RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA II – UEM 2021

RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA II – UEM 2021

1. A aspirina tem uma densidade de 2,00 g/cm³. Qual é o volume (em centímetros cúbicos) de um comprimido de 100 mg?

A 200 cm³

B 100 cm³

C 50 cm³

D 0,02 cm³

E 0,05 cm³

RESOLUÇÃO

No Texto Unidades de Medidas vimos que a densidade (d) é a relação entre a massa e o volume de um material sendo dada pela fórmula:

Resposta: alternativa: E

2. A digitalina é um fármaco usado na reanimação de doentes cardíacos. Este fármaco deve ser administrado com muito cuidado pois, mesmo em pequenas overdoses, pode ser fatal. A administração deste fármaco é feita a base de mg/Kg de massa corporal. Assim uma criança e um adulto, apesar, de diferirem grandemente no peso, recebem a mesma dose por Kg do corpo.

Para uma dosagem de 20 µg/Kg de peso corporal, quantos mg de digitalina devem ser ministrados para um indivíduo de peso médio de 60 kg ?

A 1,2 mg

B 1200 mg

C 12 mg

D 0,003 mg

E 3 mg

RESOLUÇÃO

Determinar a massa equivalente a massa de 60 kg

1 kg ­­­­­­­­­­­________ 20 µg

60 kg _______ y    ⇒   y = 1200 µg

Converter a massa para miligrama

1 µg ___________ 10^-3 mg

1200 µg _______ z   ⇒    z = 1,2 mg

Resposta: alternativa: A

3. Um dos principais ingredientes dos palitos de fósforo é o clorato de potássio (KClO₃). Esta substância pode ser usada como fonte de oxigénio para muitas reacções de combustão e reage violentamente com o açúcar da cana (C₁₂H₂₂O₁₁) para dar cloreto de potássio, dióxido de carbono e água, de acordo com a reacção:

KClO₃ + C₁₂H₂₂O₁₁ → KCl + CO₂ + H₂O

Os coeficientes estequiométricos para a reacção acertada são respectivamente:

A 1-1-1-12-11

B 1-1-1-12-12

C 1-1-1-12-2

D 8-2-8-24-22

E 8-1-8-12-11

RESOLUÇÃO

Os coeficientes estequiométricos são os números que aparecem antes de cada fórmula química numa equação química e durante o acerto de equações químicas só é permitido alterar estes números. Na realidade existem vários métodos de acerto de equações químicas mas o mais amplamente usado é o método de tentativas, contudo em qualquer um dos casos, durante o acerto de equações químicas deve-se garantir que o número de átomos de cada elemento químico nos dois lados da equação seja igual (Lei da Conservação da Massa) tal como dissemos no texto Acerto de Equações Químicas pelo Metodo Algebrico.

Neste caso a equação química devidamente acerta é:

8KClO₃ + 1C₁₂H₂₂O₁₁ → 8KCl + 12CO₂ + 11H₂O

O número 1 como coeficiente estequiométrico não se escreve pois fica subentendido, assim a equação acertada é:

8KClO₃ + C₁₂H₂₂O₁₁ → 8KCl + 12CO₂ + 11H₂O

Conclusão: 8-1-8-12-11

Resposta: alternativa: E

 

4. PASSE PARA A PERGUNTA SEGUINTE.

5. Considere uma reacção em uma etapa entre dois reagentes gasosos. O número de colisões por segundo será aumentado por: (a) adição de mais reagentes a volume constante; (b) aumento do volume; (c) adição de um gás inerte; (d) aumento da temperatura.

A (a) e (c)

B (a) e (b)

C (a) e (d)

D (b) e (c)

E (b) e (d)

RESOLUÇÃO

Resposta: alternativa: C

6. Considere a reacção de combustão do metano, CH₄:

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) +2H₂O_(g)

Se o metano é queimado a uma velocidade de 0,16 mol.dm^-3, a que velocidade são formados os produtos, CO₂ e H₂O?

A d[CO₂]/dt = 0,16 mol.dm^-3; d[H₂O]/dt = 0,08 mol.dm^-3

B d[CO₂]/dt = 0,16 mol.dm^-3 _; d[H₂O]/dt = 0,16 mol.dm^-3

C d[CO₂]/dt = 0,16 mol.dm^-3 ; d[H₂O]/dt = 0,32 mol.dm^-3

D d[CO₂]/dt = 0,08 mol.dm^-3 ; d[H₂O]/dt = 0,08 mol.dm^-3

E d[CO₂]/dt = 0,32 mol.dm^-3 ; d[H₂O]/dt = 0,08 mol.dm^-3

 

RESOLUÇÃO

A velocidade de uma reacção pode ser definida como a variação da concentração dos reagentes ou produtos em um intervalo de tempo. A expressão para o seu cálculo é:

Portanto, d[] e dt indicam uma variação da concentração e do tempo respectivamente (rigorosamente falando trata-se de uma variação infinitesimal, ou seja, muito pequena).

