Questões de Concurso Para 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:

Em um laboratório foram feitas cinco experiências para a reação do brometo de t-butila (CH₃)₃CBr com o íon hidróxido, a 55^oC. Os dados das cinco experiências foram coletados. De acordo com as experiências 1, 2 e 3, em cada uma delas a concentração de OH^– é a mesma e a concentração de (CH₃)₃CBr é variada. Quando a concentração de (CH₃)₃CBr é dobrada, a velocidade dobra e quando a concentração de (CH₃)₃CBr é triplicada, a velocidade triplica. Nas experiências 1, 4 e 5, a concentração de (CH₃)₃CBr é a mesma e a variação da concentração de OH^– não provoca nenhum efeito sobre a velocidade.

(CH₃)₃CBr + OH^– → (CH₃)₃COH + Br^–

Considerando os dados apresentados, a lei de velocidade para a reação é:

A área da química, que está preocupada com as velocidades ou grau de velocidade das reações, é chamada cinética química. A cinética química se relaciona, por exemplo, com a rapidez com que um medicamento é capaz de agir, com o fato de a formação e a depreciação do ozônio na atmosfera superior estarem em equilíbrio, bem como os problemas industriais, como o desenvolvimento de catalisadores para a síntese de novos materiais. Sobre a velocidade que as reações químicas são feitas, analise as afirmativas a seguir.

I. A velocidade de uma reação depende da concentração, mas a constante de velocidade não depende dela.
II. Quanto mais baixa for a energia de ativação, mais lenta a reação.
III. Se a velocidade de aparecimento de O_2(g), 2 O_3(g) → 3 O_2(g), é 9 x 10^–4 mol/L em determinado instante, a velocidade de desaparecimento do O_3(g) é 18 x 10^–4 mol/L.

Está correto o que se afirma em

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

A célula eletrolítica é a célula eletroquímica na qual ocorre a eletrólise. O arranjo dos componentes das células eletrolíticas é diferente do arranjo da célula galvânica. Em geral, os dois eletrodos ficam no mesmo compartimento, só existe um tipo de eletrólito e as concentrações e pressões estão longe das condições-padrão. Em princípio, qualquer pilha (célula) pode ser convertida em célula eletrolítica aplicando-se uma tensão externa oponente superior à tensão produzida pela pilha. Sobre eletrólise, analise as afirmativas a seguir.

I. Na eletrólise do sulfato de sódio, a água é mais facilmente oxidada no ânodo do que o SO₄^- e no catodo as moléculas de água são reduzidas mais facilmente que os íons sódio.
II. Na eletrólise do cloreto de sódio fundido, pode-se obter Cl_2(g) no ânodo.
III. Na eletrólise de uma solução aquosa de NaF, o F^– será reduzido.

Está correto o que se afirma em

O ferro é, em geral, coberto com um revestimento de pintura ou outro metal, como estanho ou zinco, para proteger sua superfície contra corrosão. Cobrir a superfície com pintura ou estanho é uma maneira simples de prevenir o oxigênio e a água de atingir a superfície do ferro. Se o revestimento é quebrado e o ferro é exposto ao oxigênio e à água, a corrosão começará. O ferro galvanizado, que é o ferro revestido como uma fina camada de zinco, usa o princípio da eletroquímica para proteger o ferro da corrosão. Os potenciais-padrão de redução para o ferro e o zinco são:

Fe²⁺_(aq) + 2 e^– → Fe_(s)     E^o = – 0,44 V
Zn²⁺_(aq) + 2 e^– → Zn_(s)     E^o = – 0,76 V

Com base nos dados de potencial-padrão de redução das semirreações, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.

( ) O zinco é mais facilmente oxidado e serve como ânodo.
( ) O ferro funciona como cátodo.
( ) O potencial desta pilha é 1,2 V.
( ) O ∆E^o < 0 caracteriza o funcionamento espontâneo da pilha.

