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F R E N T E 3 295 23 Unicid 2017 Numa sala de triagem de um pronto-so- corro, acidentalmente, um termômetro se quebrou e praticamente todo o mercúrio contido no bulbo se espalhou pelo chão. No momento do acidente, a tem- peratura da sala era de 25 ºC. a) Considerando o volume da sala 240 m3, a pressão atmosférica do mercúrio 2,6 ⋅ 10−6 atm a 25 °C e R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol−1 ⋅ K−1,calcule a quantidade de vapor de mercúrio, em g, que se espalhou na sala. b) Qual é o nome da liga metálica formada entre o mercúrio e outro metal? Esse tipo de liga é uma mistura homogênea ou heterogênea? 24 FGV O gás hélio é utilizado para encher balões e bexi- gas utilizados em eventos comemorativos e em festas infantis. Esse gás pode ser comercializado em cilindros cujo conteúdo apresenta pressão de 150 bar a 300 K. Considerando-se que 1 atm = 1 bar, e que a massa de gás He no cilindro é 170 g, então, o valor que mais se aproxima do volume de gás hélio contido naquele cilindro a 300 K é: Dado: R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ K 1 ⋅ mol 1 A 14 L. 7,0 L. C 1,0 L. D 500 mL. E 140 mL. 25 Fuvest 2014 A tabela a seguir apresenta informações sobre cinco gases contidos em recipientes separados e selados. Recipiente Gás Temperatura (K) Pressão (atm) Volume (L) 1 O3 273 1 22,4 2 Ne 273 2 22,4 3 He 273 4 22,4 4 N2 273 1 22,4 5 Ar 273 1 22,4 Qual recipiente contém a mesma quantidade de áto- mos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo H2, mantido a 2 atm e 273 K? A 1 2 C 3 D 4 E 5 26 Unesp 2012 Enquanto estudava a natureza e as pro- priedades dos gases, um estudante anotou em seu caderno as seguintes observações sobre o compor- tamento de 1 litro de hidrogênio e 1 litro de argônio, armazenados na forma gasosa à mesma temperatura e pressão: I. Têm a mesma massa. II. Comportam-se como gases ideais. III. Têm o mesmo número de átomos. IV. Têm o mesmo número de mols. É correto o que o estudante anotou em A I, II, III e IV. I e II, apenas. C II e III, apenas. D II e IV, apenas. E III e IV, apenas. 27 Cesgranrio Num tanque de gás, havia 8,2 m3 de oxigê- nio a –23 °C e 2 atm de pressão. Tendo ocorrido um vazamento, verificou-se que a pressão diminuiu em 0,5 atm. Que massa de oxigênio foi perdida, sabendo- -se que a temperatura permaneceu constante? (Dados: O = 16; R = 0,082 atm ⋅ L/mol ⋅ K) A 0,6 kg 6,4 kg C 19,2 kg D 25,6 kg E 32,0 kg 28 Unesp Uma mistura de 4,00 g de H2 gasoso com uma quantidade desconhecida de He gasoso é mantida nas condições normais de pressão e temperatura. Se uma massa de 10,0 g de H2 gasoso for adicionada à mistura, mantendo-se as condições de pressão e temperatura constantes, o volume dobra. Calcule a massa de He gasoso presente na mistura. Massas atômicas: H = 1; He = 4. Constante universal dos gases = 0,0821 L atm/mol K. Volume ocupado por um mol de gás nas condições normais de pressão e temperatura = 22,4 litros. 29 Uefs 2016 Os refrigerantes são bebidas fabricadas industrialmente e constituídos por água, açúcar, aro- matizantes, acidulantes e dióxido de carbono, dentre outras substâncias químicas. Por meio de agitação e aquecimento, o dióxido de carbono foi retirado de 1,0 L de refrigerante e a análise quantitativa revelou a presença de 1,25 L do CO2(g), isento de água e reco- lhido a 1,0 atm e 27 °C. Considerando-se as informações e admitindo-se que o dióxido de carbono se comporta como um gás ideal, é correto armar: Dados: C = 12; O = 16; R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol 1 ⋅ K 1 A A massa de gás presente na amostra analisada é de, aproximadamente, 2,2 g. O volume do dióxido de carbono medido nas CNTP é de, aproximadamente, 0,6 L. C A quantidade de matéria do dióxido de carbono re- colhido a 1,0 atm e 27 °C é de 5,0 mol. D O aumento da temperatura ambiente promove a redução da pressão exercida pelo gás dentro do recipiente que contém o refrigerante. E A