RESOLUÇÃO DO EXAME DE QUÍMICA DA 12aCLASSE – 1a CHAMADA – 2020 PARTE 2

12. Dado o seguinte sistema químico em equilíbrio: 2HI_(g) ⇌ H_2(g) + I_2(g). Qual das alterações influencia o equilíbrio desta reacção?

A. aumento da concentração do hidrogénio

B. aumento do tempo de reacção

C. aumento do volume do reactor

D. passagem de corrente eléctrica

RESOLUÇÃO

Os factores que afectam o estado de equilíbrio são: concentração, pressão e temperatura. Assim, o aumento da concentração do Hidrogénio provocaria o deslocamento de equilíbrio para a esquerda (sentido de formação de HI), segundo o Princípio de Le Chatelier.

Resposta: alternativa: A

 

13. Dado o seguinte sistema químico em equilíbrio: PCl_3(g) + Cl_2(g) ⇌ PCl_5(g)­ . Como se pode aumentar a quantidade de Cloro?

A. Aumentar o PCl₃ do sistema

B. Aumentar o volume

C. Diminuir o PCl₅

D. Diminuir o volume

RESOLUÇÃO

Neste sistema em equilíbrio o aumento da quantidade de cloro (Cl₂) é possível se o equilíbrio for deslocado à esquerda.

Análise das alternativas

A INCORRECTA

De acordo com o Princípio de Le Chatelier ao aumentarmos a concentração de PCl₃ que é um reagente, o equilíbrio deslocar-se-á à direita (sentido de formação de PCl₅), com isso a concentração de PCl₃ bem como a de Cl₂ irão diminuir e consequentemente a concentração de PCl₅ irá aumentar.

B CORRECTA

Como trata-se de participantes que estejam no estado gasoso e há variação de volume isso significa que este sistema em equilíbrio pode ser afectado pela alteração da pressão. Assim, sabemos que a pressão e o volume são grandezas inversamente proporcionais à temperatura constante, portanto, o aumento do volume implica na redução da pressão e com isso o equilíbrio desloca-se no sentido de maior quantidade de matéria (maior volume):

PCl_3(g) + Cl_2(g) ⇌ PCl_5(g)­

Nos reagentes temos 1 mol de PCl₃ + 1 mol de Cl₂, pelo que temos no total 2 mol, ou seja, 2 volumes.  Nos produtos temos 1 mol de PCl₅ pelo que temos 1 volume. Portanto, o lado de maior volume é o lado esquerdo.

Como o equilíbrio desloca-se à esquerda (sentido de Cl₂ e PCl₃) isso implica num aumento da concentração de PCl₃ e de Cl₂.

C INCORRECTA

A diminuição da concentração de PCl₅ desloca o equilíbrio no sentido de formação de mais PCl₅ para compensar a quantidade diminuída. Devido ao deslocamento do equilíbrio à direita, há consumo dos reagentes, logo as concentrações de PCl₃ e Cl₂ diminuem enquanto que a concentração de PCl₅ aumenta.

D INCORRECTA

A diminuição do volume implica no aumento da pressão e o equilíbrio desloca-se no sentido de menor quantidade de matéria, ou seja, menor volume. Nos reagentes temos 1 mol de PCl₃ + 1 mol de Cl₂, pelo que temos no total 2 mol, ou seja, 2 volumes.  Nos produtos temos 1 mol de PCl₅ pelo que temos 1 volume. Portanto, o lado de menor volume é o lado direito.

Como o equilíbrio desloca-se à direita (sentido de PCl₅) isso implica num aumento da concentração de PCl₅. Devido ao deslocamento do equilíbrio à direita, há consumo dos reagentes, logo as concentrações de PCl₃ e Cl₂ diminuem enquanto que a concentração de PCl₅ aumenta.

Resposta: alternativa: B

 

14. No processo de produção do sulfureto de hidrogénio, tem-se 8H_2(g) + S_8(s) ⇌ 8H₂S_(g)­. Qual é a expressão da constante de equilíbrio?

RESOLUÇÃO

A constante de equilíbrio em função das concentrações, Kc, relaciona o produto das concentrações dos produtos e dos reagentes, isto, é a divisão entre o produto das concentrações dos produtos e dos reagentes, onde cada concentração está elevada ao seu coeficiente estequiométrico.

Assim, para a reacção: 8H_2(g) + S_8(s) ⇌ 8H₂S_(g)­ a expressão da constante de equilíbrio é:

Neste caso, o S_8(s) por estar no estado sólido não participa na expressão da constante de equilíbrio pois substâncias no estado sólido têm concentração constante.

