Maratonas de Química

Mensagem não lida por **brunoafa** » 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]0,50g^{-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

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

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

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 = \frac{0,5}{42,886}[/tex3]
[tex3]N = 0,0116 mols.[/tex3]

Moléculas [tex3]\rightarrow [/tex3] [tex3]0,0116 x 6,02x10²³ = 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 = \frac{m}{v}[/tex3]
[tex3]D = \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

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

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} + 2OH⁻[/tex3] [tex3]\overrightarrow{\overleftarrow{}}[/tex3] [tex3]ClO⁻ + H_{2}O + 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

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

Mensagem não lida por **Jigsaw** » 23 Nov 2018, 17:14

Resolução do problema 7:

Para a titulação, temos:

[tex3]M_A.V_A=M_B.V_B\rightarrow 0,01 \frac{mol}{L}. 25,0\ ml=0,020\frac{mol}{L}.V_B\\
V_B=12,5\ ml[/tex3]

Assim. o volume da solução final é: [tex3]V_A + V_B = 37,5\ ml[/tex3]

Portanto:
[tex3][ClO^{-}]=\frac{25.10^{-3} . 10^{-2}\frac{mol}{L}}{37,5 . 10^{-3}\ L}[/tex3]
[tex3][ClO^{-}]=\frac{2}{3}.10^{-2}\frac{mol}{L}[/tex3]

O ânion proveniente do ácido fraco sofre hidrólise, de acordo com:

[tex3]ClO^{-}_{(aq)} + H_2O_{(l)}\rightarrow HCl_{(aq)} + OH^{-}_{(aq)}\\
\frac{2}{3}.10^{-2}\frac{mol}{L}ClO^{-}\text{produz}\ x\frac{mol}{L}\ HCl + x\frac{mol}{L}\ OH^{-}[/tex3]

Dado que [tex3]K_h=\frac{K_w}{K_a}=\frac{1,0.10^{-14}}{3.10^{-8}}=\frac{1}{3}.10^{-6}\\
K_h=\frac{x^2}{\frac{2}{3}.10^{-2}}=\frac{1}{3}.10^{-6}\rightarrow x^2=\frac{2}{9}.10^{-8}\\
x=\frac{\sqrt{2}}{3}.10^{-4}[/tex3]

Logo:

[tex3][OH^{-}]=\frac{\sqrt{2}}{3}.10^{-4}\frac{mol}{L}\rightarrow pOH = -log\frac{\sqrt{2}}{3}.10^{-4}=-log\sqrt{2}+4+log3\\
pOH=-0,15+0,48+4=4,33\rightarrow pH+pOH=14\\
pH=9,67[/tex3]

Problema 8:

(IME 1997) Um líquido orgânico alifático A , com ponto de ebulição 102C, foi submetido a uma reação com o reagente de Grignard ( brometo de etil magnésio ) em éter e depois tratado com água. Esta mistura reacional aquecida a 150C destila um produto B.

Quando B é tratado com ácido sulfúrico e aquecido a 120C, gera um único produto C que condensa a 94C.

O tratamento de C com ozônio e depois com zinco em pó produz dois compostos : o material inicial A e um líquido muito volátil (Teb = 21C ) de estrutura não cíclica e fórmula molecular [tex3]C_2H_4O[/tex3] .

Utilizando as informações acima, escreva :

a ) a estrutura das substâncias A, B, e C ;

b ) as equações de todas as reações envolvidas no processo descrito.

Maratonas de Química ⇒ II Maratona de Química IME/ITA

II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Re: II Maratona de Química IME/ITA

Maratonas de Química ⇒ II Maratona de Química IME/ITA

EntrarcRegistrar