diminuição da pressão de 1,0 atm para 0,5 atm implica a redução do volume para a metade do vo- lume inicial, à temperatura constante. QUÍMICA Capítulo 2 Gases296 30 PUC-SP Três recipientes de volumes fixos contêm cada um, uma substância pura no estado gasoso. Os gases estão armazenados nas mesmas condi- ções de temperatura e pressão e os recipientes estão representados no esquema a seguir. O 2 ? CH 4 V 1 = 5 L m 1 = 16 g V 2 = 10 L m 2 = 28 g V 3 = 15 L m 3 = ? Pode-se armar que o gás contido no recipiente 2 e a massa de gás no recipiente 3 são, respectivamente, A CO2 e 16 g. N2 e 8 g. C CO e 24 g. D C4H8 e 24 g. E N2 e 16 g. 31 UFPE Dois frascos, contendo diferentes gases que não reagem entre si, são interligados através de uma válvula. Sabendo-se que: y não há variação de temperatura, y a pressão inicial do gás A é o triplo da pressão ini- cial do gás B, y o volume do frasco A é o dobro do frasco B, qual será a pressão do sistema (frasco A + B) quando a válvula for aberta? A O dobro da pressão do frasco B 7/3 da pressão do frasco B C 5/3 da pressão do frasco B D 2/3 da pressão do frasco A E 1/3 da pressão do frasco A 32 Fuvest Certo gás X é formado apenas por nitrogênio e oxigênio. Para determinar sua fórmula molecular, com- parou-se esse gás com o metano (CH4). Verificou-se que volumes iguais dos gases X e metano, nas mes- mas condições de pressão e temperatura, pesaram, respectivamente, 0,88 g e 0,32 g. Qual a fórmula mo- lecular do gás X? Massas molares (g/mol) H......1 C......12 N......14 O......16 A NO N2O C NO2 D N2O3 E N2O5 33 Mackenzie 2012 Três recipientes indeformáveis A, B e C, todos com volumes iguais, contêm, respectiva- mente, três diferentes gases de comportamento ideal, conforme a descrição contida na tabela. Recipiente Gás armazenado Temperatura Pressão A hélio (He) 400 K 3 atm B nitrogênio (N2) 600 K 4,5 atm C oxigênio (O2) 200 K 1 atm Os balões são interligados entre si por conexões de volumes desprezíveis, que se encontram fechadas pelas válvulas 1 e 2. O sistema completo encontra-se ilustrado na gura a seguir. A 1 2 B C Ao serem abertas as válvulas 1 e 2, a mistura gasosa formada teve sua temperatura estabilizada em 300 K. Desse modo, a pressão interna nal do sistema é igual a A 1,5 atm. 2,0 atm. C 2,5 atm. D 3,0 atm. E 3,5 atm. 34 Unifesp Considere recipientes com os seguintes volu- mes de substâncias gasosas, nas mesmas condições de pressão e temperatura. Substância gasosa Volume (L) CO 20 CO2 20 O2 10 C2H4 10 Com base no princípio de Avogadro (“Volumes iguais de gases quaisquer, mantidos nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas.”), é possível armar que o número total de átomos é igual nos recipientes que contêm: A CO e CO2. CO e O2. C CO e C2H4. D CO2 e O2. E CO2 e C2H4. 35 ITA Uma massa de 180 g de zinco metálico é adicio- nada a um erlenmeyer contendo solução aquosa de ácido clorídrico. Ocorre reação com liberação de gás que é totalmente coletado em um Balão A, de volume igual a 2 L. Terminada a reação, restam 49 g de zin- co metálico no erlenmeyer. A seguir, por meio de um tubo provido de torneira, de volumes desprezíveis, o Balão A é conectado a um Balão B, de volume igual a 4 L, que contém gás nitrogênio sob pressão de 3 atm. Considere que a temperatura é igual em ambos os balões e que esta é mantida constante durante todo o experimento. Abrindo-se a torneira do tubo de co- nexão entre os dois balões, ocorre a mistura dos dois gases. Após estabelecido o equilíbrio, a pressão nos dois balões pode ser expressa em função da cons- tante dos gases (R) e da temperatura absoluta (T) por A 1/2 RT 1/2 RT + 1 C 3/2 RT D 1/3 RT + 2 E RT + 3 36 PUC-SP A reação entre o gás nitrogênio (N2) e o gás hidrogênio (H2) produz o gás amônia (NH3). Em um re- cipiente fechado de 10 L, a 800 K, foram colocados F R E N T E 3 297 5 mol de N2 e 20 mol de H2. Considerando que o ren- dimento dessa reação nessas condições é de 40% e que não houve variação de temperatura, a