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Química – Estudo dos gases 1 Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia Disciplina: Química Professor: Rafael Oliveira Lista de exercícios Estudo dos gases 1) Se 30,00 litros de oxigênio nas CNTP são comprimidos para 16,80 litros a 0oC, qual será a pressão final em atm, mmHg e Pa? Resp: 1,79 atm; 1,36x103 mmHg; 1,81x105 Pa. 2) Se 123,00 ml de dióxido de carbono são aquecidos a 165oC e 1,00 atm, qual será o volume final ? Resp: 0,197 litros. 3) Qual é o volume molar do gás CO2 a: (a) CNTP ?, (b) 2,00 atm e 100oC?, (c) 100kPa e 50oC? Resp: (a) 22,414 L mol-1, (b) 15,3 L mol-1, (c) 26,9 L mol-1. 4) Se 60,0dm3 de dióxido de carbono a 44oC e 125kPa são comprimidos até que a pressão final seja 585kPa a 74oC, qual é o volume final? Resp: 14,0 dm3. 5) Determine quantos litros 4,00g de gás CO2 ocupariam a : (a) CNTP, (b) 185oC e 4,00atm, (c) –10oC e 125kPa. Resp: (a) 2,04 litros, (b) 0,854 litros, (c) 1,59 litros. 6) Determine a pressão de: (a) 3,35x1022 moléculas de O2 em um recipiente de 7,80L a 35oC, (b) uma mistura consistindo 3,76x1022 moléculas de CO2 e 6,37x1022 moléculas de O2 em um recipiente de 4,20L a 45oC. Resp: (a) 0,180atm e (b) 1,05atm. 7) A densidade do gás oxigênio é 1,47 g/litro a 125oC e 1,50 atm. (a) Quantos gramas de oxigênio e (b) Quantas moléculas de oxigênio estão presentes em 4,00 litros sob estas condições? Resp: (a) 5,88 g, (b) 1.11x1023 moléculas. 8) Qual é a massa molecular de um gás, se a sua densidade nas CNTP é 1,44 g/litro? Resp: 32,3 g/mol. Química – Estudo dos gases 2 9) Se 4,44 litros do gás C2H2, medidos a 74,5 kPa e 25oC, são queimados em excesso de oxigênio para formar água e CO2, quantos litros de oxigênio medidos à mesma temperatura e pressão são consumidos? Resp: 2,22 litros. 10) Diborano, B2H6, pode ser queimado em gás oxigênio para formar óxido bórico, B2O3, e água. Quantos litros de O2 são necessários para produzir 10,00 g de B2O3 por esta reação, se o oxigênio é medido a: (a) CNTP?, (b) 2,12 atm e 28oC? Resp: (a) 9,66 litros, (b) 5,02 litros. 11) Use a lei do gás ideal para calcular a pressão exercida por 10,00 g de N2 num recipiente de 0,02 litros a 25oC. Resp: 437 atm,. 12) Quando nitroglicerina, C3H5N3O9, explode, os produtos são todos gasosos: CO2, N2, O2 e vapor d´água. Se 10,00 g de nitroglicerina explodem, qual é o volume da mistura dos produtos a 1,00 atm e 2000oC? Resp: 59,5 litros. 4 C3H5N3O9 (l) 12 CO2(g) + 10 H2O (g) + 6 N2(g) + O2(g 13) Quando clorato de potássio sólido, KClO3, sofre decomposição térmica, forma cloreto de potássio sólido, KCl e gás oxigênio. Uma mistura do cloreto e do clorato com uma massa total de 7,44 g é aquecida até todo o clorato se decompor. Se 789 ml de gás são coletados sobre água a 742 mmHg e 30oC, qual será a porcentagem de clorato na mistura original? Resp: 34,0 %. 14) Certa quantidade de gás a 25°C e à pressão de 0,80 atm está contida em um balão de vidro. Suponha que o balão de vidro possa suportar uma pressão de 2,00 atm. Qual é a temperatura máxima que o gás pode ser aquecido sem o balão de vidro estourar? Resp:472°C. 15) Um gás liberado durante a fermentação da glicose (fabricação de vinho) ocupa um volume de 0,78 L, quando medido a 20,1 °C e 1,00 atm. Qual é o volume do gás à temperatura de fermentação de 36,5 °C e à pressão de 1,00 atm? Resp: 0,82 L. Química – Estudo dos gases 3 16) Uma amostra