Resposta: alternativa: A

15. Numa reacção química X₂ + 3Y₂ ⇌ 2XY₃ ocorreu o equilíbrio e as concentrações em mol/dm³ são: [X₂] = 0,40; [Y₂] = 0,40 e [XY₃] = 1,20. Qual é o valor da constante de equilíbrio?

A. 16,25 mol/dm³

B. 56,25 mol/dm³

C. 125 mol/dm³

D. 255 mol/dm³

RESOLUÇÃO

A constante de equilíbrio em função das concentrações, Kc, relaciona o produto das concentrações dos produtos e dos reagentes, isto, é a divisão entre o produto das concentrações dos produtos e dos reagentes, onde cada concentração está elevada ao seu coeficiente estequiométrico.

O primeiro passo é escrever a expressão da constante de equilíbrio:

Resposta: alternativa: B

16. Num sistema em equilíbrio a 1000K de formação de monóxido de nitrogénio a partir de azoto e oxigénio, tem-se: N_2(g) + O_2(g) ⇌ 2NO_(g), sabendo que Kp = 40 e R = 8,21 x 10^-2 . Qual é a constante de equilíbrio deste sistema?

A. 3,37 x 10^-5

B.  4,21 x 10^-5

C. 30

D. 40

RESOLUÇÃO

Como temos a constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp) isso significa que temos que determinar a constante de equilíbrio em função das concentrações , Kc. Sabe-se que existe uma relação entre Kp e Kc que é dada pela seguinte equação:

Kp = Kc · (RT)^∆n

O “∆n” corresponde a diferença entre a quantidade de matéria (número de moles) dos produtos e reagentes:

∆n = n^o de moles dos produtos – n^o de moles dos reagentes.

Para a nossa reacção temos: N_2(g) + O_2(g) ⇌ 2NO_(g),

• n^o de moles dos produtos: 2 mol NO

• n^o de moles dos reagentes: 1 mol N₂ + 1 mol O₂ = 2 mol

∆n = n^o de moles dos produtos – n^o de moles dos reagentes.

∆n = 2 mol – 2 mol ⇒ ∆n = 0 mol

Dado que ∆n = 0, significa que o valor da constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp) e em função das concentrações (Kc) é igual. Pois:

 Kp = Kc · (RT)^∆n

Kp = Kc · (RT)⁰

Kp = Kc · 1 ⇒ Kp = Kc

Como Kp = 40 logo, Kc = 40.

Resposta: alternativa: D

 

17. Do sistema químico em equilíbrio a 1000K, represemtado pela equação

2CH_4(g) + O_2(g) ⇌ 2CO_(g) + 4H_2(g), tem como Kc = 3,0 x 10^-4 e R = 0,0821.

Qual é o Kp desse sistema a essa temperatura?

A. 124

B. 166

C. 265,8

D. 367

RESOLUÇÃO

Sabe-se que existe uma relação entre Kp e Kc que é dada pela seguinte equação:

Kp = Kc · (RT)^∆n

O “∆n” corresponde a diferença entre a quantidade de matéria (número de moles) dos produtos e reagentes:

∆n = n^o de moles dos produtos – n^o de moles dos reagentes.

Para a nossa reacção temos: 2CH_4(g) + O_2(g) ⇌ 2CO_(g) + 4H_2(g),

• n^o de moles dos produtos: 2 mol CO + 4 mol H₂ = 6 mol

• n^o de moles dos reagentes: 2 mol CH₄ + 1 mol O₂ = 3 mol

∆n = n^o de moles dos produtos – n^o de moles dos reagentes.

∆n = 6 mol – 3 mol ⇒ ∆n = 3 mol

Cálculo de Kp:

Kp = Kc · (RT)^∆n

Kp = 3,0 x 10^-4 · (0,0821 · 1000)³

Kp = 3,0 x 10^-4 · (82,1)³

Kp ≈ 166

Resposta: alternativa: B

 

18. Dados os seguintes compostos e iões: KOH, HClO₄, OH^-, NH₂^- e H₃O⁺. Quais são os ácidos de Arrhenius e de Bronsted-Lowry?

A. KOH e HClO₄

B. HClO₄ e NH₂^-

C. HClO₄ e H₃O⁺

D. OH^- e H₃O⁺

RESOLUÇÃO

Vamos recordar das definições ácido-base de Arrhenius e Bronsted-Lowry:

De acordo com Arrhenius:

 • Ácidos são substâncias que em solução aquosa libertam iões hidrogénio (H⁺).

