RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA UP 2016

RESOLUÇÃO DO EXAME DE ADMISSÃO DE QUÍMICA UP 2016

1. Na sua maioria, as substâncias existentes na natureza são misturas. As misturas podem ser separadas por processos físicos. Fervendo a água as bolhas que se libertam são:

A Moléculas de Oxigénio e de Hidrogénio;

B Moléculas de Dióxido de carbono;

C Moléculas de água, oxigénio e dióxido de carbono;

D Moléculas de água

RESOLUÇÃO

Os processos físicos são aqueles que ocorrem sem que haja alteração da identidade da substância, ou seja, quando um processo físico tem lugar a composição química da substância não se altera mas apenas muda a aparência da substância. Os processos físicos mais conhecidos são sem dúvidas as mudanças de estados de agregação da matéria, tais como a sublimação, fusão, evaporação, liquefacção, solidificação, etc.

A fervura da água é um exemplo concreto de uma transformação física. Ao ferver-se a água, esta passa do estado líquido para o estado gasoso, portanto, a identidade da água não foi alterada. Deste modo conclui-se que independemente do estado físico a água continua sendo a mesma substância, logo é constituído por moléculas de água. Note que as moléculas de água que estarão no fundo do recipiente (mais próxima da chama) passam primeiro para o estado gasoso e sobem à superfície na forma de bolhas.

Análise das alternativas incorrectas

A INCORRECTA

Para que possamos ter moléculas de hidrogénio e oxigénio a partir da água temos que realizar um processo químico, a electrólise, porém a fervura não é um processo químico mas sim um processo físico.

B INCORRECTA

Na composição da água só temos o hidrogénio e o oxigénio pelo que é impossível obtivermos o dióxido de carbono já que nem o carbono faz parte da composição química da água, além do próprio processo de fervura ser simplesmente físico.

C INCORRECTA

Para que possamos ter moléculas de hidrogénio e oxigénio a partir da água temos que realizar um processo químico, a electrólise, porém a fervura não é um processo químico mas sim um processo físico e ainda assim, na composição da água só temos o hidrogénio e o oxigénio pelo que é impossível obtivermos o dióxido de carbono já que nem o carbono faz parte da composição química da água.

Resposta: alternativa: D

2. O carvão mineral é uma das principais riquezas de Moçambique. Esta riqueza localiza-se:

A Em Pande na província de Inhambane

B Em Moatize na província de Tete

C Em Morrua na província da Zambézia

D Na Matola na província de Maputo

RESOLUÇÃO

Em Moçambique o carvão mineral encontra-se em abundância em Moatize na província de Tete.

Resposta: alternativa: B

3. A queima dos combustíveis como carvão, lenha, petróleo e gás natural está associada a formação de gases nocivos ao ambiente. O dióxido de carbono (CO₂) é um dos principais gases que se forma durante esse proceso. O dióxido de carbono é:

A Um gás comburente com características polares;

B Um gás combustível e apolar

C Um gás que reage com a água formando uma base fraca

D Um gás de estufa que reage com a água formando um ácido fraco

RESOLUÇÃO

Para respondermos esta questão é necessário conhecermos as propriedades físicas e químicas do dióxido de carbono.

Propriedades físicas

Em CNTP, o dióxido de carbono é um gás incolor, inodoro, insípido, mais denso do que o ar (aproximadamente 1,5 vezes mais denso do que o ar), pouco solúvel em água e incomburente (não alimenta as combustões). O Dióxido de carbono em condições normais é um gás incolor, ao contrário do Monóxido de carbono não é tóxico, (mesmo não sendo tóxico, altas concentrações podem causar sufocamento).

