α

tório – 234c) Aproximadamente 8,4 ⋅ 106 partículas α/s

13. d 15. b

14. e 16. a

17. a)

—

NH2

b)

+ HNO3 + H2O

—

NO2

H2SO4

18. a) Clorometano.b)

NO2

—

—

CH3

c) Isomeria de posição.d) Atua como catalisador.

19. b

20. b

21. d

22. a) H3C — CH — CH — CH3— —

CH3C

ou

H2C — CH — CH — CH3

—

CH3

—

C

—

C

b) Substituição e adição, respectivamente.

c)

—

H3C — CH — CH2 — CH3

CH2

—

C— —

H3C — CH — CH — CH3

CH3 C

—

H3C — CH — CH2 — CH3

CH3

—

C—

H3C — CH — CH2 — CH2 — C

CH3

23. CH2 —— CH2 + C2 CH2 — CH2

—

C

—

CTrata-se de uma reação de adição.

24. c

25. a) CH3 — CH2 — OH H2C —— CH2 + H2Oetileno

argilaΔ

b) H2C —— CH2 + Br2 H2C — CH2

—

Br

—

Br

26. a 27. e

28.•Classesfuncionais I. Éter II. HidrocarbonetoIII. Álcool

16133133

•Produtodareaçãodeadição:

CH3

H3CHO

OH

CH3

—

—

—

—

29. a) Sim. O nitrogênio da amina aromática está ligado a três carbonos, portanto trata-se de uma amina terciária.

b)

+ H2O

O — C — NHCH3

N(CH3)2

CH3 CH3

O

— —

——

— —

+ HO — C — NHCH3

OH

N(CH3)2

CH3 CH3

O

— —

——

— —

30. a) H2C —— CH2 — CH2 — CH2 + H2O H2SO4

H2SO4 H3C — CH — CH2 — CH3

OH

—

b) 2-butanol

31. d 34. c

32. e 35. d

33. c 36. b

37. a) Cálculo da quantidade de calor necessária para eleva-ção de 1 litro d’água de 25 °C a 100 °C.

DT = Teb. – Tamb. = 100 – 25 = 75 °C

75 °C 4 J

1°C ⋅ 1 g água = 300 J/g água

capacidadecalorífica

1 L água 1 000 g água

1 L água ⋅

300 J1 g água

= 3 ⋅ 105 J

densidade

b) A equação química balanceada da reação de combustão completa do butano é:

C4H10(g) + 132

O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O() DHoc

Cálculo do DHoc:

DHoc = ΣDHo

prod. – ΣDHoreag.

DHoc = (4 ⋅ (–394) + 5 ⋅ (–242) – [1 ⋅ (–126)]

DHoc = –2 660 kJ/mol C4H10

38.•CálculodoDH da reação II:DHII = [2DHf(NO2)] – [2DHf(NO) + DHf(O2)]DHII = [2(+33,9)] – [2(+90,4) + 0]DHII = –113 kJ

•CálculodoDH da reação III:DHIII = [DHf(NO) + 2DHf(HNO3)] – [3DHf(NO2) + DHf(H2O)]DHIII = [+90,4 + 2(–173,2)] – [3(+33,9) + (–285,8)]DHIII = [–256] – [–184,1] = –71,9 kJ

39. a) 4 NH3(g) + 5 O2(g) → 4 NO(g) + 6 H2O(g)2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g)3 NO2(g) + H2O() → 2 HNO3(aq) + NO(g)

b) DH = ΣElig. reagentes – ΣElig. produtosComo a reação em questão é exotérmica DH < 0, logo:ΣElig. reagentes < ΣElig. produtos

40. a) DH1 = +581 kJ/mol

b) SnO(s) + 12

O2(g) → SnO2(s) DH2 = –295 kJ/mol

41. a) 8,8 ⋅ 108 t CO2/dia.b) A frutose e a glicose são isômeros (C6H12O6) e apre-

sentam uma ligação C —— O, 5 ligações O — H, 7 liga-ções C — H, 5 ligações C — O e 5 ligações C — C. Então, baseando-se somente nos valores médios de energia de ligação e observando que a equação dada pode representar a obtenção de ambas, podemos es-crever:

DHreação = +[ΣElig. reagentes] – [ΣElig. produtos] kJ

mol

DHreação = +[6 ⋅ 2 ⋅ EC —— O + 6 ⋅ 2 ⋅ EH — O] –

– [1 ⋅ EC —— O + 5 ⋅ EH — O + 7 ⋅ EC — H + 5 ⋅ EC — O +

+ 5 ⋅ EC — C] kJ

mol Podemos então concluir que a energia requerida para a obtenção de 1 mol de glicose seria a mesma que a necessária para obtenção de 1 mol de frutose.

