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1/24 UEM QUIMÍCA 2018 1. Identificação de propriedades químicas do elemento zinco: (a) O zinco é um metal com cor cinza-prateada e funde a 420 °C. → Propriedade física (cor e ponto de fusão). (b) Quando grânulos de zinco são adicionados ao ácido sulfúrico, libertam hidrogénio. → Propriedade química (reação com ácido). (c) O zinco tem uma dureza de 2,5 Mohs e uma densidade de 7,13 g/cm³. → Propriedade física (dureza e densidade). (d) Reage lentamente com oxigénio para formar óxido de zinco. → Propriedade química (reação com oxigénio). Propriedades químicas: (b) e (d). Resposta correta: C. 2. Transformações químicas observadas ao acender o palito: (a) O palito arde. → Transformação química (combustão). (b) A lâmina de metal torna-se quente. → Transformação física (mudança de temperatura). (c) Água condensa-se na superfície do metal. → Transformação física (condensação). (d) Fuligem deposita-se na superfície. → Transformação química (formação de carbono). Transformações químicas: (a) e (d). Resposta correta: B. 2/24 3. Misturas homogêneas e heterogêneas: Água lamacenta → Heterogênea (lama não dissolve na água). Betão (cimento, areia e pedra) → Heterogênea. Refrigerante → Homogênea (solução). Ar liquefeito → Homogênea (mistura de gases liquefeitos). Homogêneas: (c) e (d). Resposta correta: C. 4. Posicionamento dos líquidos em tubos de ensaio: Densidades: Água: 1,00 g/mL. Mercúrio: 13,6 g/mL. Ciclohexano: 0,778 g/mL. Ordem de densidades: ciclohexano (topo) B > D > A. Resposta correta: E. 18. Reação do perclorato de potássio: Reação: KClO3 + C6H12O6 → KCl + CO2 + H2O. Coeficientes estequiométricos: 1 : 1 : 1 : 2 : 3. Resposta correta: B. 19. Quantidade de moles de oxigénio: Dado: 3 × 1024 moléculas de oxigénio. Número de Avogadro: 6, 02 × 1023. 7/24 N 32 200 40 Fórmula: n = nú mero de molˊeculas n = A 3×1024 6,02×1023 ≈ 5 moles. Resposta correta: C. 20. Reação com mercúrio e oxigénio: Dados: 100 g de mercúrio. 10 g de oxigénio. Massa molar: Mercúrio: 200 g/mol. Oxigénio: 16 g/mol, O2 = 32 g/mol. Moles: Mercúrio: 100 Oxigénio: 10 = 0, 5. ≈ 0, 31. Reação: 2Hg + O2 → 2HgO. Oxigénio é o reagente limitante. Resposta correta: B. 21. Massa molecular do metilênio: Dados: Massa molecular experimental: 120, 19 u. Fórmula mínima: C3H4. Massa mínima: 12 × 3 + 4 = 40 u. Razão: 120,19 = 3. Fórmula molecular: C9H12. 8/24 Resposta correta: D. 22. Massas moleculares: Ca(MgSi2O7): 40 + (24 + 28 × 2 + 16 × 7) = 276 u. C6H8O6: 72 + 8 + 96 = 176 u. Fe4[Fe(CN)6]3: 4 × 56 + (3 × (56 + 12 + 14 × 6)) = 1056 u. Resposta correta: A. 23. Fórmula do sal de Epsom: Massa da amostra: 1, 23 g. MgSO4 ⋅ 5H2O: Massa molar 246 g/mol. Moles: n = 1,23 246 = 0, 005. Número de moléculas: 0, 005 × 6, 02 × 1023 = 3, 01 × 1021. Resposta correta: D. 24. Conversão em fluorapatite: Ca5(PO4)3OH + F → Ca5(PO4)3F + OH. Resposta correta: B (100%). 