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Seu pé direito nas melhores faculdades FUVEST 1a Fase novembro/2003 QUÍMICA 69. “São animadores os números da safra de grãos do Brasil, que deverá colher neste ano o recorde histórico de 120 milhões de toneladas. Com isto, o Brasil deverá tornarse o maior exportador mundial de soja, suplantando os Estados Unidos”. (Folha de São Paulo, 2003) O acréscimo de produção de soja citado acarretará I. aumento do “buraco na camada de ozônio”, pois nas plantações de soja são utilizados clorofluorocarbonetos II. maior consumo de água, necessária à irrigação, que, em parte, será absorvida pelo vegetal. III. aumento da quantidade de CO2 atmosférico, diretamente produzido pela fotossíntese. IV. aumento da área de solos ácidos, gerados pela calagem, em que se utiliza calcário com altos teores de óxido de cálcio e óxido de magnésio. a) b) c) d) e)
somente I é correta. somente II é correta. somente II e III são corretas. somente III e IV são corretas. todas são corretas.
Assim, quem conseguiu alcançar o elemento procurado foi a) Ana
b) Bruno c) Célia d) Décio e) Elza
Resolução: O constituinte principal da “latinha de refrigerante” é o alumínio (Al), situado no 3o período, família 3A na Tabela Periódica. Quem conseguiu alcançar o elemento, após os quatro lançamentos do dado foi Elza (4, 6, 6,1), que moveu sua peça segundo o itinerário abaixo: 1 4
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Resolução: I. Errado. Os fertilizantes usados são fosfatos e nitratos. II. Certo. O aumento do plantio aumentará também o consumo de água. III. Errado. O CO2 é consumido na fotossíntese. IV. Errado. A calagem provoca a diminuição da acidez do solo. Alternativa B 70. Cinco amigos resolveram usar a tabela periódica como tabuleiro para um jogo. Regras do jogo: Para todos os jogadores, sorteia-se o nome de um objeto, cujo constituinte principal é determinado elemento químico. Cada um joga quatro vezes um dado e, a cada jogada, move sua peça somente ao longo de um grupo ou de um período, de acordo com o número de pontos obtidos no dado. O início da contagem é pelo elemento de número atômico 1. Numa partida, o objeto sorteado foi “latinha de refrigerante” e os pontos obtidos com os dados foram: Ana (3,2,6,5), Bruno (5,4,3,5), Célia (2,3,5,5), Décio (3,1,5,1) e Elza (4,6,6,1).
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Alternativa E 71. Um contraste radiológico, suspeito de causar a morte de pelo menos 21 pessoas, tem como principal impureza tóxica um sal que, no estômago, reage liberando dióxido de carbono e um íon tóxico (Me 2+). Me é um metal que pertence ao grupo dos alcalinoterrosos, tais como Ca, Ba e Ra, cujos números atômicos são, respectivamente, 20, 56 e 88. Isótopos desse metal Me são produzidos no bombardeio do urânio-235 com nêutrons lentos: 1 235 142 Me + 36 Kr + 3 10 n 0 n + 92 U →
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Assim sendo, a impureza tóxica deve ser a) cianeto de bário. b) cianeto de cálcio. c) carbonato de rádio. d) carbonato de bário. e) carbonato de cálcio. Resolução: Se a impureza tóxica reagir com o suco gástrico (rico em HCl) liberando CO2, esta impureza deve conter carbonato (CO32–). A reação nuclear dada produz um isótopo desse metal Me, presente na substância tóxica. 1 235 142 1 0 n + 92 U → 56 Me + 36 Kr + 3 0 n
O número de prótons de Me é 56, isótopo do bário. Logo, a impureza tóxica é o BaCO3 (carbonato de bário). Alternativa D 72. A reação de esterificação do ácido etanóico com etanol apresenta constante de equilíbrio igual a 4, à temperatura ambiente. Abaixo estão indicadas cinco situações, dentre as quais apenas uma é compatível com a reação, considerando-se que a composição final é a de equilíbrio. Qual alternativa representa, nessa temperatura, a reação de esterificação citada ? X=
Y=
Z=
= hidrogênio
a) b) c) d) e)
= carbono
Composição inicial em mols X Y Z W 6 6 0 0 6 5 0 0 4 5 0 0 3 3 1 0 0 0 6 6
W= = oxigênio
Composição final em mols X Y Z W 2 2 4 4 4 3 2 2 2 3 2 2 1 1 3 2 3 3 3 3
Resolução:
