Questões de Concurso Sobre transformações químicas e energia em química

“É uma ciência voltada para análises das substâncias ou elementos químicos, visando identificá-los e/ou quantificá-los, através de instrumentos ou outros métodos.

Qual a ciência citada acima?

O aquecimento de um balão de São João ocorre pela adição de 900 J de calor. Ao receber este calor, o balão se expande e realiza 422 J de trabalho sobre a atmosfera. Calcule a variação de energia interna e diga se o processo é endotérmico ou exotérmico.

Considerando as equações termoquímicas fornecidas abaixo, o valor da entalpia padrão de formação de 1 mol do hidróxido de magnésio em kJ vale:

Mg(OH)₂ (s) → MgO (s) + H₂O (l); ∆H⁰ = +37,1 kJ

2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O (l); ∆H⁰ = -571,7 kJ

2Mg(s) + O₂(g) → 2MgO (s) ∆H⁰ = -1203,6 kJ

A matéria pode sofrer diversos tipos de transformações. A transformação química sempre há formação de novos materiais, em uma transformação química ocorre:

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.

As transformações químicas são ações que resultam na formação de novas substâncias e estão presentes em nosso dia a dia. Analise os fenômenos abaixo e assinale a alternativa correta que contém apenas transformações químicas.

I. O escurecimento de um metal.

II. A destruição da camada de ozônio.

III. A explosão de uma panela de pressão.

IV. A queima da madeira.

A entalpia média de ligação é a média da entalpia de dissociação de ligação para uma série de ligações A-B em moléculas diferentes. Assim, a entalpia de reação pode ser determinada através da entalpia de ligação média. Nesse sentido, considere a reação abaixo.

𝑆𝐹₄(𝑔)+𝐹2₂(𝑔)→𝑆𝐹₆(𝑔)

As entalpias médias de ligação para 𝐅₂,𝐒𝐅₄, e 𝐒𝐅₆ são +158, +343, e +327 KJ mol-1, respectivamente, com base nestas informações, assinale a alternativa correta que indica o valor da entalpia de reação para a produção de 𝐒𝐅₆(𝐠) a partir do 𝐒𝐅₄(𝐠).

Uma das evidências de que os átomos são formados por partículas menores se veio através de experimentação. Sabemos hoje, que o átomo é formado por elétrons, prótons, e outras partículas subatômicas. Sobre a descoberta do elétron, responda a alternativa correta.

Lei de Hess baseia-se em que uma reação é a soma de outras duas ou mais reações, o 𝛥𝐻 para o processo global é a soma dos valores de 𝛥𝐻daquelas reações.

Calcule o 𝛥𝐻da reação abaixo

½ N_2(g) + ½ O_2(g) → NO_(g)

Use as equações.

I - N_2(g) + 3H_2(g) →2NH_3(g) , 𝛥𝐻° = -91,8Kj

II - 4 NH_3(g) + 5 O_2(g) →4NO_(g) + 6H2O_(g) , 𝛥𝐻 ° = - 906,2kJ

III - H_2(g) + ½ O_2(g)→H₂O_(g) , 𝛥𝐻° = - 241,8kJ

Observe as reações:

I - H_2(g)+ ½O₂(g) →H₂O_(l) , ∆H = -68,3 Kcal/mol

II - C₆H₄(OH)_2(aq) → C₆H₄O_2(aq) + H_2(g) - 177kcal

III - C_(grafite)+ O_2(g) - 94,0kcal → CO_2(g)

IV - HgO_(s) + 90 kJ → Hg_(ℓ) + ½ O_2(g)

V - Na_(s) + H₂O_(ℓ) → NaOH + 1/2 H_2(g) + 282 kJ

Qual das opções abaixo contém somente reações exotérmicas?

A falta de gás oxigênio em reações de combustão pode levar a uma reação incompleta. Veja os exemplos de reações de combustão completa e incompleta do carvão:

- Combustão completa:

- Combustão incompleta:

Responda a alternativa correta.

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:

A indústria metalúrgica muitas vezes utiliza células eletrolíticas para realizar reações que não são espontâneas sem a aplicação de corrente elétrica externa. Qual é a corrente elétrica, em C s^-1, necessária para produzir 40 g do metal Cálcio a partir de cloreto de cálcio (CaCl₂) fundido, durante um processo de eletrólise que dura 1,0 x 10⁴ segundos?

Dados: Constante de Faraday F = 9,5 x 10⁴ C mol^-1 Massas molares: Ca: 40 g mol^-1; Cl: 35 g mol^-1

O potencial padrão de uma célula eletroquímica (as vezes chamado de força eletromotriz) é um parâmetro importante para avaliar a espontaneidade da reação redox associada a célula. Qual o potencial padrão, em volts, de uma célula eletroquímica que tem os metais Zn(s) e Bi(s) como eletrodos e opera com a reação global redox 3 Zn (s) + 2Bi³⁺ (aq) ⟶ 3 Zn²⁺ (aq) + 2 Bi (s)?


Dados: potenciais padrão de redução das semirreações:
Zn²⁺ (aq) + 2 e⁻ ⟶ Zn (s) E⁰ = −0,76 V Bi³⁺ (aq) + 3 e⁻ ⟶ B (s) E⁰ = +0,20 V

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? 

Reações de oxirredução são caracterizadas pela transferência de elétrons de uma entidade química para outra. Um exemplo desse tipo é a reação que ocorre entre o íon iodeto (I^- ) e o íon permanganato (MnO₄ ^- ), em solução básica, que promove a formação de iodo molecular (I₂) e óxido de manganês (MnO₂). A partir do balanceamento da equação química, considerando-se a estequiometria com os menores algarismos inteiros, pode-se determinar que o número de elétrons envolvidos no processo é igual a

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?

Um químico observa que, durante a dissolução de um certo sal em água, o recipiente em que a solução está sendo preparada se resfria.

A explicação química mais coerente para esse fenômeno é:

O metano (CH₄) é um gás produzido durante o processo natural de digestão dos alimentos pelos rebanhos bovinos. A relevância desse gás, considerado fundamental na estratégia de mitigação do aquecimento global, se reflete no fato de o Brasil ter aderido ao Pacto Mundial do Metano na COP26, realizada na Escócia em 2021, se comprometendo a reduzir sua emissão.

Na combustão completa do metano, ele reage com oxigênio (O₂) e produz gás carbônico (CO₂) e água (H₂O).

Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/73172252/nova-metodologia-mede-emissao-de-metano-em-reprodutores-bovinos#:~:text=equipamento%20no%20dorso),

Emiss%C3%A3o%20de%20metano%20%C3%A9%20decorrente%20do%20processo%20de%20digest%C3%A3o%20dos,digest%C3%A3o%20dos%20alimentos%20pelos%20animais>. (Com adaptações) Acesso em: 17 abr. 2024.

Dados:

Substância ΔH_f⁰ (KJmol^-1)

CH_4(g) -74,8

CO_2(g) -393,5

H₂O_(l) -285,8

Assinale a alternativa que apresenta o calor liberado pela combustão completa de oito gramas de gás metano.

Considere que a reação ocorre em condições padrão.