Propriedades químicas

O dióxido de carbono tem propriedades ácidas. Reage com a água em pequena percentagem, formando o ácido carbónico, segundo a equação da reacção:

CO_2(g) + H₂O_(l) ⇌ H₂CO_3(aq)

O dióxido de carbono não é comburente. As suas reacções assemelham-se as dos outros óxidos ácidos: reage com água, com hidróxidos, óxidos básicos, etc formando ácido ou sal e água:

CO_2(g) + 2NaOH_(aq) → Na₂CO_3(s) + H₂O_(l)

Análise das alternativas

A INCORRECTA

Uma substância diz-se comburente quando tem a capacidade de alimentar as combustões e no caso concreto do dióxido de carbono, trata-se de uma substância que não alimenta as combustões, portanto, uma substância incomburente. Na molécula de CO₂ temos dois átomos de oxigénio ligados a um átomo de carbono, portanto, nesta substância temos átomos de elementos químicos diferentes, portanto, de diferente electronegatividade o que significa que estabelecem-se aqui ligações covalentes polares, logo o CO₂ tem sim ligações químicas com características polares (tem ligações químicas polares mas é uma molécula de carácter apolar).

No entanto, esta alternativa fica incorrecta pelo facto de se afirmar que este gás (CO₂) é uma substância comburente sendo que ela é incomburente.

B INCORRECTA

Diz-se que uma substância é combustível quando tem a capacidade de entrar em combustão na presença do comburente sob determinadas condições, no entanto, o dióxido de carbono é uma substância incomburente. Na molécula de CO₂ temos dois átomos de oxigénio ligados a um átomo de carbono, portanto, nesta substância temos átomos de elementos químicos diferentes, portanto, de diferente electronegatividade o que significa que estabelecem-se aqui ligações covalentes polares, logo o CO₂ tem sim características polares e não apolares.

C INCORRECTA

O dióxido de carbono tem propriedades ácidas pelo que reage com a água formando um ácido, concretamente o ácido carbono, que é um ácido fraco e não uma base. A equação da reacção que descreve o processo é:

CO_2(g) + H₂O_(l) ⇌ H₂CO_3(aq)

D CORRECTA

O dióxido de carbono tem propriedades ácidas pelo que reage com a água formando um ácido, concretamente o ácido carbono, que é um ácido fraco. A equação da reacção que descreve o processo é:

CO_2(g) + H₂O_(l) ⇌ H₂CO_3(aq)

Resposta: alternativa: D

4. Durante os processos químicos as substâncias transformam-se noutras com propriedades diferentes. Os processos pelos quais as substâncias se transformam noutras têm o nome de reacções químicas. A reacção:

Na_(s) + H₂O_(l) → NaOH_(aq) + ½ H_2(g)

A É uma reacção de hidrólise

B É uma reacção de transferência de protões;

C É uma reacção de transferência de protões e de iões hidroxila;

D É uma reacção de transferência de electrões

RESOLUÇÃO

Para resolvermos este exercício é importante termos as seguintes definições em conta:

⦁ Reacção de hidrólise é aquela que ocorre causando a quebra de uma molécula pela acção da água;

⦁ Uma reacção que ocorre com transferência de protões denomina-se reacção protolítica. Esta reacção ocorre entre um ácido e uma base de Bronsted-Lowry.

⦁ Uma reacção química que ocorre com transferência de electrões denomina-se reacção redox ou reacção de oxirredução.

De acordo com Bronsted-Lowry:

⦁ Ácido é toda espécie química que cede protões;

⦁ Base é toda espécie química que aceita protões;

Análise das alternativas

A INCORRECTA

Nesta reacção a única molécula que temos nos reagentes é a molécula de água (H₂O). E o Na_(s) é uma substância metálica e não molécula pelo que não ocorre uma reacção de hidrólise visto que numa hidrolise as molécula de água quebram as ligações covalentes da outra molécula (de outra substância).

B INCORRECTA

Uma reacção que ocorre com transferência de protões denomina-se reacção protolítica. Esta reacção ocorre entre um ácido e uma base de Bronsted-Lowry. E neste caso não temos nem um ácido e nem base de Bronsted-Lowry, ou seja, não ocorre aqui transferência de protões H⁺ de uma espécie química para a outra.

C INCORRECTA

Nas reacções químicas o que pode ocorrer é a transferência de protões de uma espécie química à outra mas não de hidroxilas. E neste caso nem ocorre a transferência de protões H⁺ pelo que não é uma reacção protolítica e a transferência de hidroxilas é impossível.

