Questões de Concurso Comentadas sobre transformações químicas e energia em química

Uma célula eletroquímica é um dispositivo que utiliza reações de óxido-redução para produzir a interconversão de energia química e elétrica. Existem dois tipos de células eletroquímicas: as células galvânicas, nas quais energia química é convertida em energia elétrica, e as células eletrolíticas, nas quais energia elétrica é convertida em energia química. Considere uma célula eletroquímica baseada na seguinte reação:



O valor da variação de energia livre, ∆G⁰ e a espontaneidade da reação é:

As reações de oxirredução estão entre as reações químicas mais comuns e importantes. Elas estão envolvidas em uma grande variedade de processos importantes, incluindo a ferrugem do ferro, a fabricação e ação de alvejantes e a respiração dos animais. A transferência de elétrons que ocorre durante as reações de oxirredução pode também ser usada para produzir energia na forma de eletricidade. Em outras instâncias usamos a energia para fazer determinados processos não espontâneos ocorrerem. Sobre as reações de oxirredução, analise as afirmativas a seguir.

I. Na reação química As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₃AsO₄ + H₂SO₄ + NO, o nitrogênio sofre redução.
II. Na reação Cl_2(g) + NaOH_(aq) → NaCl_(aq) + NaClO_(aq) + H₂O_(l), o cloro sofre, ao mesmo tempo, oxidação e redução, tratando-se, nesse caso, de uma reação de auto-oxirredução.
III. Na equação química MnO₄^- + Fe²⁺_(aq) + H⁺ _(aq) → Mn²⁺_(aq) + H₂O + Fe³⁺_(aq), a soma dos menores valores inteiros dos coeficientes estequiométricos é 24.

Está correto o que se afirma em

As interações intermoleculares influenciam diversas propriedades físico-químicas das substâncias, como temperatura de fusão e de ebulição, viscosidade, solubilidade, dentre outras propriedades. A tabela a seguir apresenta a temperatura de ebulição de três substâncias, denominadas I, II e III.



Fonte: ATKINS, P.; JONES, L.; LAVERMAN, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018. p.191.


Considerando a relação existente entre as interações intermoleculares e a temperatura de ebulição, e comparando a temperatura de ebulição das três substâncias, assinale a alternativa que identifica, corretamente, a fórmula química das substâncias I, II e III. São dados os números atômicos dos elementos químicos H (Z=1), C (Z=6), N (Z=7) e P (Z=15). 

Willian R. Rocha. In: Química Nova na Escola, n.º 4, 2001, p. 31-7.

Considerando a figura acima, que mostra a variação da temperatura de ebulição de vários hidrocarbonetos lineares em função do número de átomos de carbono em suas moléculas, assinale a opção que apresenta uma explicação correta para as diferenças nas temperaturas de ebulição dessas substâncias.

Com base na figura a seguir, analise as afirmativas.

(Disponível em: http://www.portalvila.com.br/)

I. Um bloco de chumbo pode ser utilizado como isolante.

II. A radiação 1, que sofre desvio de trajetória em virtude da placa carregada negativamente, é constituída por partículas β.

III. A radiação 3, que sofre desvio de trajetória em virtude da placa carregada positivamente, é constituída por partículas α;

IV. A radiação ɣ, representada por 2, não sofre influência do campo elétrico em sua trajetória.

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

Os valores de energia de ionização para um átomo informam a respeito da sua distribuição eletrônica.

Em relação ao gráfico anterior, analise as afirmativas.

I. O aumento nos valores de energia de ionização correspondente à remoção dos cinco primeiros elétrons ocorre em função do aumento da carga nuclear efetiva.

II. Os cinco primeiros elétrons removidos se encontram no mesmo subnível.

III. O grande incremento no valor da energia de ionização referente ao sexto elétron é um indicativo que este se encontra em um nível de energia mais próximo do núcleo que o quinto elétron.

IV. O elemento químico em questão pertence à coluna 17 da tabela periódica.

Estão corretas apenas as afirmativas

Um estudante do curso técnico em química utilizou um béquer de 100 mL ao qual adicionou solução de cloreto de sódio 3% e, logo após, fez a imersão parcial de uma lâmina de cobre conectada a uma lâmina de zinco por um fio condutor como ilustrado abaixo.

Dados:

I) Zn²⁺(aq) + 2e^- → Zn(s) ____________________E^o = - 0,76 V

II) H₂O(l) + O₂(g) + 2 e^- → 2 OH^- (aq) ____________E^o = + 0,40 V

É CORRETO afirmar que:

A diferença entre a energia livre dos produtos e a energia livre dos reagentes em uma reação química, sob condições normais, é chamada de energia livre de Gibbs (Δ𝐆°). A figura abaixo mostra dois diagramas da coordenada de reação onde se pode observar a energia livre de Gibbs.

