Questões de Química - FUVEST | Gabarito e resoluções

Questão 5
2020Química

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) Arla 32 uma soluo de aproximadamente 32 g de ureia (H2NCONH2) em 100 mL de gua utilizada em veculos a diesel para diminuir as emisses de xidos de nitrognio (NO e NO2), que podem causar problemas ambientais quando em excesso na atmosfera. A soluo de Arla, ao ser adicionada aos gases de escape do motor, em alta temperatura, forma amnia (reao I). Em uma segunda etapa, a amnia formada reage com NO2 e gera gs nitrognio e gua (reao II). a) Escreva a frmula de Lewis da ureia. b) Calcule quantos litros de soluo de Arla 32 so necessrios para consumir todo o NO2 produzido em uma viagem de 100 km, considerando que a quantidade de NO2 formado por esse veculo de 460 mg por km rodado. Indique os clculos. c) Considerando que a reao entre NH3 e NO forma os mesmos produtos que a reao II, o volume gasto de Arla 32 para consumir o NO seria menor, igual ou maior ao usado para consumir uma mesma quantidade em mol de NO2? Justifique mostrando a reao entre NH3 e NO. Note e adote: Considerar todas as reaes com 100% de rendimento. Massas molares: ureia = 60 g.mol-1; NO2 = 46 g.mol-1 Distribuio eletrnica: H: 1s1; C: 1s2 2s2 2p2 ; N: 1s2 2s2 2p3 ; O: 1s2 2s2 2p4

Questão 6
2020Química

(FUVEST - 2020 - 2 FASE) Muitos metais () em gua, dependendo do pH da soluo, formam hidrxidos () insolveis. Esse comportamento pode ser descrito pela equao (I), que relaciona o valor de pH com o logaritmo da concentrao do metal (log []), para uma dada temperatura, em que a constante do produto de solubilidade do hidrxido do metal. Equao (I):log[] = log () +14n - n (pH) O comportamento da equao (I) representado no grfico, no qual as linhas mostram o valor de pH e log [] em que se inicia a precipitao de cada um dos metais. Em condies mais alcalinas do que a apresentada na linha de cada metal, ser observada a espcie insolvel como hidrxido e, em condies mais cidas do que a apresentada na linha, ser observada a espcie em sua forma solvel. a) Pinte, no grfico da folha de respostas, a regio onde o se encontra na forma solvel e o se encontra na forma de insolvel. b) As linhas que representam e possuem a mesma inclinao, mas diferem da inclinao daslinhas que representam e , que possuem a mesma inclinao entre si. Indique a carga n de e justifique com base na equao (I). c) Indique qual das espcies tem maior valor de : ou . Justifique com base nas informaes dadas

Questão 6
2020Química

(FUVEST - 2020) Os chamados remdios homeopticos so produzidos seguindo a farmacotcnica homeoptica, que se baseia em diluies sequenciais de determinados compostos naturais. A dosagem utilizada desses produtos da ordem de poucos mL. Uma das tcnicas de diluio homeoptica chamada de diluio centesimal (CH), ou seja, uma parte da soluo diluda em 99 partes de solvente e a soluo resultante homogeneizada (ver esquema). Alguns desses produtos homeopticos so pro‐ duzidos com at 200 diluies centesimais sequenciais (200CH). Considerando uma soluo de partida de 100 mL com concentrao 1 mol/L de princpio ativo, a partir de qual diluio centesimal a soluo passa a no ter, em mdia, nem mesmo uma molcula do princpio ativo?

Questão 7
2020Química

(FUVEST - 2020) O gs hlio disponvel comercialmente pode ser gerado pelo decaimento radioativo, sobretudo do urnio, conforme esquematizado pela srie de decaimento. Desde a formao da Terra, h 4,5 bilhes de anos, apenas metade do 238U decaiu para a formao de He. Com base nessas informaes e em seus conhecimentos, correto afirmar:

Questão 8
2020Química

(FUVEST - 2020) Os movimentos das molculas antes e depois de uma reao qumica obedecem aos princpios fsicos de colises. Para tanto, cada tomo representado como um corpo pontual com uma certa massa, ocupando uma posio no espao e com uma determinada velocidade (representada na forma vetorial). Costumeiramente, os corpos pontuais so representados como esferas com dimetros proporcionais massa atmica. As colises ocorrem conservando a quantidade de movimento. Considerando um referencial no qual as molculas neutras encontram‐se paradas antes e aps a coliso, a alternativa que melhor representa o arranjo de ons e molculas instantes antes e instantes depois de uma coliso que leva reao F + H3CCl CH3F + Cl