D CORRECTA

Uma reacção de oxidação-redução é aquela que ocorre com transferência de electrões. O modo mais fácil de verificar se a reacção ocorre ou não com transferência de electrões é verificando se houve ou não variação do número de oxidação das espécies químicas envolvidas já que a variação do número de oxidação é resultado da transferência de electrões.

Como podemos observar, ocorreu aqui uma variação no número de oxidação pelo que esta é uma reacção de transferência de electrões.

Resposta: alternativa: D

 

5. Das espécies seguintes: ₁₉K⁺, ₁₇Cl^-, ₅₀Sn, ₉F, ₁₆S^2- e ₃₅Br, as que podem formar entre si ligações covalentes são:

A ₉F e ₃₅Br

B ₁₆S^2- e ₁₇Cl^-

C ₃₅Br e ₅₀Sn

D ₅₀Sn e ₅₀Sn

RESOLUÇÃO

O primeiro passo para a resolução deste exercício é saber o que é uma ligação covalente. Por definição uma ligação covalente é aquela que ocorre com partilha de electrões entre átomos de elementos não metálicos. Portanto, a ligação covalente vai ocorrer sempre elementos não metálicos.

Os elementos ₁₉K  e ₅₀Sn são metais, por outro lado, os elementos F, Br e S são ametais.

Análise das alternativas

A CORRECTA

Os elementos químicos F e Br por serem não metais podem sim estabelecer uma ligação covalente.

B INCORRECTA

Neste caso temos iões K⁺ e S^2-, o K⁺ provém do potássio, que é um metal do grupo I A e o ião S^2- que provém do enxofre que é um não-metal do grupo VI A, portanto, temos aqui catião e anião por isso estabelece-se aqui uma ligação iónica e não covalente.

C INCORRECTA

O Br é um elemento ametálico e o Sn é um metal, pelo que podem estabelecer entre si uma ligação iónica.

D INCORRECTA

Temos o Sn que é um metal e entre átomos de metais ocorre a ligação metálica e não covalente.

Resposta: alternativa: A

6. O número atómico de um elemento representa:

A Número total de protões e electrões

B Número de neutrões e electrões

C Número total de protões

D Número total de protões e neutrões

RESOLUÇÃO

O número atómico (Z) é a quantidade de protões existentes no núcleo de um átomo (Z = p⁺).

Resposta: alternativa: C

 

7. A disposição dos átomos na tabela obedece a certas regularidades. Ao longo de um período da Tabela Periódica o tamanho do átomo:

A Diminuir com o aumento do número de protões e electrões;

B Aumenta com o aumento do número de neutrões e electrões;

C Aumenta com o aumento do número de protões e de neutrões

D Diminui com o aumento de níveis energéticos

RESOLUÇÃO

O tamanho do átomo está relacionado ao raio atómico, que é a distância entre o núcleo e os electrões da última camada. Na tabela periódica ao longo do grupo de cima para baixo ocorre aumento do número de níveis de energia pelo que a força de atracção entre o núcleo e os electrões da última camada diminui e assim aumenta o raio atómico.

Ao longo do período, o número de níveis de energia é o mesmo, no entanto, aumenta o número de protões no núcleo e com isso aumenta a força de atracção que o núcleo exerce sobre os electrões da última camada e assim diminui o raio atómico.

Análise das alternativas incorrectas

A INCORRECTA

O raio atómico é uma propriedade periódica o que significa que aumenta ou diminui somente em função do número atómico (quantidade de protões existentes no núcleo do átomo) e não em função do número de electrões.

B INCORRECTA

Ao longo do período o tamanho do átomo diminui com o aumento do número de protões no núcleo do átomo.

C INCORRECTA

Ao longo do período o tamanho do átomo diminui com o aumento do número de protões no núcleo do átomo. E num átomo o número de neutrões não aumenta na mesma proporção que o número de protões.