etanol:
H3C — C
pela legenda X OH
H3C — C — OH H2
pela legenda Y
Produtos: O acetato de etila: H3C — C H2 O — C — CH3
pela legenda Z
água:
pela legenda W
H2O X + Y Z + W
[ Z ] . [ H 2O ] 4.4 Kc = [ X ] . [ Y ] ⇒ Kc = 2 . 2 = 4 ⇒ Kc = 4 Alternativa A FUV031FNOV
9 A1 B1
6 A2
B2 3
A3 B3
0 tempo
Com esses dados, afirma-se: I. Os experimentos 1 e 2 foram realizados à mesma temperatura, pois as constantes de equilíbrio correspondentes são iguais. II. O experimento 3 foi realizado numa temperatura mais elevada que o experimento 1, pois no experimento 3 o equilíbrio foi atingido em um tempo menor. III. A reação é endotérmica no sentido da formação do produto B. Dessas afirmações, a) todas são corretas. b) apenas I e III são corretas. c) apenas II e III são corretas. d) apenas I é correta. e) apenas II é correta. Resolução:
O ácido etanóico:
73. A transformação de um composto A em um composto B, até se atingir o equilíbrio (A B), foi estudada em três experimentos. De um experimento para o outro, variou-se a concentração inicial do reagente A ou a temperatura ou ambas. Registraram-se as concentrações de reagente e produto em função do tempo.
concentração
2
Afirmativa I: correta, pois as constantes de equilíbrio são iguais. Se houvesse mudança na temperatura, os valores das constantes seriam diferentes entre si. Afirmativa II: correta, pois o aumento da temperatura ocasiona em geral o aumento da velocidade da reação, portanto o equilíbrio é atingido num tempo menor em relação aos outros dois experimentos. Afirmativa III: correta, se a reação é endotérmica, o aumento da temperatura favorece a formação de B. Dessa maneira, no equilíbrio, a concentração do produto é maior que a do reagente. Alternativa A
Seu pé direito nas melhores Faculdades 74. O ciclo da água na natureza, relativo à formação de nuvens, seguida de precipitação da água na forma de chuva, pode ser comparado, em termos das mudanças de estado físico que ocorrem e do processo de purificação envolvido, à seguinte operação de laboratório: a) b) c) d) e)
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76. Dentre as estruturas abaixo, duas representam moléculas de substâncias pertencentes à mesma função orgânica, responsáveis pelo aroma de certas frutas.
sublimação filtração decantação dissolução destilação
Resolução: O ciclo da água na natureza pode ser comparado ao processo de destilação, que consiste no aquecimento de uma mistura até a ebulição do solvente (água). O vapor, ao passar pelo condensador, perde calor e muda de estado físico, passando para líquido, com grau maior de pureza em relação ao do início. Alternativa E 75. Nas condições ambiente, ao inspirar, puxamos para nossos pulmões aproximadamente 0,5 L de ar, então aquecido da temperatura ambiente (25ºC) até a temperatura do corpo (36ºC). Fazemos isso cerca de 16 x 103 vezes em 24 h. Se, nesse tempo, recebermos, por meio da alimentação, 1,0 x 107 J de energia, a porcentagem aproximada dessa energia que será gasta para aquecer o ar inspirado será de: a) b) c) d) e)
0,1 % 0,5 % 1% 2% 5%
ar atmosférico nas condições ambiente: densidade = 1,2 g/L calor específico = 1,0 J g–1 ºC–1
Resolução: Por dia ⇒ 0,5 L de ar por cerca de 16 . 103 vezes ∴ V = 8 . 103 L ar Densidade do ar = 1,2 g/L D=
J . 11ºC ⇒ g . ºC
107
. 100 ≅ 1%
Resolução: O || A: H3C — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — O — C — CH3 14444444444 424444444444 4 3 função éster
O || B: H3C — CH2 — CH2 — CH2 — CH2 — C — OH 14444444442444444444 3 função ácido carboxílico
O || C: H3C — CH2 — CH2 — C — O — CH2 — CH3 14444444442444444444 3 função éster
As substâncias responsáveis pelo aroma de certas frutas possuem a função éster, presentes nas estruturas A e C. Alternativa D
Veja, 2003
Alternativa C
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e B eC eD e C e D
77. “Durante muitos anos, a gordura saturada foi considerada a grande vilã das doenças cardiovasculares. Agora, o olhar vigilante de médicos e nutricionistas volta-se contra a prima dela, cujos efeitos são ainda piores: a gordura trans.”
