Maratonas de QuímicaII Maratona de Química IME/ITA

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brunoafa
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Jul 2016 11 22:06

II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por brunoafa » Seg 11 Jul, 2016 22:06

Para todos aqueles que almejam uma vaga no IME/ITA, o fórum TutorBrasil lança a primeira temporada da maratona de exercícios para fazer seu estudo andar mais rápido!

1) O usuário que quiser participar deverá RESPONDER a última questão sem resposta e POSTAR uma nova questão na mesma mensagem.
2) A resolução da questão deverá ser feita como se estivesse sendo entregue para a prova discursiva do IME ou do ITA.
3) O uso do LaTeX é obrigatório, caso não saiba usar leia aqui.
4) Todas as questões deverão ser da CN,EFOMM,AFA,EN,IME,ITA de preferência com o ano.
5) Não deve ser postado uma nova questão enquanto a anterior não for resolvida.
6) As questões deverão ser numeradas na ordem crescente.
7) Antes que postar uma nova questão, verifica se ela já não se encontra no fórum. Para pesquisar é fácil, basta colocar um trecho na caixa de buscar e pronto.

Link para a I Maratona de Química: ttb.me/maratqui
Link para a II Maratona de Química: ttb.me/maratqui2
_______________________________________________________________________________________________________


Problema 1:

(ITA 2008) [tex3]300[/tex3] gramas de gelo a [tex3]0[/tex3] ºC foram adicionados a [tex3]400[/tex3] gramas de água a [tex3]55[/tex3] ºC. Assinale a opção CORRETA para a temperatura final do sistema em condição adiabática.

Dados: calor de fusão do gelo= [tex3]80[/tex3] cal [tex3]g^{-1}[/tex3] , calor específico do gelo = [tex3]0,50[/tex3] [tex3]g^{-1} K^{-1}[/tex3] , calor específico da água líquida = [tex3]1[/tex3] cal [tex3]g^{-1} K^{-1}[/tex3] .

a) [tex3]-4[/tex3] ºC
b) [tex3]-3[/tex3] ºC
c) [tex3]0[/tex3] ºC
d) [tex3]3[/tex3] ºC
e) [tex3]4[/tex3] ºC
Resposta

Letra C

Editado pela última vez por caju em Sex 01 Set, 2017 18:40, em um total de 3 vezes.
Razão: TeX --> TeX3


MACTE ANIMO! GENEROSE PUER, SIC ITUR AD ASTRA

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Brunoranery
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Set 2017 01 15:59

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por Brunoranery » Sex 01 Set, 2017 15:59

1) Calor que o gelo precisa para derreter:
[tex3]Q = mL[/tex3]
[tex3]Q = 300 x 80 [/tex3]
[tex3]Q = 24000 Cal[/tex3]

2) Calor máximo que a água pode fornecer com sua variação de temperatura:
(A máxima variação vai de 55 a 0 graus)
[tex3]Q = mcΔT[/tex3]
[tex3]Q = 400g x 1 x (0 °C - 55 °C)[/tex3]
[tex3]Q = 22000 Cal[/tex3]

Como a água não é capaz de fornecer calor suficiente para o derretimento do gelo, coexistirá no sistema gelo e água simultaneamente. Nesse caso a temperatura final é zero.
Para que o sistema tivesse uma temperatura final maior, a água teria que fornecer mais de [tex3]24000 Cal[/tex3]

Problema 2:

ITA 2017
Um frasco fechado contém dois gases cujo comportamento é considerado ideal: hidrogê-
nio molecular e monóxido de nitrogênio. Sabendo que a pressão parcial do monóxido de
nitrogênio é igual a 3/5 da pressão parcial do hidrogênio molecular, e que a massa total da
mistura é de 20 g, assinale a alternativa que fornece a porcentagem em massa do hidrogênio
molecular na mistura gasosa.
a) 4%
b) 6%
c) 8%
d) 10%
e) 12%
Resposta

Gab: D

Editado pela última vez por Brunoranery em Sex 01 Set, 2017 18:22, em um total de 3 vezes.


