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Seu pé direito nas melhores faculdades FUVEST 1= Fase novembro/2005 QUÍMICA 69. Alguns polímeros biodegradáveis são utilizados em fios de sutura cirúrgica, para regiões internas do corpo, pois não são tóxicos e são reabsorvidos pelo organismo. Um desses materiais é um copolímero de condensação que pode ser representado por
70. A efervescência observada, ao se abrir uma garrafa de champanhe, deve-se à rápida liberação, na forma de bolhas, do gás carbônico dissolvido no líquido. Nesse líquido, a concentração de gás carbônico é proporcional à pressão parcial desse gás, aprisionado entre o líquido e a rolha. Para um champanhe de determinada marca, a constante de proporcionalidade (k) varia com a temperatura, conforme mostrado no gráfico.
Dentre os seguintes compostos,
Uma garrafa desse champanhe, resfriada a 12 ºC, foi aberta à pressão ambiente e 0,10 L de seu conteúdo foram despejados em um copo. Nessa temperatura, 20% do gás dissolvido escapou sob a forma de bolhas. O número de bolhas liberadas, no copo, será da ordem de
os que dão origem ao copolímero citado são a) b) c) d) e)
I e III II e III III e IV I e II II e IV
Resolução: Os compostos que dão origem ao copolímero citado são os de números I e III, conforme a reação de condensação abaixo: O HO
O
C CH2
+ HO OH
O
+28fuv051fnov
O CH
O
CH3
24 L/mol 6,0 x 10–8 L
concentração CO2 = 1,9 Pparcial CO2
C
C
6 atm 44 g/mol
A 12ºC, a constante de proporcionalidade k é 1,9 g/L . mol. Assim, podemos calcular a concentração do CO2 no champanhe:
O CH2
Gás carbônico: Pressão parcial na garrafa de champanhe fechada, a 12 ºC ............. Massa molar ...................................... Volume molar a 12ºC e pressão ambiente ............................... Volume da bolha a 12ºC e pressão ambiente ..............................
Resolução:
OH
CH3
→
102 104 105 106 108
→
C CH
a) b) c) d) e)
concentração CO2 = 1,9 6 concentração CO2 = 1,9 . 6 = 11,4 g/L
n Alternativa A
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Assim, em 0,10 L de champanhe temos:
72. Em 1995, o elemento de número atômico 111 foi sintetizado pela transformação nuclear:
massa CO 2 Volume champanhe = 11,4 g/L
64 209 272 28 Ni + 83 Bi → 111Rg + nêutron
mCO2 = 11,4 g/L . 0,10 L = 1,14 g CO 2
Esse novo elemento, representado por Rg, é instável. Sofre o decaimento:
Número de mols de CO2: 1 mol —— x mol —— x=
272 268 264 260 256 252 111 Rg → 109 Mt → 107 Bh → 105 Db → 103 Lr → 101 Md
44 g 1,14 g
1,14 = 2,6 . 10–2 mol CO2 44
Número de mols de CO2 que escaparam como bolha: 2,6 . 10–2 —— 100% y —— 20% y = 2,6 . 10–2 . 0,2 = 5,2 . 10–3 mol CO2 Volume de CO2 que escapa como bolhas: 1 mol de CO2 5,2 . 10–3 mol CO2
—— ——
24 L z z = 5,2 . 10–3 . 24 = 1,2 . 10–1 L
Número de bolhas: 1 bolha w bolhas w=
—— ——
1,2 . 10
6,0 . 10–8 L 1,2 . 10–1 L
–8
Resolução: A partícula α é equivalente ao núcleo do átomo do elemento hélio, logo a sua configuração é 42 á : 272 268 4 111 Rg → 109 Mt + 2α 268 264 4 109 Mt → 107 Bh + 2α
–1
6,0 . 10
Nesse decaimento, liberam-se apenas a) nêutrons. b) prótons. c) partículas α e partículas β. d) partículas β. e) partículas α.