Figura - Diagramas da coordenada de reação. (Fonte: BRUICE, 2006).

Considere os dois diagramas da coordenada de reação para as reações 1 e 2 mostradas na figura e assinale a alternativa correta que descreve cada uma das reações.

Com base nos fundamentos de eletroquímica, analise as assertivas a seguir e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.

( ) Na eletrólise ígnea do NaCl, após o processo de dissociação, quando a fonte de energia elétrica é ligada, o cátion (Na+) desloca-se em direção ao cátodo, e os ânions (Cl-) deslocam-se em direção ao ânodo.

( ) Na eletrólise aquosa do NaCl, os cátions H+ sofrem redução e transformam-se no gás H2, e os ânions Cl- sofrem oxidação e transformam-se no gás Cl2.

( ) Pilha é um dispositivo no qual ocorre produção de corrente elétrica a partir de energia química oriunda de uma reação de oxidação e redução.

( ) Na eletrólise ocorre uma reação de oxidação e redução espontânea.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

O calor liberado ou consumido em uma reação química é dado pela sua entalpia de reação (Δ_rH). Duas etapas consecutivas da preparação industrial de ácido sulfúrico são dadas pelas equações químicas 1 e 2 descritas abaixo, juntamente com suas respectivas entalpias de reação. Com base nesses dados, qual é o valor da entalpia da reação 3, em kJ mol^-1? 

A purificação do cobre por meio de eletrólise é um procedimento largamente utilizado nos dias de hoje. Por meio dessa metodologia, é possível obter esse metal com altos graus de pureza.
A célula eletrolítica para purificação do cobre contém solução de sulfato de cobre (CuSO4), o material a ser purificado em um dos eletrodos e outro eletrodo onde se depositará o cobre puro, como representado a seguir:


Disponível em: <https://www.saofranciscodeassis.edu.br/rgsn/arquivos/RGSN04/Refino-do-cobre-por-meio-daeletr%C3%B3lise-DAROSCI-OLIVEIRA-p171-182.pdf> (Com adaptações). Acesso em: 17 abr. 2024.  
Sobre essa metodologia, é correto afirmar que:

Em uma turma de Ensino Médio, o professor resolveu confeccionar uma bateria com materiais de baixo custo, para fins didáticos. Utilizando recipientes coletores, pregos galvanizados, pedaços de grafite e tintura de iodo contendo um pouco de iodeto de potássio, três células galvânicas foram montadas e associadas em série, como visto na figura abaixo:

Os alunos foram convidados a medir a tensão gerada pela bateria com auxílio de um multímetro.

DE ARAÚJO, Sayonara Maria Ferreira et al. Confecção de celas galvânicas com materiais de baixo custo para otimização de aulas sobre reações de oxirredução e eletroquímica no ensino médio. (Com adaptações).

Dados:

Potenciais de redução nas condições em que a bateria foi confeccionada:

I₃^- + 2e^- → 3I^- E = 0,53V

Zn⁺² + 2e^- → Zn E = -0,76V

Qual é o valor mais próximo do esperado para a bateria descrita?

Uma célula à combustível pode ser definida como um dispositivo eletroquímico que converte a energia química de um combustível em energia elétrica através de reações de oxidação e redução. Este modelo de geração de energia tem ganhado espaço por apresentar algumas vantagens em relação à queima de combustíveis fósseis, como emissão praticamente nula de gases de efeito estufa, operação silenciosa devido à ausência de engrenagens.







A figura acima mostra o esquema de funcionamento de uma célula operando com H₂ como combustível. Analisando o esquema, durante funcionamento deste dispositivo,

É sabido que o equilíbrio em fase gasosa mostrado abaixo é um processo altamente endotérmico.






Segundo o principío de Le Chatelier, a alteração no sistema que deve ser feita para que equilíbrio favoreça a formação de reagentes é

Considere uma célula eletrolítica formada por uma cuba com solução salina e uma fonte de eletricidade com eletrodos imersos na solução.
Assinale a opção que corresponde a um dos fenômenos que acontece na célula.

As biomoléculas compreendem todas as moléculas orgânicas que constituem os seres vivos. Elas são formadas por dezenas a milhares de átomos de carbono (C) reunidos em um esqueleto carbônico ligado a outros elementos químicos em menor quantidade, como: H, O, N, P, S, entre outros. O átomo C, entretanto, apresenta-se muito versátil em relação às ligações covalentes que ele pode formar. Observe as ligações químicas abaixo. Elas representam a versatilidade do carbono quanto ao tipo de ligação que ele realiza conforme o tipo de átomo com o qual ele reage. 







Dentre essas ligações que o carbono é capaz de fazer com ele mesmo ou com outros tipos de átomos, aquela que é mais rara de ocorrer nas biomoléculas é