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ivanginato23
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Set 2017 01 17:58

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por ivanginato23 » Sex 01 Set, 2017 17:58

Resolução do Problema 2
Sendo, [tex3]m_{NO}=x[/tex3] , [tex3]M_ {NO}=30~g.mol^{-1}[/tex3] ,[tex3]M_
{ H_{2}}=2~g.mol^{-1}[/tex3]


[tex3]\frac {n_{NO}RT}{V}=\frac {3}{5}\frac {n_{H_{2}}RT}{V}\\ \frac {x}{30}=
\frac {3}{5}\frac {20-x}{10}\\ x=18g\\ \therefore m_{H_{2}}=2g[/tex3]

[tex3]\frac{2}{20}.100=10[/tex3]
R=10\%



Problema 3

ITA-2010
Um vaso de pressão com volume interno de 250[tex3] cm^3 [/tex3] contém gás nitrogênio (N2) quimicamente puro, submetido à temperatura constante de 250°C e pressão total de 2,0 atm. Assumindo que o N2 se comporta como gás ideal, assinale a opção CORRETA que apresenta os respectivos valores numéricos do número de moléculas e da massa específica, em [tex3]kg.m^{–3} [/tex3] , desse gás quando exposto às condições de pressão e temperatura apresentadas.

A) [tex3]3,7.10^ {21} ~e ~1,1 [/tex3]
B) [tex3] 4,2 .10^{21} ~e ~1,4 [/tex3]
C) [tex3] 5,9 .10^{21} ~e ~1,4 [/tex3]
D) [tex3] 7,2 .10^{21}~ e~ 1,3 [/tex3]
E) [tex3] 8,7 .10^{21}~ e ~1,3 [/tex3]
Resposta

D
Editado pela última vez por ivanginato23 em Sex 01 Set, 2017 18:15, em um total de 6 vezes.


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Brunoranery
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Set 2017 01 19:03

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por Brunoranery » Sex 01 Set, 2017 19:03

Resolução do Problema 3:
Encontrando o número de moleculas:
[tex3]Pv = NRT[/tex3]
[tex3]250 cm³ = 0,25L[/tex3]
[tex3]250°C = 523°K[/tex3]

[tex3]2 x 0,25 = N x 0,082 x 523[/tex3]
[tex3]N[/tex3] = [tex3]\frac{0,5}{42,886}[/tex3]
[tex3]N = 0,0116 mols.[/tex3]

Moléculas [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]0,0116 x 6,02x10²³[/tex3] = [tex3]0,070x10²³ = 7x10²¹[/tex3]

Encontrando a Densidade:
Massa:
[tex3]1[/tex3] mol = [tex3]28g/mol[/tex3]
[tex3]0,0116[/tex3] mols = [tex3]x[/tex3]
[tex3]x = 0,3248 g[/tex3]

Volume em [tex3]m³[/tex3] [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]0,25x10⁻³[/tex3]
Massa em kg [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]0,3248x10⁻³
[/tex3]

Densidade:
[tex3]D[/tex3] = [tex3]\frac{m}{v}[/tex3]
[tex3]D[/tex3] = [tex3]\frac{0,3248x10⁻³}{0,25x10⁻³}[/tex3]
[tex3]D = 1,299 kg m⁻³[/tex3]

Problema 4:
Para determinar a entalpia de vaporização do composto hipotético M[tex3]X_{4}[/tex3] [tex3](l)[/tex3] , o mesmo foi colocado num recipiente equipado com uma serpentina de aquecimento resistivo, a [tex3]80 °C[/tex3] e sob pressão de 1,0 bar. Para a manutenção da temperatura, foi utilizada uma fonte
de 30 V com passagem de corrente de 900 mA durante 30 s, tendo sido vaporizados [tex3]2,0 g[/tex3] de M[tex3]X_{4}[/tex3] [tex3](l)[/tex3] . Sabendo que a massa molar desse composto é [tex3]200 g mol⁻¹[/tex3] −, assinale a opção que apresenta a entalpia molar de vaporização em [tex3]kJ mol⁻¹[/tex3] −, a [tex3]80 °C. [/tex3]

A ( ) 4,1
B ( ) 8,1
C ( ) 81
D ( ) 405
E ( ) 81
Resposta

Gab: Letra c


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Set 2017 01 21:19

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por ivanginato23 » Sex 01 Set, 2017 21:19

Resolução do Problema 4
Descobrindo a potência da serpentina:
[tex3]i=900.10^{-3}A, U=30V\\P=i.U\\P=27~W[/tex3]
[tex3]P=\frac{\Delta Q}{\Delta }\\\Delta Q= 0,81~kJ[/tex3]