relação en- tre a pressão final e inicial do sistema é A Pf = 0,84 Pi Pf = Pi C Pf = 1,19 Pi D Pf = 0,4 Pi E Pf = 0,6 Pi 37 UEL Considerea mistura de 0,5 mol de CH4 e 1,5 mol de C2H6, contidos num recipiente de 30,0 litros a 300 K. A pressão parcial do CH4, em atmosfera, é igual a A 1,0 0,82 C 0,50 D 0,41 E 0,10 38 UFC Considere um recipiente de 10 L contendo uma mistura gasosa de 0,20 mol de metano, 0,30 mol de hidrogênio e 0,40 mol de nitrogênio, a 25 °C. Admitin- do-se o comportamento do gás ideal, pede-se: a) a pressão, em atmosferas, no interior do recipiente. b) as pressões parciais dos componentes. Dado: R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol–1 ⋅ K–1 39 UFPE 2012 Gases ideais são sistemas muito importan- tes em Química e Física, pois têm equações de estado conhecidas. Sobre o comportamento de gases ideais, é correto afirmar que: J as equações de estado de gases ideais indepen- dem da natureza química do gás. J num gás que apresenta comportamento ideal, as energias de interações médias entre as moléculas são desprezíveis, comparadas com as suas energias cinéticas médias. J para uma mistura de dois gases ideais, a pressão total do sistema é maior que a soma das pressões parciais dos gases. J o gráfico a seguir representa a dependência do volume com a pressão para um gás ideal numa temperatura constante. 0 0 Pressão V o lu m e J o gráfico a seguir representa a dependência do volume com a temperatura para um gás ideal numa pressão constante. 0 0 Temperatura V o lu m e 40 UFPE Um frasco de 22,4 L contém 2,0 mol de H2 e 1,0 mol de N2, a 273,15 K (R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ K –1 ⋅ mol–1). Portanto, podemos afirmar que: J as frações molares de H2 e N2 são respectivamente 2 3 e 1 3 . J as pressões parciais de H2 e N2 são respectivamen- te 2,0 atm e 1,0 atm. J a pressão total no vaso é de 3,0 atm. J ao comprimirmos os gases, até a metade do vo- lume inicial do frasco, teremos uma pressão final de 1,5 atm. J os gases H2 e N2 possuem densidades diferentes e, por isso, não se misturam. 41 UEM 2014 Considere uma mistura gasosa formada por 8 g de H2 e 32 g de O2 que exerce uma pressão total igual a 50 kPa em um recipiente de 40 litros e assinale o que for correto. 01 A fração, em mols, de hidrogênio é 0,8. 02 A pressão parcial do oxigênio é 10 kPa. 04 O volume parcial do hidrogênio é 32 litros. 08 A porcentagem, em volume, do oxigênio é 20%. 16 A pressão parcial do hidrogênio é 45 kPa. Soma:JJ 42 PUC-PR 2016 A atmosfera é uma camada de gases que envolve a terra, sua composição em volume é basica- mente feita de gás nitrogênio (78%), gás oxigênio (21%) e 1% de outros gases, e a pressão atmosférica ao nível do mar é de aproximadamente 100 000 Pa. A altitude altera a composição do ar, diminui a concentração de oxigênio, tornando-o menos denso, com mais espa- ços vazios entre as moléculas; consequentemente, a pressão atmosférica diminui. Essa alteração na quantidade de oxigênio dificulta a respiração, carac- terizando o estado clínico conhecido como hipóxia, que causa náuseas, dor de cabeça, fadiga muscular e mental, entre outros sintomas. Em La Paz, na Bolí- via, capital mais alta do mundo, situada a 3 600 metros acima do nível do mar, a pressão atmosférica é cerca de 60 000 Pa e o teor de oxigênio no ar atmosféri- co é cerca de 40% menor que ao nível do mar. Os 700 000 habitantes dessa região estão acostumados ao ar rarefeito da Cordilheira dos Andes e comumen- te mascam folhas de coca para atenuar os efeitos da altitude. Em La Paz, a pressão parcial do gás oxigênio, em volume, é aproximadamente de: A 10 200 Pa. 12 600 Pa. C 16 000 Pa. D 20 000 Pa. E 24 000 Pa. 43 FICSAE 2017 Foi realizada a combustão do gás butano em reator fechado. Inicialmente, a pressão parcial de gás butano era de 100 mbar, enquanto a pressão par- cial de gás oxigênio era de 500 mbar. Considerando que todo butano e oxigênio foram con- sumidos e que os únicos produtos formados foram