D INCORRECTA

Ao longo do período o tamanho do átomo diminui com o aumento do número de protões no núcleo do átomo. E ao longo do período não ocorre aumento o número de níveis de energia, ou seja, o número de níveis de energia é o mesmo.

NOTA: Considerando que à medida que saímos da esquerda para direita ao longo do período, o número de electrões na última camada aumenta de certa forma podemos assumir que a alternativa A está correcta.

Resposta: alternativa: A

 

8. De acordo com a teoria atómica, o átomo do elemento E cujo número atómico é 26 possui:

A 8 electrões de valência

B 6 electrões de valência

C 2 electrões de valência

D 5 electrões de valência

RESOLUÇÃO

Vamos efectuar a configuração electrónica deste átomo:

₂₆E 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

Como a configuração electrónica termina em “d” significa que é um metal de transição e neste caso o número de electrões da camada de valência é dado pela soma do número de electrões do penúltimo subnível, o “s” e do úiltimo, o “d”.

Camada de valência: 4s² 3d⁶ ⇒ 2 + 6 = 8 electrões.

Resposta: alternativa: A

 

9. A seguinte tabela mostra algumas propriedades físicas de algumas substâncias químicas. A partir delas podemos concluir que a uma temperatura de 273 K:

Substância	P.F (oC)	P.E  (oC)	Solubilidade
HF	– 83,40	19,50	Solúvel
HCl	– 114,20	– 85,10	Solúvel
Fe	1535,00	3000,00	Insolúvel
Hg	– 38,89	356,66	Insolúvel
CH3CH2OH	– 117,3	78,50	Solúvel

A partir delas podemos concluir que a temperatura de 273 K:

A. O HF e o HCl são gasosos, o Fe e o Hg são sólidos e CH₃CH₂OH é líquido;

B. O HF é líquido, o HCl é gasoso, o Fe e o Hg são sólidos e CH₃CH₂OH é líquido;

C. O HF é líquido, o HCl é gasoso, o Fe é sólido, o Hg e o CH₃CH₂OH são líquidos;

D. O HF é líquido, o HCl é gasoso, o Fe é sólido, o Hg é líquido e o CH₃CH₂OH é gasoso.

RESOLUÇÃO

Temos que saber primeiramente o que é ponto de fusão e ebulição.

⦁ Ponto de ebulição (PE) – é a temperatura em que uma substância passa do estado líquido para o estado gasoso.

⦁ Ponto de fusão (PF) – é temperatura em que uma substância passa do estado sólido para o estado líquido.

Neste caso temos que converter a temperatura dada em Kelvin (K) para Celsius (^oC). A temperatura de 273 K equivale a 0^oC, pois:

T(K) = T(^oC) + 273 ⇒273 = T(^oC) + 273 ⇒T(^oC) = 0^oC

O que pretendemos saber é o seguinte: qual é o estado físico de cada substância exactamente a 0^oC?

HF: o ponto de fusão é igual a -83,40 ^oC e isso significa que à temperaturas abaixo de -83,40^oC esta substância encontra-se no estado sólido. Deste modo a partir de -83,40 ^oC o HF começa a passar do estado sólido para o estado líquido. Por outro lado, a temperatura de ebulição de HF é de 19,50^oC e isso quer dizer que ao se atingir a temperatura de 19,50^oC esta substância começa a passar do estado líquido para o estado gasoso. Como -83,40^oC é menor que 0^oC e 0^oC é menor que 19,50^oC isso significa que a 0^oC esta substância encontra-se no estado líquido.

HCl: o ponto de fusão é igual a -114,20^oC e isso significa que à temperaturas abaixo de -114,20 ^oC esta substância encontra-se no estado sólido. Deste modo a partir de -114,20 ^oC o HCl começa a passar do estado sólido para o estado líquido. Por outro lado, a temperatura de ebulição de HCl é de -85,10^oC e isso quer dizer que ao se atingir a temperatura de -85,10^oC esta substância começa a passar do estado líquido para o estado gasoso. Como -114,20 ^oC é menor que 0^oC e 0^oC é maior que -85,10^oC isso significa que a 0^oC esta substância encontra-se no estado gasoso.