25. Dosagem de tetraciclina: Dados: Dose: 0, 24 mg/kg/dia. 9/24 Peso: 8 kg. Fórmula: Dose total = 0, 24 × 8 = 1, 92 mg/dia. Resposta correta: C. 26. Solubilidade em solvente apolar: Substâncias como C6H14 são apolares e dissolvem CCl4 ou substâncias apolares. Resposta correta: A. Se precisar de mais explicações, fico à disposição! Vamos analisar a questão 24, que trata da conversão de hidroxiapatite em fluorapatite no esmalte dentário. Questão: A hidroxiapatite (Ca5(PO4)3OH) no esmalte dentário é convertida em fluorapatite (Ca5(PO4)3F) ao interagir com flúor. O que acontece é que o íon OH− da hidroxiapatite é substituído pelo íon F−, resultando em fluorapatite, que é mais resistente à desmineralização do dente. Reação química: Ca5(PO4)3OH + F− → Ca5(PO4)3F + OH− Interpretação: 1. Conversão total: A questão afirma que os fluoretos convertem a hidroxiapatite em fluorapatite. Se toda a hidroxiapatite for convertida, 100% será transformada em fluorapatite. 10/24 2. Quantidade de conversão: Se o processo for completo, não há perdas. Assim, 100% da hidroxiapatite é transformada em fluorapatite. Resposta correta: B (100%) — A conversão é total e não há perdas no processo. Se precisar de mais detalhes ou outros exemplos, fico à disposição! Vamos resolver e explicar as questões apresentadas nesta terceira imagem com detalhes e resultados finais. 27. Cálculo da molaridade (M) e molalidade (m): Dados: Massa de glicose: 9 g. Volume da solução: 250 g (como a densidade da água é 1 g/mL, considera-se o volume igual à massa). Massa molar da glicose: 12 × 6 + 1 × 12 + 16 × 6 = 180 g/mol. Cálculo da molaridade (M ): M = nú mero de moles volume da soluç ã o em litros Moles de glicose = 9 180 0, 05 mol M = 0,05 0,25 = 0, 2 mol/L. Cálculo da molalidade (m): m = Resposta correta: A. nú mero de moles massa do solvente (kg) 0,05 0,25 = 0, 2 mol/kg. 28. Cálculo dos moles de ácido clorídrico: Dados: Concentração:12 M. Volume: 300 mL = 0, 3 L. Cálculo: Moles = Molaridade × Volume Moles = 12 × 0, 3 = 3, 6 mol. = m = 11/24 Resposta correta: B. 29. Cálculo da massa de NaOH necessária: Dados: Concentração: 0, 4 M. Volume: 250 mL = 0, 25 L. Massa molar de NaOH: 23 + 16 + 1 = 40 g/mol. Cálculo: Moles de NaOH = Molaridade × Volume Moles = 0, 4 × 0, 25 = 0, 1 mol. Massa = Moles × Massa molar Massa = 0, 1 × 40 = 4 g. Resposta correta: C. 30. Quantidade de bicarbonato necessária: Reação: HCl (aq) + NaHCO3 → NaCl (aq) + H2O + CO2. Concentração de HCl = 0, 025 M. Volume de HCl = 100 mL = 0, 1 L. Cálculo de moles de HCl: Moles de HCl = 0, 025 × 0, 1 = 0, 0025 mol. Reação 1:1 significa que NaHCO3 também precisa de 0, 0025 mol. Volume de solução