A sequência está correta em

Um catalisador é uma substância que aumenta a velocidade de uma reação química sem ser consumida durante a reação. Os catalisadores biológicos aumentam a rapidez das reações bioquímicas. Um exemplo de catalisador biológico são as enzimas: proteínas que participam de processos biológicos aumentam a rapidez das reações e não são consumidas durante o processo. A ptialina ou amilase salivar, por exemplo, é uma enzima presente na saliva que aumenta a rapidez de quebra do amido presente nos alimentos em moléculas menores. A função de um catalisador a um sistema químico em equilíbrio é aumentar:

As velocidades das reações químicas podem ser extremamente lentas ou extremamente rápidas. O estudo dos fatores que influenciam as velocidades das reações tem aplicações práticas óbvias. Além disso, esse estudo fornece informações valiosas de como as reações químicas ocorrem na realidade:



De acordo com o gráfico, analise as afirmativas a seguir.

I. Existe um intermediário B na reação A → C.
II. A reação total é exotérmica.
III. A etapa B → C é mais rápida.

Está correto o que se afirma em

A química é, por sua própria natureza, preocupada com a mudança. As reações químicas convertem substâncias com propriedades bem definidas em outros materiais com propriedades diferentes. Muitos estudos sobre reações químicas dizem respeito à formação de novas substâncias a partir de determinado conjunto de reagentes. Entretanto, é igualmente importante entender com que rapidez as reações ocorrem. As velocidades de reações se estendem sobre uma faixa enorme, a partir das que se completam em frações de segundos, como explosões, aquelas que levam milhares ou até milhões de anos, como a formação dos diamantes e outros minerais na crosta terrestre. Sobre o mecanismo de reação de duas etapas são feitas as seguintes afirmativas:



I. O intermediário NO_3(g) é produzido lentamente na etapa 1 e é imediatamente consumido na etapa 2.
II. A lei de velocidade da reação é V = K [NO₂]² .
III. A etapa 2 é muito mais rápida que a etapa 1, isto é K₂>>K₁.

Está correto o que se afirma em

O processo de Fritz tornou-se a principal fonte mundial de nitrogênio fixado. Tal processo permitiu aos cientistas sintetizar fertilizantes que aumentaram a produção de grãos, salvando em consequência milhões de pessoas da inanição. Haber desenvolveu um processo para sintetizar amônia diretamente a partir de nitrogênio e hidrogênio. 886 K, a constante de equilíbrio para a reação N_2(g) + 3 H_2(g) ⇌ 2NH_3(g) é 0,226. Como a reação prosseguirá em direção ao equilíbrio, se as pressões parciais forem P_N2 = 0,52 atm; P_H2 = 0,27 atm; e, P_NH3 = 0,84 atm?

No desenvolvimento de seu processo para produzir amônia, a partir de N₂ e H₂, Haber buscou os fatores que poderiam ser variados para aumentar o rendimento de NH₃. Usando os valores da constante de equilíbrio a várias temperaturas, ele calculou as quantidades de NH₃ formadas no equilíbrio sob várias condições. Observou que a porcentagem de NH₃ presente no equilíbrio diminui com o aumento da temperatura e aumenta com o aumento da pressão. Esses efeitos podem ser entendidos em termos de um princípio apresentado por um químico industrial francês – Henri-Louis Le Châtelier. Sobre o princípio de Le Châtelier, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as afirmativas falsas.
( ) Para a reação PCl_5(g) ⇌ PCl_3(g) + Cl_2(g) ∆H⁰= 87,9 kJ, o equilíbrio se deslocará para direita quando a temperatura for diminuída.
( ) Para a reação N₂O_4(g) ⇌ 2NO_2(g), o equilíbrio se deslocará para direita com o aumento da pressão total pela adição de N_2(g).
( ) A remoção de H₂O, 4 NH_3(g) + 3O_2(g) ⇌ 2 N_2(g) + 6H₂O_(g), reduz Q abaixo de K, com formação de produtos à custa dos reagentes.
( ) Na reação 2 SO_2(g) + O_2(g) ⇌ 2 SO_3(g), o equilíbrio se desloca no sentido de formação do produto, com o aumento da concentração de SO_2(g).