⇒ Q = 105,6 . 103 J 1, 056 . 105
A B B A A
função éter
Logo m = 9,6 . 103 g
Porcentagem:
a) b) c) d) e)
D: H3C — CH2 — CH2 — CH2 — O — CH2 — CH3 1444444444 42444444444 4 3
m m ⇒ 1,2 g/L = V 8 . 103 L
Q = m . c . ∆θ ⇒ Q = 9,6 . 103 g . 1,0
Essas estruturas são:
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Uma das fontes mais comuns da margarina é o óleo de soja, que contém triglicerídeos, ésteres do glicerol com ácidos graxos. Alguns desses ácidos graxos são: CH3(CH2)16 COOH A
CH3(CH2)7
H
H B CH3(CH2)7
(CH2)7 COOH
(CH2)7 COOH
H
78. Com a finalidade de determinar a fórmula de certo carbonato de um metal Me, seis amostras, cada uma de 0,0100 mol desse carbonato, foram tratadas, separadamente, com volumes diferentes de ácido clorídrico de concentração 0,500 mol/L. Mediu-se o volume de gás carbônico produzido em cada experiência, à mesma pressão e temperatura.
H C
CH3(CH2)4 H
CH2
(CH2)7 COOH
H H D
H
Durante a hidrogenação catalítica, que transforma o óleo de soja em margarina, ligações duplas tornam-se ligações simples. A porcentagem dos ácidos graxos A, B, C e D, que compõem os triglicerídeos, varia com o tempo de hidrogenação. O gráfico abaixo mostra este fato.
% de ácidos graxos
50 D
40
Resolução: I. Errada: percebe-se pelo gráfico que, no começo da reação, há maior porcentagem dos ácidos D e C, que possuem cadeias insaturadas cis. II. Correta: a partir de aproximadamente 30 minutos de reação, a inclinação da curva B (cadeia monoinsaturada trans) é maior que a da curva A (cadeia totalmente saturada). III. Correta: ao final da reação, percebe-se pelo gráfico que a porcentagem do ácido B (cadeia mono-insaturada trans) é maior que a porcentagem dos demais. Alternativa E
V (HCl)/mL 30
60
90
120
150
180
V (CO2)/mL
372
558
744
744
744
186
Então, a fórmula do carbonato deve ser: a) b) c) d) e)
Me2CO3 MeCO3 Me2 (CO3)3 Me (CO3)2 Me2 (CO3)5
O volume molar do gás carbônico nas condições da experiência, é igual a 24,8 L/mol.
Resolução:
30
C B
20
A reação do processo é: A
10
1 Me2(CO3)x + (2x)HCl → 2 MeClx + x H2O + x CO2
0 0
20
40
60 80 tempo/min
100
Considere as afirmações: I. O óleo de soja original é mais rico em cadeias monoinsaturadas trans do que em cis. II. A partir de cerca de 30 minutos de hidrogenação, cadeias mono-insaturadas trans são formadas mais rapidamente que cadeias totalmente saturadas. III. Nesse processo de produção de margarina, aumenta a porcentagem de compostos que, atualmente, são considerados pelos nutricionistas como nocivos à saúde. É correto apenas o que se afirma em a) I b) II c) III d) I e II
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e) II e III
0,01 mol
Logo:
744 mL 0,5 mol/L 1 mol —— 24,8 L 120 mL x —— 0,744 L volume que reage x = 0,03 mol estequiometricamente com a quantidade usada de carbonato (a partir deste volume, verifica-se excesso de ácido) 0,06 mol
1 2x = ⇒ x=3 0, 01 0, 06
A fórmula do carbonato será: Me2 (CO3)3.