de NaHCO3: Volume = Resposta correta: A. Moles Concentração 0,0025 0,025 = 0, 1 L = 100 mL. 31. Quantidade de calor produzida com 9 g de Al: Reação: 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe. ΔH = −852 kJ. = 12/24 2 27 Massa molar de Al: 27 g/mol. Cálculo de moles de Al: Moles de Al = 9 = 0, 333 mol. Reação consome 2 moles de Al para liberar 852 kJ: Energia liberada = 0, 333 × −852 = −142 kJ. Resposta correta: C. 32. Identificação da reação de formação de CO₂: Reação: C + O2 → CO2. ΔH = −393 kJ. Resposta correta: A. Se precisar de mais explicações ou de ajuda em outras questões, fico à disposição! Vamos resolver as questões 32 e 33 detalhadamente. 32. Determinação da reação com entalpia de formação do CO₂ Dados fornecidos: A reação fornecida é: C (grafite) + O2 → CO2(g) Entalpia de formação (ΔHf ) é a energia liberada ou absorvida quando 1 mol de uma substância é formado a partir de seus elementos em seus estados padrões. A entalpia de formação do CO2 é fornecida como: ΔHf = −393 kJ/mol. 13/24 Análise: A equação fornecida já é uma reação de formação, pois: C (grafite) é o estado padrão do carbono. O2 é o estado padrão do oxigénio. CO2(g) é formado diretamente a partir desses elementos. Resposta correta: A. C (grafite) + O2 → CO2(g), ΔH = −393 kJ. 33. Determinação da variação total de energia (ΔH) Dados fornecidos: Reação: C (grafite) + 2NO2 → CO2 + 2NO. As entalpias associadas são: ΔHf (CO2) = −393 kJ/mol, ΔHf (NO) = +90 kJ/mol, ΔHf (NO2) = +34 kJ/mol. Fórmula para ΔH: A variação total de energia da reação (ΔHrea çã o ) é calculada como: ΔHre a ç ã o = ∑(ΔHf produtos) − ∑(ΔHf reagentes). Cálculo dos produtos: ΔHprodutos = ΔHf (CO2) + 2 × ΔHf (NO) ΔHprodutos = −393 + 2 × (+90) = −393 + 180 = −213 kJ. Cálculo dos reagentes: ΔHreagentes = ΔHf (C (grafite)) + 2 × ΔHf (NO2) ΔHreagentes = 0 + 2 × (+34) = 0 + 68 = +68 kJ. 14/24 Cálculo de ΔHrea ç ã o : Resposta correta: B. ΔHreação = −281 kJ. ΔHreaç ã o = ΔHprodutos − ΔHreagentes ΔHr e a ç ã o = −213 − 68 = −281 kJ. 35. Lei de velocidade da reação Reação fornecida: 2H2(g) + 2NO(g) → N2(g) + 2H2O(g). Dados experimentais: As velocidades (v) dependem das concentrações de [H2] e [NO]. Para determinar a lei de velocidade, devemos observar como a velocidade varia com a mudança nas concentrações. 1. Experiência I e II: [H2] é constante (0, 001). [NO] dobra (0, 001 → 0, 002). v aumenta 4× (6 × 10−5 → 24 × 10−5). Isso indica que a velocidade é proporcional ao quadrado da concentração de [NO]: v ∝ [NO]2. 2. Experiência I e III: [NO] é constante (0, 001). [H2] dobra (0, 001 → 0, 002). v dobra (6 × 10−5 → 12 × 10−5). 15/24 Isso indica que a velocidade é proporcional a [H2]1: v ∝ [H2]. Lei de velocidade: Resposta correta: C. 36. Mecanismo da reação Mecanismo fornecido: v = k[H2][NO]2. 