A sequência está correta em

A expectativa da eclosão da Primeira Guerra Mundial gerou uma desesperada busca por compostos de nitrogênio, visto que os nitratos, normalmente usados na agricultura, estavam sendo usados na fabricação de explosivos. Os cientistas de ambos os lados do conflito estavam tentando insistentemente encontrar maneiras de fixar o nitrogênio. O químico alemão Fritz Haber encontrou uma forma econômica de utilizar o nitrogênio do ar e prover, desse modo, uma fonte abundante de compostos para a agricultura e para os armamentos. Uma dificuldade que Haber se deparou foi que as reações empregadas para produzir compostos a partir de nitrogênio não vão até o fim e parecem parar após consumir uma certa quantidade de reagentes. Neste ponto, a mistura atinge o equilíbrio químico. Para conseguir a máxima conversão de nitrogênio em seus compostos, Haber deveria compreender como uma reação se aproxima do equilíbrio para, então, alcança-lo. Sobre equilíbrio químico, é INCORRETO afirmar que: 

Em um laboratório de química orgânica, um químico conduziu uma reação de bromação com uma molécula de propeno, utilizando bromo molecular (Br₂) em um solvente inerte. Ao final do experimento, o profissional observa a formação de um único produto majoritário, que é caracterizado como 1,2-dibromopropano. Esse tipo de reação química é classificada como:

Foram preparadas seis soluções aquosas de um sal específico, identificadas de I a VI, em diferentes temperaturas, com distintas quantidades de sal dissolvidas em 100 g de água. Em alguns casos, o sal não se dissolveu por completo, deixando um corpo de fundo. O gráfico a seguir exibe a curva de solubilidade do sal em função da temperatura. Os seis pontos correspondem aos sistemas preparados:



A partir da análise do perfil de solubilidade do sal, é correto afirmar que ocorre a formação de precipitado apenas nos seguintes sistemas:

Um químico sintetizou uma substância com atividade terapêutica e investigou sua solubilidade. A seguir, é exibida a curva de solubilidade do fármaco, indicando a quantidade de princípio ativo dissolvida em 100 g de água em diferentes temperaturas:



Se o químico optar por trabalhar com 40 g de água a 60°C, a quantidade máxima da substância que será dissolvida é:

No Brasil, a concentração máxima permitida de cloro residual livre na água potável é de 5 mg por litro de água. Ao expressar essa concentração em ppm, o valor a ser obtido é:

No laboratório de pesquisa, um aluno de iniciação científica investiga a reação entre magnésio metálico e oxigênio gasoso para formar óxido de magnésio. Durante o experimento, ele pesa cuidadosamente uma fita de magnésio, queima-a em atmosfera de oxigênio puro e, após a reação, determina a massa do óxido de magnésio formado. Se 3 mols de magnésio metálico reagem com oxigênio e formam 120,0 g de óxido de magnésio, o número de mols de oxigênio que reagiram é:

Em um projeto de pesquisa sobre o processamento de minérios, o professor apresentou aos discentes um óxido peculiar, caracterizado pela presença de um único elemento químico que manifesta dois distintos estados de oxidação. Este óxido misto era utilizado como matéria-prima na produção de aço, devido à sua rica composição e propriedades redutoras. Assinale, a seguir, um óxido misto aplicado na siderurgia. 

As escolas precisam de professores capacitados que, além de dominar o conteúdo, saibam aplicá-lo ao cotidiano dos alunos, especialmente em temas técnicos como soluções químicas. Sobre os conceitos relacionados às soluções, assinale a afirmativa correta.

Um químico está investigando a solubilidade de um sal com fórmula genérica AB. O produto de solubilidade desse sal foi determinado como sendo 9,0 × 10^-2 , a 25°C. Sabe-se que o sal AB se dissocia completamente em água, segundo a equação:
AB_(s) ⇌ A⁺ _(aq) + B⁻ _(aq)
É correto afirmar que a solução saturada do sal, a 25°C, apresentará a seguinte concentração: