Questões de Vestibular Sobre transformações químicas e energia em química

Foram encontradas 985 questões

Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108401 Química
Dois dos obstáculos para a disseminação do emprego das células a combustível são: a obtenção do H2 de forma sustentável e a dificuldade de armazenamento do H2 (g), visto que pressões muito elevadas do gás são necessárias para a obtenção de densidades energéticas consideradas viáveis para a aplicação veicular. Tradicionalmente, a maioria do H2 empregado no mundo é produzida pela reforma do metano de origem fóssil, processo que resulta em intensa geração de CO2. Por esse motivo, tem-se buscado otimizar a produção do denominado hidrogênio verde, obtido por meio da eletrólise da água, utilizando-se energia elétrica gerada de maneira sustentável (por exemplo, a partir de placas de energia solar). No processo, uma corrente elétrica é aplicada a uma solução aquosa (usualmente uma solução de NaOH), de forma que as semirreações representadas a seguir ocorrem nos eletrodos.

catodo: 2 H3O+ + 2 e- → H2 + 2 H2O
anodo: 2 OH → H2O + ½ O2 + 2 e-
Tendo como referência o texto precedente, sabendo que a constante universal dos gases vale 0,082 atm·L·mol-1 ·K-1 , a constante de Faraday, 96.500 C·mol-1 , a constante de autoprotólise da água, 1,0 × 10-14, e assumindo que todos os gases e soluções envolvidos se comportem idealmente, julgue o item que se segue.

Para a geração de 36 mg de H2 por hora a partir da eletrólise da água, a corrente elétrica média necessária deverá ser superior a 0,80 A.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108396 Química
Em 1839, Sir William Grove inventou a primeira célula a combustível. Ele sabia que, ao passar uma corrente elétrica através da água, ela poderia ser dividida em hidrogênio e oxigênio (um processo chamado eletrólise). Ele levantou a hipótese de que, invertendo-se o procedimento, seria possível produzir eletricidade e água. Ele criou uma célula a combustível primitiva e a chamou de bateria voltaica a gás. Depois de experimentar sua nova invenção, Grove comprovou sua hipótese. Cinquenta anos depois, os cientistas Ludwig Mond e Charles Langer cunharam o termo “célula a combustível” enquanto tentavam construir um modelo prático para produzir eletricidade.





Células a combustível são excelentes para a utilização do hidrogênio como alternativa aos combustíveis fósseis, considerados “vilões” do aquecimento global. Elas funcionam da seguinte forma: o anodo, o polo negativo da célula, conduz os elétrons liberados das moléculas de hidrogênio para um circuito elétrico. O catodo, o polo positivo da célula, possui canais nele gravados que distribuem o oxigênio para a superfície do catalisador. O catodo também conduz os elétrons do circuito elétrico para o catalisador, onde eles se unem aos íons hidrogênio e ao oxigênio para formar água. 

Tendo o texto precedente como referência inicial, julgue o item.


Na célula a combustível, a função do catalisador é reagir com os íons hidrogênio, com a molécula de oxigênio e com os elétrons recebidos do anodo para gerar energia.

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108395 Química
Em 1839, Sir William Grove inventou a primeira célula a combustível. Ele sabia que, ao passar uma corrente elétrica através da água, ela poderia ser dividida em hidrogênio e oxigênio (um processo chamado eletrólise). Ele levantou a hipótese de que, invertendo-se o procedimento, seria possível produzir eletricidade e água. Ele criou uma célula a combustível primitiva e a chamou de bateria voltaica a gás. Depois de experimentar sua nova invenção, Grove comprovou sua hipótese. Cinquenta anos depois, os cientistas Ludwig Mond e Charles Langer cunharam o termo “célula a combustível” enquanto tentavam construir um modelo prático para produzir eletricidade.





Células a combustível são excelentes para a utilização do hidrogênio como alternativa aos combustíveis fósseis, considerados “vilões” do aquecimento global. Elas funcionam da seguinte forma: o anodo, o polo negativo da célula, conduz os elétrons liberados das moléculas de hidrogênio para um circuito elétrico. O catodo, o polo positivo da célula, possui canais nele gravados que distribuem o oxigênio para a superfície do catalisador. O catodo também conduz os elétrons do circuito elétrico para o catalisador, onde eles se unem aos íons hidrogênio e ao oxigênio para formar água. 

Tendo o texto precedente como referência inicial, julgue o item.


A reação eletroquímica que ocorre em uma célula a combustível produz CO2 e H2O.

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108394 Química
Em 1839, Sir William Grove inventou a primeira célula a combustível. Ele sabia que, ao passar uma corrente elétrica através da água, ela poderia ser dividida em hidrogênio e oxigênio (um processo chamado eletrólise). Ele levantou a hipótese de que, invertendo-se o procedimento, seria possível produzir eletricidade e água. Ele criou uma célula a combustível primitiva e a chamou de bateria voltaica a gás. Depois de experimentar sua nova invenção, Grove comprovou sua hipótese. Cinquenta anos depois, os cientistas Ludwig Mond e Charles Langer cunharam o termo “célula a combustível” enquanto tentavam construir um modelo prático para produzir eletricidade.