1. A(g) + B(g) → X(g) (etapa lenta). 2. X(g) + A(g) → C(g) (etapa rápida). Lei de velocidade: A velocidade de uma reação é determinada pela etapa lenta, que é a etapa determinante. Assim: Velocidade ∝ [A][B]. Resposta correta: A. 37. Lei de decomposição de A A decomposição de A segue o rearranjo estrutural, e os dados indicam que a velocidade é proporcional a: Portanto: Resposta correta: B. Velocidade ∝ [A][B]. v = k[A][B]. 16/24 38. Equilíbrios afetados pelo aumento de pressão Reações fornecidas: 1. CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g): Afetada (produz gás). 2. Ni(s) + 4CO(g) ↔ Ni(CO)4(g): Afetada (mudança no número de moléculas gasosas). 3. N2(g) + O2(g) ↔ 2NO(g): Não afetada (mesmo número de moléculas gasosas). 4. Fe3O4(s) + 8H+(aq) + 2e− ↔ 3Fe2+(aq) + 4H2O(l): Não afetada (sem gás envolvido). Resposta correta: A. I e II. 39. Concentrações no equilíbrio Reação fornecida: A(g) + 2B(g) ↔ AB2(g). Dados fornecidos: Inicialmente: [A] = 2 mol/L, [B] = 4 mol/L. No equilíbrio, [A] = 1 mol/L. Cálculo: 1. Consumo de A: 2 − 1 = 1 mol/L. 2. Reação consome 2 B para cada A: B consumido = 2 × 1 = 2 mol/L. [B] = 4 − 2 = 2 mol/L. 3. Formação de AB2: [AB2] = 1 mol/L. Resposta correta: C. [A] = 1, [B] = 2, [AB2] = 1. 17/24 3 4 40. Constante de equilíbrio (Kc) Reação fornecida: Dados fornecidos: [HI] = 2 × 10−3 mol/L. [H2] = 1, 5 × 10−3 mol/L. [I2] = 1, 5 × 10−3 mol/L. Fórmula do Kc: 2HI(g) ↔ H2(g) + I2(g). Cálculo: Kc = [H2][I2] . [HI]2 Kc = (1, 5 × 10−3)(1, 5 × 10−3) . (2 × 10−3)2 Kc = Resposta correta: B. Kc = 0, 5625. 2, 25 × 10−6 4 × 10−6 = 0, 5625. 42. Meio produzido pelas substâncias em água Substâncias: KHCO3: Básico, devido ao íon bicarbonato (HCO−). K2SO4: Neutro, porque sulfato (SO2−) não hidrolisa. NH4Cl: Ácido, devido ao íon amónio (NH+). 4 18/24 KCN: Básico, devido ao íon cianeto (CN−). Resposta correta: C (Básico-neutro-ácido-básico). 43. Cálculo do pH de uma solução de HX Dados: Massa de HX = 9, 5 g. Volume: 500 mL = 0, 5 L. Massa molar de HX = 37 g/mol. log 3 = 0, 477. Cálculo: 1. Moles de HX: Moles = Massa Massa molar = 9, 5 37 = 0, 256 mol. 2. Concentração ([HX]): [HX] = Moles Volume 0, 256 = 0, 5 = 0, 512 mol/L. 3. pH = − log[HX]: pH = − log(0, 512) = −(log(5, 12 × 10−1)) = −(−1 + 0, 477) = 1 − 0, 477 = 0, 523. Resposta correta: B (1). 44. Cálculo do pH de NaOH Dados: Massa de NaOH = 2 g. Volume: 500 mL = 0, 5 L. 19/24 Massa molar de NaOH = 40 g/mol. log2 = 0, 3. Cálculo: 1. Moles de NaOH: Moles = Massa Massa molar = 2 = 0, 05 mol. 40 2. Concentração ([OH−]): [OH−] = Moles Volume 0, 05 = 0, 5 = 0, 1 mol/L. 3. pOH = − log[OH−]: pOH = − log(0, 1) = −(−1) = 1. 4. pH = 14 − pOH: pH = 14 − 1 = 13. Resposta correta: E (13). 