Alternativa C
Seu pé direito nas melhores Faculdades 79. Para realizar um experimento, em que é produzido CO2 pela reação de um carbonato com ácido clorídrico, foi sugerida a aparelhagem da figura abaixo.
suporte
ácido clorídrico água
carbonato
Com essa aparelhagem, I. não será adequado usar carbonatos solúveis em água. II. o experimento não funcionará porque o ácido clorídrico deve ser adicionado diretamente sobre o carbonato. III. parte do CO2 desprendido ficará dissolvida na água. IV. o gás recolhido conterá vapor d´água. Dessas afirmações, são corretas, apenas a) b) c) d) e)
I, II e III I, III e IV II e IV II e III III e IV
Resolução: I. Correta: caso se utilize um carbonato solúvel, haverá perda de CO2 pelas laterais da proveta. II. Errada: o HCl é muito solúvel na H2O, ionizando-se e provocando liberação de CO2. III. Correta: o CO2 é um óxido ácido e reagirá com a água, liberando o íon H+. CO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq) H+ (aq) + HCO3– (aq) IV. Correta: como a dissolução do ácido e a sua reação com o carbonato são processos exotérmicos, haverá um aumento de temperatura, vaporizando um pouco de água. Alternativa B
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80. Em solvente apropriado, hidrocarbonetos com ligação dupla reagem com Br2, produzindo compostos bromados; tratados com ozônio (O3) e, em seguida, com peróxido de hidrogênio (H2O2), produzem compostos oxidados. As equações químicas abaixo exemplificam essas transformações. Br | CH3 CHCH = CH2 + Br2 → CH3CHCHCH2 Br | | CH2 (marrom) CH3 (incolor) CH3CH2CH2C = CHCH3 | CH3
1) O
3 → 2) H O 2 2
1) O
3 → CH3CH2CH2CCH3 + CH3COOH 2) H 2O 2 || O
Três frascos, rotulados X, Y e Z, contêm, cada um, apenas um dos compostos isoméricos abaixo, não necessariamente na ordem em que estão apresentados: I.
II.
III. Seis amostras de mesma massa, duas de cada frasco, foram usadas nas seguintes experiências: • A três amostras, adicionou-se, gradativamente, solução de Br2, até perdurar tênue coloração marrom. Os volumes, em mL, da solução de bromo adicionada foram: 42,0; 42,0 e 21,0, respectivamente, para as amostras dos frascos X, Y e Z. • As três amostras restantes foram tratadas com O3 e, em seguida, com H2O2. Sentiu-se cheiro de vinagre apenas na amostra do frasco X. O conteúdo de cada frasco é: Frasco X
Frasco Y
Frasco Z
a)
I
II
III
b)
I
III
II
c)
II
I
III
d)
III
I
II
e)
III
II
I
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Resolução:
Amostra 1
Amostra 2
+
+
Br2
→
Br2
→
Br |
Br |
| Br
| Br
Br | | Br
Amostra 3
Amostra 4
+
Br |
→
Br2
| Br
| Br
O
O
1) O
3 → 2) H O
H—C
2 2
Br |
+ OH
O
O
C —C —C HO
+ H3C — C OH
OH ácido acético
Amostra 5
Amostra 6
2 2
1) O
3 → 2) H O 2 2
O
O
1) O
3 → 2) H O
HO
C— C—C—C—C—C OH H2 H2 H2 H2
O
O O C—C—C —C + C H2 H2 OH H OH HO O
C — H HO
+
• Haverá formação de ácido acético (responsável pelo odor de vinagre) somente no frasco que contém o composto I: frasco X. • O volume de 21 mL corresponde ao isômero II: frasco Z. Logo, a alternativa correta é a B. Alternativa B COMENTÁRIO DA PROVA DE QUÍMICA A prova de Química de 2004 se enquadra nos moldes tradicionais da Fuvest. Todavia, assuntos como Eletroquímica e Cinética Química não foram contemplados esse ano.
DISTRIBUIÇÃO Ciências do Ambiente 8,33% Química Descritiva 8,33%
Radioatividade Isomeria 4,20% 4,20%
Estequiometria 4,20%
Equilíbrio Químico 16,65%
Análise Imediata 8,33% Termoquímica 8,33% Funções Orgânicas 8,33%
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Reações Orgânicas 12,5%
Reações Inorgânicas 16,60%