≅ 2 . 106 → ordem de 106
Alternativa D
264 260 4 107 Bh → 105 Db + 2α 260 256 4 105 Db → 103 Lr + 2α
71. As reações, em fase gasosa, representadas pelas equações I, II e III, liberam, respectivamente, as quantidades de calor Q1 J, Q2 J e Q3 J, sendo Q3 > Q2 > Q1. I 2 NH3 + 5/2 O2 → 2 NO + 3 H2O .............. ∆H1 = –Q1 J II 2 NH3 + 7/2 O2 → 2 NO2 + 3 H2O ............ ∆H2 = –Q2 J III 2 NH3 + 4 O2 → N2O5 + 3 H2O................. ∆H3 = –Q3 J Assim sendo, a reação representada por IV N2O5 → 2 NO2 + 1/2 O2............................. ∆H4 será a) exotérmica, com ∆H4 = (Q3 – Q1)J. b) endotérmica, com ∆H4 = (Q2 – Q1)J. c) exotérmica, com ∆H4 = (Q2 – Q3)J. d) endotérmica, com ∆H4 = (Q3 – Q2)J. e) exotérmica, com ∆H4 = (Q1 – Q2)J.
256 252 4 103 Lr → 101 Md + 2α
Portanto, percebe-se que, nesse decaimento, a única partícula liberada é a α. Alternativa E
73. Os desenhos são representações de moléculas em que se procura manter proporções corretas entre raios atômicos e distâncias internucleares. Os desenhos podem representar, respectivamente, moléculas de
I
II
III
Resolução: Utilizando-se a Lei de Hess para as equações II e III, tem-se:
a) b) c) d) e)
II. 2NH3 + 7/2 O2 → 2NO2 + 3H2O III. 2NH3 + 4O2 → N2O5 + 3H2O
Resolução: Analisando-se os desenhos, percebe-se que a única alternativa possível é a D:
∆H2 = –Q2 J ∆H3 = –Q3 J
Mantém-se a equação II e inverte-se a equação III: II. 2NH3 + 7/2 O2 → 2NO2 + 3H2O III. N2O5 + 3H2O → 2NH3 + 4O2
∆H2 = –Q2 J ∆H3 = +Q3 J
IV. N2O5 → 2NO2 + 1/2 O2
∆H4 = (Q3 – Q2) J
Como Q3 > Q2, a reação é endotérmica, pois Q3 – Q2 > 0. Alternativa D
oxigênio, água e metano. cloreto de hidrogênio, amônia e água. monóxido de carbono, dióxido de carbono e ozônio. cloreto de hidrogênio, dióxido de carbono e amônia. monóxido de carbono, oxigênio e ozônio.
Cl H
O
C
O
H
N
H
H I (cloreto de hidrogênio)
II (dióxido de carbono)
III (amônia)
Alternativa D +28fuv051fnov
Seu pé direito nas melhores Faculdades 74. Preparam-se duas soluções saturadas, uma de oxalato de prata (Ag2C2O4) e outra de tiocianato de prata (AgSCN). Esses dois sais têm, aproximadamente, o mesmo produto de solubilidade (da ordem de 10–12 ). Na primeira, a concentração de íons prata é [Ag + ]1 e, na segunda, [Ag+]2; as concentrações de oxalato e tiocianato são, respectivamente, C2O 24− e [SCN–].