45. Cálculo do pH do ácido fórmico Dados: Concentração ([HCOOH]) = 0, 1 mol/L. Ka = 1, 6 × 10−4. log 1, 6 = 0, 2, log 10−4 = −4. Cálculo: 1. Concentração de [H+]: [H+] = = = 1, 6 × 10−5. 2. log(1, 6 × 10−5) = log(1, 6) + log(10−5) = 0, 2 − 5 = −4, 8. 20/24 3. [H+] = 10−4,8, então: pH = − log[H+] = 4, 8. Resposta correta: B (2,8). 46. pH do ácido muito fraco Dados: Ka = 4, 0 × 10−9. Concentração: 0, 025 mol/L. Cálculo: 1. Concentração de [H+]: [H+] = = = = 1 × 10−5. 2. pH = − log[H+] = 5. Resposta correta: C (5,0). 47. Solubilidade do sulfureto de prata Reação: Dados: Kps = 3, 2 × 10−7. Solubilidade (s). Cálculo: Ag2S ↔ 2Ag+ + S2−. Kps = [Ag+]2[S2−] = (2s)2(s) = 4s3. 10−10 21/24 4s3 = 3, 2 × 10−7, s3 = 8 × 10−8, s = (8 × 10−8)1/3 = 2 × 10−3. Resposta correta:B (2 × 10−3). 48. Solubilidade do CaF2 e Kps Reação: CaF2 ↔ Ca2+ + 2F−. Dados: Solubilidade (s) = 2 × 10−4 mol/L. Cálculo de [Ca2+] e [F−]: Cálculo do Kps: [Ca2+] = s = 2 × 10−4, [F−] = 2s = 4 × 10−4. Kps = [Ca2+][F−]2 = (2 × 10−4)(4 × 10−4)2. Kps = (2 × 10−4)(16 × 10−8) = 32 × 10−12 = 3, 2 × 10−11. Resposta correta: D (3, 2 × 10−11). 49. Produto de solubilidade e concentração de íons Dado: 22/24 Kps = 1 × 10−10. Reação: CaF2 ↔ Ca2+ + 2F−. Cálculo da solubilidade (s): Kps = [Ca2+][F−]2 = s(2s)2 = 4s3. 4s3 = 1 × 10−10, s3 = 2, 5 × 10−11, s = (2, 5 × 10−11)1/3. s ≈ 2, 9 × 10−4. Resposta correta: A. 50. Números de oxidação (a) S em SO3: +6 (oxigénio −2, total 0). (b) Mn em KMnO4: +7 (potássio +1, oxigénio −8, total 0). (c) Br em HBrO3: +5 (hidrogénio +1, oxigénio −6, total 0). (d) As em K3AsO4: +5 (potássio +3, oxigénio −8, total 0). Resposta correta: C (+6, +7, +5, +5). 51. Redox e espontaneidade A espontaneidade de uma reação redox é determinada por: ΔG∘ 0 (potencial padrão positivo). Resposta correta: B (ΔG∘ 0). 23/24 52. Afirmações sobre células eletroquímicas Análise: (i) Correto: A ponte salina mantém o balanço de cargas. (ii) Incorreto: O cátodo é onde ocorre a redução, e o ânodo a oxidação. (iii) Correto: Elétrons fluem do ânodo para o cátodo. (iv) Correto: No cátodo ocorre a redução. Resposta correta: D (i, iii, iv). 53. Hidrocarbonetos aromáticos Estruturas: Benzeno: Mononuclear (1 anel). Naftaleno: Polinuclear (2 anéis). Antraceno: Polinuclear (3 anéis). Resposta correta: B. 54. Combustão completa de alceno Dados: Alceno CnH2n. Produção de 60 moles de CO2: n = 60. Reação: CnH2n + 3n/2O2 → nCO2 + nH2O. Resposta correta: E (Hexeno, C6H12). 24/24 55. Ácidos carboxílicos Identificação das fórmulas: (a) CH2O2: Ácido fórmico. (b) C2H4O2: Ácido acético. (c) CH3CHO: Aldeído. (d) CH3OH: Álcool. Resposta correta: A (a e b). 56. Reação de isopropil e água A reação de hidratação de propeno (C3H6) forma isopropanol (CH3CHOHCH3). Resposta correta: D (Álcool). 57. Polímeros Proteínas são polímeros de aminoácidos. Resposta correta: C (Proteínas; aminoácidos).