Para uma reacção genérica: a A + b B → c C + d D, teremos:

Assim, para a reacção dada pelo exercício teremos:

CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) +2H₂O_(g)

Assim teremos:

Resposta: alternativa: C

 

7. O sulfureto de hidrogénio (H₂S) é um poluente encontrado comummente em águas residuais industriais. Uma forma de remoção de H₂S consiste em tratar a água com cloro (Cl₂), de acordo com a reacção:

H₂S­_(aq) + Cl_2(aq) → S_(s) + H⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

Se a reacção for de primeira ordem para cada um dos reagentes, a constante de velocidade para a reacção do consumo de H₂S a 25^oC for 4 x 10^-2 M^-1.s^-1 e se num dado instante a concentração de H₂S for 2 x 10^-3 M e de Cl₂ for 0,03 M, a velocidade da reacção será:

A 8 x 10^-5 M.s^-1

B 12 x 10^-4 M.s^-1

C 2,4 x 10^-6 M.s^-1

D 2,4 x 10^-5 M.s^-1

E 1,2 x 10^-6 M.s^-1

 

RESOLUÇÃO

O exercício diz que a ordem da reacção relação a cada um dos reagentes é um, portanto, teremos a seguinte expressão da lei de velocidade:

V = k∙[H₂S]∙[Cl₂]

Substituindo os valores na expressão teremos:

V = k∙[H₂S]∙[Cl₂]

V = (4 x 10^-2 M^-1.s^-1) ∙ (2 x 10^-3 M) ∙(0,0 3 M)

V = 2,4 x 10^-6 M.s^-1

Resposta: alternativa: C

8. Considere a reacção:

N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g)  ; ∆H^o = 60 KJ

Para que lado se deslocará o equilíbrio se: (a) adicionar N₂O₄; (b) adicionar NO₂; (c) aumentar a pressão; (d) aumentar o volume; (e) diminuir a temperatura?

A (a) direita (direcção dos produtos); (b) esquerda; (c) direita; (d) esquerda; (e) esquerda.

B (a) direita; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) esquerda; (e) direita.

C (a) direita; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) esquerda.

D (a) esquerda; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) esquerda.

E (a) esquerda; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) direita.

RESOLUÇÃO

Para respondermos esta questão temos que conhecer os factores que afectam o estado de equilíbrio químico bem como o Princípio de Le Chatelier que diz “quando uma acção externa afecta um sistema em equilíbrio, este reage no sentido de minimizar ou anular o efeito dessa acção”.

Vamos analisar cada caso:

(a) adicionar N₂O₄

A adição de N₂O₄ ao sistema em equilíbrio faz com que a concentração de N₂O₄ (que é um reagente) aumente perturbando assim o estado de equilíbrio, deste modo para que um novo estado de equilíbrio seja alcançado é necessário o consumo das quantidades de N₂O₄ acrescidas. Como o N₂O₄ é um reagente, ao ser consumido produzirá mais NO₂, assim, o equilíbrio desloca-se para a direita, ou seja, sentido de formação de NO₂ (que é o produto).

(b) adicionar NO₂

A adição de NO₂ ao sistema em equilíbrio faz com que a concentração de NO₂ (que é um produto) aumente perturbando assim o estado de equilíbrio, deste modo para que um novo estado de equilíbrio seja alcançado é necessário o consumo das quantidades de NO₂ acrescidas. Como o NO₂ é um produto, ao ser consumido produzirá mais N₂O₄, assim, o equilíbrio desloca-se para a esquerda, ou seja, sentido de formação de N₂O₄ (que é o reagente).

(c) aumentar a pressão

A pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais à temperatura constante (P x V = K). Consequentemente com o aumento da pressão ocorre a diminuição do volume e o equilíbrio desloca no sentido do menor volume, ou seja, a pressão aumenta e o volume diminui.

N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g)

1 mol ___ 2 mol

1 V _______ 2 V

Como se vê, o lado de menor volume é o lado dos reagentes (N₂O₄), portanto, com o aumento da pressão o equilíbrio desloca-se para a esquerda.

(d) aumentar o volume

Já dissemos que a pressão e volume são grandezas inversamente proporcionais à temperatura constante P x V = K). Consequentemente com a diminuição da pressão ocorre o aumento do volume e o equilíbrio desloca no sentido do maior volume, ou seja, a pressão diminui e o volume aumenta.

N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g)

1 mol ___ 2 mol

1 V _______ 2 V

O lado de maior volume é o lado dos produtos (NO₂), portanto, com o aumento do volume o equilíbrio desloca-se para a direita.

(e) diminuir a temperatura

A equação da reacção é: N₂O_4(g)  ⇌ 2NO_2(g) ; ∆H^o = 60 KJ

A variação de entalpia (∆H) desta reacção é positiva o que significa que a reacção directa é endotérmica e logicamente que a reacção inversa será exotérmica:

Reacção directa: N₂O₄(g) → 2NO_2(g)   ; ∆H = +60 KJ

Reacção inversa: 2NO_2(g) → N₂O_4(g)     ; ∆H = -60 KJ

Sabe-se que num sistema em equilíbrio o aumento da temperatura favorece a reacção endotérmica e a diminuição da temperatura favorece a reacção exotérmica e neste caso há diminuição da temperatura o que quer dizer que o equilíbrio desloca-se no sentido da reacção exotérmica, ou seja, o equilíbrio desloca-se para esquerda.