de gás nitrogênio contida em um recipiente de capacidade igual a 2,3 L e à temperatura de 32°C exerce uma pressão de 4,7 atm. Calcule o número de mols do gás. Resp: 0,4322 mol. 17) O dióxido de carbono sólido é denominado gelo seco. Coloca-se uma amostra de 0,050 g de gelo seco em um balão evacuado de 4,6 L, a 30°C. Calcule a pressão no interior do balão depois de todo o gelo seco ter sido convertido em CO2 gasoso. Resp:6,110-3 atm. 18) Alguns produtos comerciais usados no desentupimento de canos contêm dois componentes: o hidróxido de sódio e o alumínio em pó. Quando a mistura é colocada em um cano entupido, ocorre a seguinte reação: 2NaOH(aq)+ 2Al(s) + 6H2O(l) 2NaAl(OH)4(aq) + 3H2(g). O calor gerado nessa reação ajuda a fundir as obstruções, como a gordura, e o hidrogênio liberado agita os sólidos que entopem o cano. Calcule o volume de H2 formado, nas CNTP, se 3,12 g de Al forem tratados com NaOH em excesso. Resp: 3,88 L 19) Quando submetido a aquecimento, o nitrito de amônio (NH4NO2) se decompõe gerando nitrogênio, e água. Essa propriedade química é utilizada no enchimento de algumas bolas de tênis. (a) Escreva a equação balanceada para a reação. (b) Calcule a quantidade (em gramas) de NH4NO2 necessária para encher uma bola de tênis até atingir volume de 86,2 mL, a 1,20 atm e 22°C Resp: (a) . NH4NO2(s) N2(g) + 2H2O(l) (b) 0,273 g. 20) O bicarbonato de sódio (NaHCO3) chama-se fermento em pó porque, quando aquecido, libera dióxido de carbono gasoso, que é responsável pelo crescimento de bolachas, bolos e pão, carbonato de sódio (Na2CO3) e água. (a) Calcule o volume (em litros) de CO2 produzido pelo aquecimento de 5,0 g de NaHCO3 a 180°C e 1,3 atm. Resp: (a) 0,86 L. 21) Uma quantidade de gás pesando 7,10 g, a 741 torr e 44°C, ocupa um volume de 5,40 L .Qual é a sua massa molar? Resp:35,05 g/mol. 22) Admitindo que o ar contenha 78% de N2, 21% de O2 e 1% de Ar (% em volume), quantas moléculas de cada tipo de gás estão presentes em 1 L de ar nas CNTP? Resp: N2: 2,11022 moléculas; O2: 5,61021 moléculas; Ar: 2,681020 átomos. 23) Calcule a densidade do brometo de hidrogênio (HBr) gasoso, em gramas por litro, a 733 mmHg e 46°C. Resp:2,97g/L. Química – Estudo dos gases 4 24) A combustão do propano (C3H8) em oxigênio produz dióxido de carbono gasoso e vapor d’água. (a) Escreva a equação química balanceada dessa reação. (b) Calcule o volume (em litros) de dióxido de carbono que poderia ser produzido a partir de 7,45 g de propano, na CNTP. Resp: (a) C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2(g) + 4H2O(g); (b) 11,4 L. 25) Uma amostra de zinco metálico reage completamente com excesso de ácido clorídrico: Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl2(aq) + H2(g) O hidrogênio produzido é coletado sobre a água a 25°C. O volume do gás é 7,80 L e a pressão é 0,980 atm. Calcule a quantidade de zinco metálico, em gramas, consumido na reação. (Pressão do vapor d’água a 25°C = 23,8 mmHg.). Resp:19,8g. 26) Quantos mililitros de O2 são consumidos na combustão completa de uma amostra de hexano, C6H14, se a reação produz 855 mL de CO2? Admita que todos os volumes gasosos são medidos nas mesmas temperatura e pressão. A reação é . 27) Quantos mililitros de oxigênio são necessários para reagir completamente com 175 mL de C4H10 se os volumes de ambos os gases forem medidos nas mesmas temperatura e pressão? A reação é Química – Estudo dos gases 5