• Bases são substâncias que em solução aquosa libertam iões hidroxilo (OH^-).

 Segundo Bronsted-Lowry:

 • Ácido é toda espécie química capaz de ceder o protão (H⁺) a uma base.

• Base é toda espécie química capaz de receber o protão (H⁺)

Observe:

KOH_(aq) →K⁺_(aq) + OH^-_(aq) ⇒ liberta OH^- em solução aquosa, logo é uma base de Arrhenius.

HClO_4(aq) → H⁺_(aq) + ClO₄^-_(aq) ⇒ liberta H⁺ em solução aquosa, logo é um ácido de Arrhenius.

NH₂^- pode receber um protão, logo é uma base de Bronsted-Lowry.

OH^- pode receber um protão, logo é uma base de Bronsted-Lowry.

H₃O⁺ pode ceder um protão, logo é um ácido de Bronsted-Lowry.

Resposta: alternativa: C

 

19. Dado o seguinte sistema em equilíbrio: HCHO₂ + C₇H₅O₂^-  ⇌  CHO₂^- + C₇H₅O₂H. Qual é um dos pares ácido-base conjugados?

A. HCHO₂ e C₇H₅O₂^-

B. CHO₂^- e C₇H₅O₂H

C. HCHO₂ e CHO₂^-

D. C₇H₅O₂^-  e CHO₂^-

RESOLUÇÃO

Par conjugado ácido-base é o conjunto formado por um ácido e uma base que transformam-se um no outro por cedência (doação) ou ganho (recepção) do protão.

Para a nossa equação teremos:

HCHO₂ + C₇H₅O₂^-  ⇌  CHO₂^- + C₇H₅O₂H

ácido₁      base₁           base₂     ácido₂

Pares conjugados:

HCHO₂/CHO₂^- e C₇H₅O₂^-/ C₇H₅O₂H

Resposta: alternativa: C

 

20. Qual é a fórmula do produto de solubilidade do hidróxido de ferro (III)?

A. [Fe³⁺] x 3[OH^-]

B. [Fe³⁺] x [OH^-]

C. [Fe³⁺]³ x [OH^-]

D. 3[Fe³⁺] x [OH^-]

RESOLUÇÃO

A fórmula química do hidróxido de ferro (III) é: Fe(OH)₃. Agora temos que escrever a equação de dissociação (equilíbrio de dissociação) desta base:

Fe(OH)_3(s) ⇌ Fe³⁺_(aq) + 3OH^-_(aq)

Kps = [Fe³⁺] · [OH^-]³

Resposta: alternativa: NÃO HÁ ALTERNATIVA CORRECTA

21. Sabe-se que a concentração do ácido láctico (HC₃H₅O₃) é 0,24 mol/dm³ e do lactoato de litio (LiC₃H₅O₃) é 0,20 mol/dm³.

Qual é o pH desta solução-tampão, sabendo que Ka = 1,4 x 10^-4?

A. 0,08

B. 0,22

C. 1,146

D. 3,774

RESOLUÇÃO

O pH de uma solução-tampão é calculado através da Equação de Henderson-Hasselbalch:

No caso do nosso exercício o ácido é HC₃H₅O₃ e a base conjugada é C₃H₅O₃^-.

[HC₃H₅O₃] = 0,24 mol/dm³

[C₃H₅O₃^-] = 0,20 mol/dm³

O pKa é dado pela fórmula: pKa = - log Ka

pKa = - log Ka

pKa = - log (1,4 x 10^-4)

Pka = 3,853

Aplicar a equação de Henderson-Hasselbalch:

 

Resposta:alternativa: D

 

22. Considere uma solução aquosa de hidróxido de amónio segundo a equação

NH₄OH_(aq) ⇌ NH₄⁺_(aq) + OH^-_(aq). Sabendo que a concentração de NH₄OH é de 0,6 mol/L e a K_b = 1,8 x 10^-5 mol/L. Qual é o pOH desta solução?

A. 2,483

B. 5,44

C. 18,6

D. 20,4

RESOLUÇÃO

O pOH de uma base fraca é dado pela seguinte equação:

pOH = -log√(K_b · [base])

No caso temos como dados os seguintes:

[NH₄OH] = 0,6 mol/L

K_b = 1,8 x 10^-5

Fazer a substituição na fórmula;

pOH = -log√(K_b · [base])

pOH = -log√(1,8 x 10^-5) · (0,6)

pOH = -log √(1,08 · 10^-5)

pOH = -log 0,003286

pOH = 2,483

Resposta: alternativa: A

 

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Por: Miguel Pascoal

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