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75. Com a chegada dos carros com motor Flex, que funcionam tanto com álcool quanto com gasolina, é importante comparar o preço do litro de cada um desses combustíveis. Supondo-se que a gasolina seja octano puro e o álcool, etanol anidro, as transformações que produzem energia podem ser representadas por C8H18(l) + 25/2 O2(g) → 8 CO2(g) + 9 H2O(g) + 5100 kJ C2H5OH(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g) + 1200 kJ
Nesse caso, é correto afirmar que a) [Ag+]1 = [Ag+]2 e
C O 2− < [SCN–] 2 4
b) [Ag+]1 > [Ag+]2 e
C O 2− > [SCN–] 2 4
c) [Ag+]1 > [Ag+]2 e
C O 2− = [SCN–] 2 4
d) [Ag+]1 < [Ag+]2 e
C O 2− < [SCN–] 2 4
e) [Ag+]1 = [Ag+]2 e
C O 2− 2 4
> [SCN–]
Considere que, para o mesmo percurso, idêntica quantidade de energia seja gerada no motor Flex, quer se use gasolina, quer se use álcool. Nesse contexto, será indiferente, em termos econômicos, usar álcool ou gasolina se o quociente entre o preço do litro de álcool e do litro de gasolina for igual a a) b) c) d) e)
1/2 2/3 3/4 4/5 5/6
octano etanol
Massa molar (g/mol) 114 46
Densidade (g/mL) 0,70 0,80
Resolução: Ag2C2O4 x
Resolução: 2 Ag+ + C2O42– 2x x
Calculando-se os volumes de álcool e gasolina necessários para a obtenção da mesma quantidade de energia (5100 kJ), tem-se:
Kps = [ Ag+ ]2 . [C2O42– ]
Para o octano:
Kps = (2x)2 . x ⇒ Kps = 4x3 10–12 = 4x3 ∴ x = 6 . 10–5
5100 kJ — 1 mol C8H18 — 114 g — 162,9 mL
[ Ag+ ]1 = 2 . 6 . 10–5 ⇒ [ Ag+ ]1 = 1,2 . 10–4 mol/L
Sabendo que d =
[ C2O42– ] = 6 . 10–5 mol/L AgSCN x
m m resulta V = V d
114g Substituindo os valores: VO = 0,7 g / mL ⇒ VO = 162,9 mL
Ag+ + SCN– x x
Para o etanol:
Kps = [ Ag+ ] . [ SCN– ]
1200 kJ 5100 kJ
Kps = x2 10–12 = x2 ∴ x = 10–6
—— 1 mol C2H5OH — 46 g ——————————— m m = 195,5 g
195,5g Substituindo os valores: VE = 0,8 g / mL ∴ VE = 244,4 mL
[ Ag+ ]2 = 10–6 mol/L [ SCN– ] = 10–6 mol/L
Admitindo-se que x é o preço do litro do álcool, y é o da gasolina e q é quociente entre o preço do litro dos dois combustíveis, tem-se:
Portanto: [ Ag+ ]1 > [ Ag+ ]2 [ C2O42– ] > [ SCN– ]
244,4 . x = 162,9 . y Alternativa B
(para o mesmo custo)
x 162,9 2 = q= ∴ q = 0,66 ≅ 3 y 244, 4 Alternativa B
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76. Embalagens de fertilizantes do tipo NPK trazem três números, compostos de dois algarismos, que se referem, respectivamente, ao conteúdo de nitrogênio, fósforo e potássio, presentes no fertilizante. O segundo desses números dá o conteúdo de fósforo, porém expresso como porcentagem, em massa, de pentóxido de fósforo. Para preparar 1 kg de um desses fertilizantes, foram utilizados 558 g de mono-hidrogenofosfato de amônio e 442 g de areia isenta de fosfatos. Na embalagem desse fertilizante, o segundo número, relativo ao fósforo, deve ser, aproximadamente, a) b) c) d) e)
10 20 30 40 50
Massa molar (g/mol) mono-hidrogenofosfato de amônio.............. 132 pentóxido de fósforo .................................. 142
Resolução: Quimicamente falando, água pura é H2O; não tem os sais de que o corpo precisa. A água potável sim, tem sais dissolvidos, como o cloreto de sódio. Quando a água evapora, retira energia do corpo (fenômeno endotérmico), armazenando essa energia em suas moléculas. Alternativa A
78. Em determinado processo industrial, ocorre uma transformação química, que pode ser representada pela equação genérica → z C(g) x A(g) + y B(g) ←
em que x, y e z são, respectivamente, os coeficientes estequiométricos das substâncias A, B e C.
Resolução: O pentóxido de fósforo é obtido a partir do mono-hidrogenofosfato de amônio, segundo a proporção: 2 (NH4)2 HPO4 2 . 132 g 558 g
—— —— ——
P2 O 5 142 g x x = 300 g de P2O5
A porcentagem de P2O5 no fertilizante será: 300 . 100 = 30% 1000
Alternativa C
77. Quimicamente falando, não se deve tomar água ..................., mas apenas água ................... . A água .................. inúmeros sais, por exemplo, o cloreto de .................., o mais abundante na água do mar. Em regiões litorâneas, ameniza variações bruscas de temperatura, graças à sua capacidade de armazenar grande quantidade de energia térmica, o que se deve ao seu alto ..................... . Na forma de suor, sua evaporação abaixa a temperatura do corpo humano, para o que contribui seu elevado .................... . Completa-se corretamente o texto, obedecendo-se a ordem em que as lacunas aparecem, por: a) pura, potável, dissolve, sódio, calor específico, calor de vaporização. b) de poço, pura, dissolve, magnésio, calor específico, calor de vaporização. c) destilada, potável, dilui, sódio, calor de vaporização, calor específico. d) de poço, destilada, dissolve, magnésio, calor de vaporização, calor específico. e) pura, destilada, dilui, sódio, calor de vaporização, calor específico.