42. a) DH1 = –600 kJ/mol C6H6

b) 3 C2H2(g)

ΔH1 = –600 kJ/mol

ΔH2 = –3 168 kJ/mol

C6H6(g)

6 CO2(g) + 3 H2O(g)

17133133

c)

ΔH1

ΔH26 CO2(g) + 3 H2O(g)

3 C2H2(g)

C6H6(g)

entalpia de1,5-hexadiino

HC ——— C — CH2 — CH2 — C ——— CH(g)

d)

ΔH3

ΔH26 CO2(g) + 3 H2O(g)

|ΔH3| > |ΔH2|C6H6(g)

HC ——— C — CH2 — CH2 — C ——— CH(g)

43. a) mCO2 ≅ 733 g

b) E ≅ 7 061 kJ

44. c

45. a

46. b

47. b

48. c

49. e

50. d

51. a) Calculando as velocidades das reações, obtém-se a tabela devidamente preenchida:

Experimento

Concentração inicial de acetona(mol L–1)

Concentração inicial de H+

(mol L–1)

Concentração inicial de Br2

(mol L–1)

Tempo decorridoaté o desapareci-

mento da cor(s)

Velocidadeda reação

(mol L–1 s–1)

1 0,8 0,2 6,6 ⋅ 10–3 132 5 ⋅ 10–5

2 1,6 0,2 6,6 ⋅ 10–3 66 1 ⋅ 10–4

3 0,8 0,4 6,6 ⋅ 10–3 66 1 ⋅ 10–4

4 0,8 0,2 3,3 ⋅ 10–3 66 5 ⋅ 10–5

b) Observando as velocidades de reação em cada experimento, nota-se que a variação de Br2, mantendo-se constantes as demais concentrações, não provoca alteração da velocidade. Logo o Br2 é o reagente do qual a velocidade da reação é independente.

52. e 55. d

53. c 56. e

54. c

57. a) O gráfico mostra o volume produzido de gás hidrogênio em função do tempo de reação transcorrido. As inclinações das curvas (DVH2

/Dt) fornecem as velocidades das reações, que são proporcionais às [H+] nas soluções. Ambas as inclinações decrescem no decorrer do tempo indicando, assim, que as velocidades diminuem à medida que as reações se processam.O volume de gás hidrogênio tende a um mesmo valor, pois ambas as experiências partem da mesma massa inicial de magnésio, que pode constituir o reagente limitante.

b) Cálculo das velocidades no primeiro minuto:

Curva A: v = DVH2

Dt = 30 cm3/min

Curva B: v = DVH2

Dt = 15 cm3/min

Considerando uma lei de velocidade genérica como v = k[H+]x, podemos comparar as curvas A e B da seguinte forma:

VAVB

= k[H+]x

Ak[H+]x

B

Sabendo que [H+] = [HC], 3015

= k(2)x

k(1)x = 2 = 2x ⇒ x = 1.

Logo, a reação é de primeira ordem em relação a [H+].

18133133

58. a) teor devitamina C

I (4 °C)

II (25 °C)

tempo0

A velocidade de uma reação química aumenta com a elevação da temperatura. Isso explica por que, na cur-va II, a 25 °C, o teor de vitamina C diminui mais rapida-mente que na curva I, a 4 °C.

b) Uma substância química que pode ser usada como substituto da vitamina C, além da capacidade de reagir com o O2(ar), deve apresentar as seguintes caracterís-ticas:

•eficienteagenteredutor;

•nãoreagircomcomponentesdoalimento;

•nãocausarproblemasparaasaúdedosconsumidores.

59. A reação II ocorreu com maior velocidade.

60. a) As massas da esponja e do pedaço de ferro aumentam porque vai sendo formada a ferrugem (Fe2O3 ⋅ x H2O).

b) A curva relativa à esponja de ferro é a b.