Entende-se que: Na potência de 27 W foi necessário 0,81 kJ para vaporizar 2g de água. Portanto:

[tex3]~~~~2g -----0,81kJ\\200g-----\Delta H_{v} \\\boxed {\Delta H_{v}=81~kJ}[/tex3]

Alternativa C

Problema 5
ITA-2015 (Modificada)
Borbulha-se gás cloro em solução aquosa diluída de hidróxido de
sódio a 25ºC. Assinale a opção que contém apenas produtos clorados
resultantes e caracterize a(s) reação(ões):
A) [tex3]Cl^{-}~e~ClO^{-}_{3}[/tex3]
B)[tex3] Cl^{-}~e~ OCl^{-} [/tex3]
C)[tex3]ClO^{-}_{3},ClO^{-}_{4}~e~Cl^{-}[/tex3]
D)[tex3] ClO^{-}_{3}~e~ OCl^{-} [/tex3]
E)[tex3] ClO^{-}_{3}~e~ClO^{-}_{4} [/tex3]
Resposta

B
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Set 2017 02 09:43

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por Brunoranery » Sáb 02 Set, 2017 09:43

Resolução problema 5:

Trata-se apenas de uma noção do que será formado.

Reagindo-se o Gás Cloro ([tex3]Cl_{2}[/tex3] (g)) com a hidroxila, já que a proporção entre o Sódio e a Hidroxila é de [tex3]1:1[/tex3] :
Como a solução é diluída, devemos colocar o número mínimo de mols para a Hidroxila.

[tex3]Cl_{2}[/tex3] +[tex3] 2OH⁻[/tex3] [tex3]\overrightarrow{\overleftarrow{}}[/tex3] [tex3]ClO⁻[/tex3] + [tex3]H_{2}[/tex3] [tex3]O[/tex3] + [tex3]Cl⁻[/tex3]
OBS: Na formação do íon Hipoclorito, temos uma limitação na quantidade de Oxigênio, portanto, forma-se íon negativo pelo elétron que sobrou do Oxigênio. A Hidroxila, para reagir, promoveu a cisão homolítica dos átomos de Cloro.

Alternativa B

Vamos a um pouco de cálculo...

Problema 6:

É de 0,76 V a força eletromotriz padrão, [tex3]E°[/tex3] , de u
ma célula eletroquímica, conforme a reação:

[tex3]ZnS[/tex3] (s) + [tex3]2H⁺[/tex3] [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]Zn²⁺[/tex3] (aq) + [tex3]H_{2}[/tex3] (g)

Na concentração da espécie de [tex3]Zn²⁺[/tex3] igual a [tex3]1,0 mol L⁻¹[/tex3] e pressão de [tex3]H_{2}[/tex3] de [tex3]1,0 bar[/tex3] , a[tex3] 25 °C[/tex3] , foi verificado que a
força eletromotriz da célula eletroquímica é de 0,64 V. Nestas condições, assinale a concentração de íons [tex3]H⁺[/tex3] em [tex3]mol L⁻¹[/tex3]

A ( ) 1x10⁻¹²
B ( ) 4,2x10⁻⁴
C ( ) 1x10⁻⁴
D ( ) 1x10⁻²
E ( ) 2x10⁻²
Resposta

GAB: D
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undefinied3
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Set 2017 17 20:27

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Mensagem não lida por undefinied3 » Dom 17 Set, 2017 20:27

Resolução problema 6:

Aplicação da equação de Nernst. Antes de mais tudo, é fácil verificar que o número de elétrons envolvidos na reação é 2, assim:
[tex3]0.64=0.76-\frac{0.059}{2}log\frac{[Zn^{2+}].p(H_2)}{[H^+]^2} \rightarrow log\frac{1.1}{[H^+]^2}=4,06 \rightarrow -2log[H^+]=4,06[/tex3]
[tex3]\therefore pH=2 \rightarrow [H^+]=10^{-2}[/tex3]

Problema 7: (IME)

Determine o pH no ponto de equivalência da titulação de 25ml de ácido hipocloroso aquoso ([tex3]K_a=3.10^{-8}[/tex3] ) com concentração 0,01mol/L, com hidróxido de potássio 0,02mol/L, realizada a 25°C
Resposta

9,67




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