Conclusão: (a) direita; (b) esquerda; (c) esquerda; (d) direita; (e) esquerda.

Resposta: alternativa: C

 

9. Dadas as seguintes reacções de equilíbrio:

(a) N_2(g) + 3H_2(g) ⇌  2NH_3(g); (b) 2NOBr_(g) + Cl_2(g) ⇌ 2NO_(g) + 2BrCl_(g); (c) PbCl_2(s) ⇌ Pb²⁺_(aq) + 2Cl^-_(aq); (d) CaCO_3(s) ⇌ CaO_­(s) + CO_2(g)

 

RESOLUÇÃO

No Texto Constantes de Equilíbrio foi dito que a constante de equilíbrio em função das concentrações (Kc) é o produto das concentrações dos produtos, dividido pelo produto das concentrações dos reagentes onde cada concentração está elevada ao seu coeficiente estequiométrico da equação química devidamente acertada.

 

Resposta: alternativa: B

10. A 1000 K o valor de Kp da reacção 2SO_{3 (g)} ⇌ 2SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} é 0,338. Calcule o valor de Q_p e diga em que direcção a reacção prosseguirá para o equilíbrio se inicialmente as pressões parciais forem: P_SO3 = 0,2 atm; P_SO2 = 0,4 atm; P_O2 = 2,0 atm.

A Q_p = 0,016 atm; direita (formação de produtos)

B Q_p = 0,16 atm; direita

C Q_p = 4,00 atm; esquerda (formação de reagentes)

D Q_p = 8,00 atm; esquerda

E Q_p = 4,00 atm; direita

RESOLUÇÃO

Q_p é o quociente da reacção em função das pressões parciais e é idêntico a constante de equilíbrio em função das pressões parciais (K_p), a única diferença é que é calculado em função das pressões parciais em qualquer instante da reacção e não necessariamente a partir das pressões parciais no equilíbrio.

Assim:

Q_p < K_p : significa que a razão entre as pressões parciais iniciais dos produtos e dos reagentes é muito pequena. Para se atingir o equilíbrio é necessário que os reagentes formem mais produtos, e neste caso o sistema evolui da esquerda para a direita.

Q_p = K_p : significa que as pressões parciais iniciais são as pressões parciais no equilíbrio. Por isso o sistema está em equilíbrio.

Q_p > K_p : significa que a razão entre as pressões parciais iniciais dos produtos e dos reagentes é muito maior. Para se atingir o equilíbrio é necessário que os produtos se regenerem em mais reagentes (formem mais reagentes), e neste caso o o sistema evolui da direita para a esquerda.

Vamos calcular:

Portanto, Q_p = 8 > K_p = 0,338, significa que a razão entre as pressões parciais dos produtos e dos reagentes é muito maior. Para se atingir o equilíbrio é necessário que os produtos se regenerem em mais reagentes (formem mais reagentes), e neste caso o eo sistema evolui da direita para a esquerda.

Resposta: alternativa: D

 

11. O K_c da reacção H_{2 (g)} + I_{2 (g)} ⇌ 2HI _(g) é 4. Quais serão as concentrações no equilíbrio das três espécies (H₂, I₂, HI), se as concentrações iniciais de H₂ e I₂ forem iguais a 1 mol/L e a de HI igual a zero?

A [H₂] = [I₂] = [HI] = 0,5 mol/L;

B [H₂] = [I₂] = 0,5 mol/L; [HI] = 0,25 mol/L

C [H₂] = [I₂] = 0,5 mol/L; [HI] = 1,0 mol/L

D [H₂] = [I₂] = 1,0 mol/L; [HI] = 0,25 mol/L

E [H₂] = [I₂] = 1,0 mol/L; [HI] = 0,5 mol/L

RESOLUÇÃO

No texto Cálculo da Constante deEquilíbrio a partir da tabela dissemos que exercícios desta natureza são facilmente resolvidos com ajuda de uma tabela:

H_{2 (g)} + I_{2 (g)} ⇌ 2HI _(g)

 

Fases da reacção	[H2]	[I2]	[HI]
INÍCIO	1	1	0
REAGE/FORMA	- x	-x	+2x
EQUILÍBRIO	1 - x	1 - x	2x

 

Assim, as concentrações no equilíbrio serão:

[H₂] = [I₂] = 1 – x

[H₂] = [I₂] = 1 – 0,5

[H₂] = [I₂] = 0,5 mol/L

[HI] = 2x

[HI] = 2 ∙ 0,5

[HI] = 1 mol/L

 

Resposta: alternativa: C

Por: Miguel Pascoal

FIM

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