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O gráfico representa a porcentagem, em mols, de C na mistura, sob várias condições de pressão e temperatura. Com base nesses dados, pode-se afirmar que essa reação é a) b) c) d) e)
exotérmica, sendo x + y = z endotérmica, sendo x + y < z exotérmica, sendo x + y > z endotérmica, sendo x + y = z endotérmica, sendo x + y > z
Resolução: Conforme o gráfico, o aumento da temperatura diminui a porcentagem de C na mistura, indicando que o processo direto é exotérmico, já que o aumento da temperatura favoreceu a reação inversa. O aumento da pressão favoreceu a formação de C, o que nos leva à conclusão de que o produto tem uma contribuição menor na pressão do sistema que os reagentes. Desta forma, x + y > z. Alternativa C
Seu pé direito nas melhores Faculdades 79. O Ministério da Agricultura estabeleceu um novo padrão de qualidade e identidade da cachaça brasileira, definindo limites para determinadas substâncias formadas na sua fabricação. Algumas dessas substâncias são ésteres, aldeídos e ácidos carboxílicos voláteis, conforme o caderno Agrícola de 08 de junho de 2005, do jornal O Estado de S. Paulo. Nesse processo de fabricação, pode ter ocorrido a formação de
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Resolução: Os gases são utilizados para a produção de energia e água: 2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g) + energia Número de mols de H2: 1,20 . 106 L . 34 mol/L = 40,8 . 106 mols H2 Número de mols de O2: 0,55 . 106 L . 37 mol/L = 20,35 . 106 mols H2
I. ácido carboxílico pela oxidação de aldeído. II. éster pela reação de álcool com ácido carboxílico. III. aldeído pela oxidação de álcool.
⇒ proporção estequiométrica
É correto o que se afirma em a) b) c) d) e)
Alternativa C
I, apenas. II, apenas. I e II, apenas. II e III, apenas. I, II e III.
COMENTÁRIO DA PROVA DE QUÍMICA
Resolução: I. Correto: a oxidação da carbonila de um aldeído leva à formação de um ácido carboxílico. O
O [O]
→
—C
6 número de mols H 2 40,8 . 10 2 = ; ⇒ 6 número de mols O 2 1 20,35 . 10
H
A prova de Química da FUVEST/2006 apresentou melhor distribuição de questões por assunto em comparação à prova de 2005. Ressaltamos que algumas questões apresentaram uma dificuldade extra, devido a cálculos não-elementares.
DISTRIBUIÇÃO DAS QUESTÕES
—C OH
II. Correto: a cachaça possui etanol, que, através da reação de esterificação com ácido carboxílico, leva à formação de éster.
Estequiometria 25,1%
Estado Gasoso 8,3%
Termoquímica 8,3%
III. Correto: o etanol (álcool primário), quando oxidado, leva à formação do etanal. O [O]
→ CH3 — C CH3 — CH2OH
H Alternativa E
80. O tanque externo do ônibus espacial Discovery carrega, separados, 1,20 x 106 L de hidrogênio líquido a –253 ºC e 0,55 x 106 L de oxigênio líquido a –183 ºC. Nessas temperaturas, a densidade do hidrogênio é 34 mol/L (equivalente a 0,068 g/mL) e a do oxigênio é 37 mol/L (equivalente a 1,18 g/mL). Considerando o uso que será feito desses dois líquidos, suas quantidades (em mols), no tanque, são tais que há a) b) c) d) e)
Massa molar (g/mol)
100% de excesso de hidrogênio. H........................1,0 O......................16 50% de excesso de hidrogênio. proporção estequiométrica entre os dois. 25% de excesso de oxigênio. 75% de excesso de oxigênio.
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Geometria Molecular 8,3%
Reações Orgânicas 16,7%
Equilíbrios Químicos 16,7%
Química Ambiental 8,3% Radioatividade 8,3%