Questão 9
2020Química

(FUVEST - 2020) Quando o nosso corpo lesionado por uma pancada, logo se cria um hematoma que, ao longo do tempo, muda de cor. Inicialmente, o hematoma torna‐se avermelhado pelo acmulo de hemoglobina. Em seguida, surge uma colorao azulada, decorrente da perda do O2 ligado ao Fe do grupo heme. Essa colorao torna‐se, ento, esverdeada (biliverdina) e, aps isso, surge um tom amarelado na pele (bilirrubina). Essa sequncia de cores ocorre pela transformao do grupo heme da hemoglobina, como representado a seguir: Com base nas informaes e nas representaes, correto afirmar:

Questão 10
2020Química

(FUVEST- 2020) A reao de cetonas com hidrazinas, representada pela equao qumica pode ser explorada para a quantificao de compostos cetnicos gerados, por exemplo, pela respirao humana. Para tanto, uma hidrazina especfica, a 2,4‐dinitrofenilhidrazina, utilizada como reagente, gerando um produto que possui cor intensa. Considere que a 2,4‐dinitrofenilhidrazina seja utilizada para quantificar o seguinte composto: Nesse caso, a estrutura do composto colorido formado ser:

Questão 11
2020Química

(FUVEST - 2020) Em supermercados, comum encontrar alimentos chamados de liofilizados, como frutas, legumes e carnes. Alimentos liofilizados continuam prprios para consumo aps muito tempo, mesmo sem refrigerao. O termo liofilizado, nesses alimentos, refere‐se ao processo de congelamento e posterior desidratao por sublimao da gua. Para que a sublimao da gua ocorra, necessria uma combinao de condies, como mostra o grfico de presso por temperatura, em que as linhas representam transies de fases. Apesar de ser um processo que requer, industrialmente, uso de certa tecnologia, existem evidncias de que os povos pr‐ colombianos que viviam nas regies mais altas dos Andes conseguiam liofilizar alimentos, possibilitando estoc‐los por mais tempo. Assinale a alternativa que explica como ocorria o processo de liofilizao natural:

Questão 12
2020QuímicaMatemática

(FUVEST - 2020) Para exemplificar probabilidade, um grupo de estudantes fez uma atividade envolvendo qumica, conforme o procedimento descrito. Cada estudante recebeu um recipiente contendo 800 mL de gua destilada com algumas gotas do indicador de pH alaranjado de metila e solues de HCl e NaOH em diversas concentraes.Cada estudante deveria jogar apenas uma vez dois dados, um amarelo e um vermelho, ambos contendo os nmeros de 1 a 6. Ao jogar o dado vermelho, o estudante deveria adicionar ao recipiente 100 mL de soluo do cido clordrico na concentrao 10n mol/L,sendo n o nmero marcado no dado (por exemplo, se sasse o nmero 1 no dado, a soluo seria de 101 mol/L; se sasse 6, a soluo seria de 106 mol/L). Ao jogar o dado amarelo, o estudante deveria executar o mesmo procedimento, mas substituindo o cido por NaOH, totalizando assim 1,0 L de soluo. O estudante deveria observar a cor da soluo ao final do experimento. A professora mostrou a tabela com alguns valores de pH resultantes conforme os nmeros tirados nos dados. Ela pediu, ento, aos estudantes que utilizassem seus conhecimentos e a tabela para prever em quais combinaes de dados a cor final do indicador seria vermelha. A probabilidade de, aps realizar o procedimento descrito, a soluo final preparada por um estudante ser vermelha de:

Questão 1
2019Química

(FUVEST - 2019) Muitas atividades importantes para o desenvolvimento tecnolgico humano requerem solues secas, ou seja, sem gua. H muitas formas de eliminar a gua de um lquido, mas eliminar praticamente todas as molculas de gua pode ser uma tarefa difcil. Um material poroso, chamado de peneira molecular, capaz de capturar gua muito eficientemente. Aluminossilicatos so materiais microporosos e, dependendo do dimetro da abertura e do volume dos poros, podem funcionar como peneiras moleculares para a gua. Um aluminossilicato com dimetro da abertura do poro igual a 0,4 nm est representado na figura 1. a) Considere uma peneira molecular hidratada de frmula molecular. Qual a percentagem em em massa de gua nesse material? b) Considerando que cada mol de peneira molecular tem um volume ao redor de 120 cm3 disponvel para a captura de molculas de gua, calcule o volume de uma molcula de gua e o nmero de molculas de gua que pode ser retido em 1 mol de peneira molecular. c) Uma molcula de gua tem distncia entre os tomos de oxignio e hidrognio de 96 pm e distncia entre os tomos de hidrognio de 150 pm. Considerando as orientaes apresentadas na figura 2, calcule, em cada caso, qual o menor dimetro da abertura do poro (expresso como um nmero inteiro em pm) que uma peneira molecular deve ter para capturar gua. Demonstre os clculos. Desconsidere os raios atmicos. Note e adote: Massas molares (g/mol): Peneira molecular hidratada = 365; H = 1; O = 16. Densidade (g/mL): gua = 1,00. Nmero de Avogadro = 6,0 1023. 1 pm = 1012 m; 1 nm = 109 m.

Questão 2
2019Química

(FUVEST - 2019) O fsforo elementar pode ser obtido em diferentes formas alotrpicas, nas condies mostradas na figura. O fsforo branco, de frmula P4, convertido em fsforo vermelho, conforme a estrutura mostrada na figura. Isso faz com que suas propriedades se alterem. Por exemplo, fsforo branco solvel no solvente dissulfeto de carbono, ao passo que o vermelho no solvel. A obteno industrial do fsforo branco feita a partir do aquecimento do mineral fluorapatita, Ca5(PO4)3F, na presena de slica e carvo, conforme a equao 4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2 Com base nessas informaes, responda ao que se pede. a) Qual das formas alotrpicas do fsforo mostradas na figura ter maior densidade? b) Estima-se que, anualmente, 744.000 toneladas de fsforo branco so produzidas industrialmente. Calcule a massa total de fluorapatita usada como matria-prima nesse processo. Considere que esse mineral possui 100% de pureza. Demonstre os clculos. c) Qual a diferena entre as ligaes que mantm as molculas de fsforo branco unidas e as que mantm a estrutura do fsforo vermelho ou do fsforo preto? Explique. Note e adote: Massas molares (g/mol): Fluorapatita = 504; P4 = 124

Questão 3
2019Química

(FUVEST - 2019) O tricloreto de nitrognio (NCl3), ou tricloramina, um composto de aparncia oleosa muito perigoso quando puro, pois se decompe explosivamente formando N2 e Cl2. Ele era utilizado, at sua proibio na dcada de 1940, para o branqueamento de farinhas comerciais, no chamado Processo Agene. Atualmente, conhecido como um dos subprodutos txicos indesejveis formados no processo de desinfeco de piscinas. Ele se forma, por exemplo, pela reao do cloro usado nas piscinas com ureia proveniente da urina de nadadores que as utilizam. Pede-se: a) Represente a molcula do NCl3 utilizando frmula de Lewis. b) Escreva a equao balanceada para a decomposio do NCl3 em N2 e Cl2. Qual o nmero de oxidao do nitrognio no reagente e no produto? c)Calcule a entalpia da reao de decomposio do NCl3, considerando os valores de energia de ligao fornecidos. A reao endotrmica ou exotrmica? Demonstre seus clculos e justifique sua resposta.