Fe: o ponto de fusão é igual a 1535,00 ^oC e isso significa que à temperaturas abaixo de 1535,00 ^oC esta substância encontra-se no estado sólido. Deste modo a partir de 1535,00 ^oC o Fe começa a passar do estado sólido para o estado líquido. Por outro lado, a temperatura de ebulição de Fe é de 3000,00^oC e isso quer dizer que ao se atingir a temperatura de 3000,00^oC esta substância começa a passar do estado líquido para o estado gasoso. Como 0^oC é menorque 1535^oC e estas temperaturas são menores que 3000^oC isso significa que a 0^oC esta substância encontra-se no estado sólido.

Hg: o ponto de fusão é igual a -38,89 ^oC e isso significa que à temperaturas abaixo de -38,89 ^oC esta substância encontra-se no estado sólido. Deste modo a partir de -38,89 ^oC o Hg começa a passar do estado sólido para o estado líquido. Por outro lado, a temperatura de ebulição de Hg é de 356,66^oC e isso quer dizer que ao se atingir a temperatura de 356,66^oC esta substância começa a passar do estado líquido para o estado gasoso. Como 0^oC é maior que -38,89^oC porém menor que 356,66^oC isso significa que a 0^oC esta substância encontra-se no estado líquido.

CH₃CH₂OH: o ponto de fusão é igual a -117,3^oC e isso significa que à temperaturas abaixo de -117,3^oC esta substância encontra-se no estado sólido. Deste modo a partir de --117,3^oC o CH₃CH₂OH começa a passar do estado sólido para o estado líquido. Por outro lado, a temperatura de ebulição de CH₃CH₂OH é de 78,50^oC e isso quer dizer que ao se atingir a temperatura de 78,50^oC esta substância começa a passar do estado líquido para o estado gasoso. Como -117,3^oC é menor que 0^oC e 0^oC é menor que 19,50^oC isso significa que a 0^oC esta substância encontra-se no estado líquido.

Assim temos: HF – estado líquido; HCl – estado gasoso; Fe – estado sólido, Hg – estado líquido e CH₃CH₂OH – estado líquido.

Análise das alternativas incorrectas

A INCORRECTA

A 0^oC a única substância no estado gasoso é o HCl e não o HF e HCl. Ainda assim, a substância no estado sólido é o Fe e não Hg pois o Hg está no estado líquido.

B INCORRECTA

A 0^oC a substância no estado sólido é o Fe e não Hg pois o Hg está no estado líquido.

D INCORRECTA

A 0^oC o CH₃CH₂OH está no estado líquido e não no estado gasoso.

Resposta: alternativa: C

 

10. O composto Na₂CO₃ é um dos principais produtos da indústria química. A sua designação comum é soda. Sabendo que a massa molecular relativa da soda resulta do somatório das massas atómicas dos elementos que a constituem (Ar_Na = 23; Ar_C = 12; Ar_O = 16), então a percentagem de cada elemento na soda será:

A. Na = 45,10%,    C = 23,50%    O = 31,40%

B. Na = 31,40%,    C = 23,50%    O = 45,10%

C. Na = 43,40%,    C = 23,50%    O = 31,40%

D. Na = 43,40%,    C = 13,30%    O = 45,30%

RESOLUÇÃO

Primeiro temos que determinar a massa molar de carbonato de sódio (Na₂CO₃):

M(Na₂CO₃) = 2 · 23 + 12 + 3 · 16

M(Na₂CO₃) = 46 + 12 + 48 = 106 g/mol

Isso significa que em 106 g de Na₂CO_­3 temos 46 g de Na, 12 g de C e 48 g de O.

Assim, 106 g corresponde a massa da substância como um todo por isso essa quantidade equivale a 100%. Assim, temos que determinar a percentagem equivalente a 46 g de Na, 12 g de C e 48 g de O nessa substância.

Resposta: alternativa: NÃO HÁ ALTERNATIVGA CORRECTA

Por: Miguel Pascoal

 

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