Questão 4
2019Química

(FUVEST - 2019) Um corante, cuja frmula estrutural est representada na figura, foi utilizado em um experimento. Sabe-se que sua soluo aquosa azul e que, com a adio de um cido soluo, ela se torna vermelha. O experimento foi realizado em trs etapas: Etapa 1: Colocou-se uma soluo aquosa do corante em um funil de separao. Em seguida, um volume igual de diclorometano foi tambm adicionado a esse funil, agitando-se o contedo em seguida. Aps algum tempo, observou-se separao em duas fases. Etapa 2: Recolheu-se a fase superior (soluo azul) obtida na etapa 1 em um bquer e adicionou-se a ela uma soluo aquosa de cido sulfrico, at a soluo se tornar vermelha. A seguir, colocou-se essa soluo em um funil de separao limpo, ao qual tambm foi adicionado igual volume de diclorometano. Agitou-se o contedo e, aps algum tempo, observou-se separao de fases. Etapa 3: A soluo vermelha obtida (fase inferior) foi recolhida em um bquer limpo, ao qual foi adicionada, em seguida, uma soluo aquosa de hidrxido de sdio, observando-se nova mudana de cor. O contedo do bquer foi transferido para um funil de separao limpo, agitou-se o contedo e, aps algum tempo, observou-se separao de fases. O esquema a seguir mostra os resultados obtidos nas trs etapas do experimento. Com base nesses resultados, pergunta-se: a)Se a um funil de separao forem adicionados gua e diclorometano, qual a fase da gua (superior ou inferior)? b)Escreva a equao qumica que representa a transformao que ocorreu com o corante na etapa 2. O produto orgnico dessa etapa mais solvel em gua ou em diclorometano? Explique com base nos resultados experimentais. c)Qual a cor de cada uma das fases na etapa 3? Explique com base nos resultados experimentais. Note e adote: Densidade (g/mL): gua = 1,00; diclorometano = 1,33

Questão 5
2019Química

(FUVEST - 2019) Na natureza, existem os seguintes istopos: e ,cada um com a probabilidade de ocorrncia de 50%, ee, com probabilidades de 75% e 25%. respectivamente.Um instrumento chamado espectrmetro de massas pode ser utilizado para analisar molculas constitudas por diferentes combinaes desses istopos. Nessa anlise, formam-se os chamados ons moleculares, pela perda de um eltron de cada uma dessas molculas. O resultado um grfico, chamado espectro de massas, onde esses ons moleculares so registrados na forma de linhas, em ordem crescente de massa molecular. A intensidade de cada linha, correspondendo a uma mesma massa, depende da probabilidade de ocorrncia de cada combinao isotpica no on formado. Assim, por exemplo, para o composto , foram obtidos os seguintes resultados: Note e adote: Considere que, na natureza, tanto a porcentagem de 12C como a de 19F 100%. O halon-1211 um gs cuja frmula molecular CBrClF2. Quando esse gs foi analisado em um espectrmetro de massas, formaram-se ons moleculares. a) Mostre a frmula molecular do on de maior massa, especificando os istopos de Br epresentes, para todos os ons de massa molecular 166 formados. c) Baseando-se somente nas informaes apresentadas, mostre, no grfico da folha de respostas, como poderia ser o espectro obtido para a anlise do halon-1211. Grfico da folha de respostas.

Questão 6
2019Química

(FUVEST - 2019) Alguns cloretos de alquila transformam-se em teres quando dissolvidos em etanol, e a soluo aquecida a determinada temperatura. A equao qumica que representa essa transformao : Um grupo de estudantes realizou um experimento para investigar a reatividade de trs cloretos de alquila ao reagir com etanol, conforme descrito a seguir e esquematizado na tabela. O grupo separou 4 tubos de ensaio e, em cada um, colocou 1 mL de etanol e uma gota do indicador alaranjado de metila. A seguir, adicionou 6 gotas de cloreto de metila ao tubo 2, 6 gotas de cloreto de sec-butila ao tubo 3 e 6 gotas de cloreto de terc-butila ao tubo 4 (linha I na tabela). Os quatro tubos foram aquecidos por 10 minutos a 60C, em banho de gua e, aps esse tempo, foram registradas as observaes experimentais relacionadas cor das solues (linha II na tabela). Surgiu a dvida quanto ao resultado obtido para o tubo 2 e, assim sendo, os estudantes resolveram fazer um novo teste, adicionando, a cada um dos tubos, 2 gotas de uma soluo 5% de nitrato de prata em etanol. As observaes experimentais feitas a partir desse teste tambm foram registradas (linha III na tabela). Note e adote: Alaranjado de metila um indicador cido-base. Em pH 4, apresenta colorao vermelha e, em pH 5, apresenta colorao amarela. a) Explique por que a cor do indicador cido-base muda quando ocorre a reao do cloreto de alquila com o etanol. b) D a frmula estrutural do produto orgnico e a frmula do precipitado formados no tubo 3. c) Com base nos resultados experimentais, indique a ordem de reatividade dos trs cloretos de alquila investigados no experimento. Justifique sua resposta com base nos resultados experimentais.