Células a combustível são excelentes para a utilização do hidrogênio como alternativa aos combustíveis fósseis, considerados “vilões” do aquecimento global. Elas funcionam da seguinte forma: o anodo, o polo negativo da célula, conduz os elétrons liberados das moléculas de hidrogênio para um circuito elétrico. O catodo, o polo positivo da célula, possui canais nele gravados que distribuem o oxigênio para a superfície do catalisador. O catodo também conduz os elétrons do circuito elétrico para o catalisador, onde eles se unem aos íons hidrogênio e ao oxigênio para formar água. 

Tendo o texto precedente como referência inicial, julgue o item.


Na reação que ocorre na célula a combustível, o hidrogênio é o agente oxidante e o oxigênio, o agente redutor.

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108392 Química
Em 1839, Sir William Grove inventou a primeira célula a combustível. Ele sabia que, ao passar uma corrente elétrica através da água, ela poderia ser dividida em hidrogênio e oxigênio (um processo chamado eletrólise). Ele levantou a hipótese de que, invertendo-se o procedimento, seria possível produzir eletricidade e água. Ele criou uma célula a combustível primitiva e a chamou de bateria voltaica a gás. Depois de experimentar sua nova invenção, Grove comprovou sua hipótese. Cinquenta anos depois, os cientistas Ludwig Mond e Charles Langer cunharam o termo “célula a combustível” enquanto tentavam construir um modelo prático para produzir eletricidade.





Células a combustível são excelentes para a utilização do hidrogênio como alternativa aos combustíveis fósseis, considerados “vilões” do aquecimento global. Elas funcionam da seguinte forma: o anodo, o polo negativo da célula, conduz os elétrons liberados das moléculas de hidrogênio para um circuito elétrico. O catodo, o polo positivo da célula, possui canais nele gravados que distribuem o oxigênio para a superfície do catalisador. O catodo também conduz os elétrons do circuito elétrico para o catalisador, onde eles se unem aos íons hidrogênio e ao oxigênio para formar água. 

Tendo o texto precedente como referência inicial, julgue o item.


As semirreações que ocorrem no anodo e no catodo são apresentadas a seguir, conforme as informações do texto.


anodo: 2 H2 → 4 H+ + 4 e

catodo: O2 + 4 H+ + 4 e → 2 H2O

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108385 Química
Uma das formas de se prevenir o aquecimento global é a utilização de fontes energéticas obtidas a partir da biomassa. Embora os combustíveis renováveis obtidos da biomassa emitam CO2 na atmosfera assim como os combustíveis fósseis, a produção de biomassa “sequestra” esse CO2 de volta, pois essa molécula é utilizada pelas plantas no processo de fotossíntese. A fotossíntese produz moléculas orgânicas complexas, como glicose, celulose, amido, aminoácidos, proteínas, entre outros constituintes dos vegetais, na presença de clorofila e luz solar. A reação genérica da fotossíntese é representada a seguir, em que (CH2O)n representa um carboidrato genérico.


n CO2 + n H2O + luz solar → (CH2O)n + n O2


Durante a fotossíntese, os primeiros carboidratos produzidos são os açúcares de três carbonos, como o gliceraldeído, por exemplo, cuja fórmula estrutural é mostrada a seguir. 



Cerca de 33% da biomassa do planeta é formada por celulose, cuja fórmula estrutural é mostrada a seguir. A celulose é um polissacarídeo formado pela união de moléculas de β-glicose, por meio de ligações β-1,4-glicosídicas.


Com base nas informações do texto antecedente, julgue o item.


O gráfico a seguir representa corretamente a variação de entalpia da reação da fotossíntese ao longo da reação.


Imagem associada para resolução da questão

Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108313 Química
O isótopo do cobalto com número de massa 60 (60Co) é utilizado na radioterapia para o tratamento de tumores. Com o tempo, ocorre o decaimento radioativo do 60Co a 60Ni, com um tempo de meia-vida aproximado de 5,3 anos. A partir dessas informações, julgue o próximo item.

Após 20 anos, mais de 80% da massa original de 60Co terá sido convertida a 60Ni por meio do decaimento radioativo.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108312 Química
O isótopo do cobalto com número de massa 60 (60Co) é utilizado na radioterapia para o tratamento de tumores. Com o tempo, ocorre o decaimento radioativo do 60Co a 60Ni, com um tempo de meia-vida aproximado de 5,3 anos. A partir dessas informações, julgue o próximo item.

O decaimento radioativo do 60Co a 60Ni envolve a emissão de uma partícula β.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108311 Química
O isótopo do cobalto com número de massa 60 (60Co) é utilizado na radioterapia para o tratamento de tumores. Com o tempo, ocorre o decaimento radioativo do 60Co a 60Ni, com um tempo de meia-vida aproximado de 5,3 anos. A partir dessas informações, julgue o próximo item.

O principal risco envolvido nos processos radioativos é que as radiações emitidas contribuem para o fenômeno do aquecimento global.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108309 Química
A reforma a vapor do metano é usualmente realizada na presença de um catalisador metálico, como níquel ou cobalto, depositado sobre um suporte sólido poroso tal como Al2O3. Em relação aos metais e sólidos envolvidos nesse processo, julgue o item que se segue.

Em seu estado fundamental de energia, o átomo de níquel neutro possui elétrons desemparelhados.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108306 Química
O processo de reforma a vapor do metano, que ocorre em temperaturas elevadas e pressões moderadas, pode ser representado pela equação global a seguir. 

CH4 (g) + 2 H2O (g) ⇌ 4 H2 (g) + CO2 (g)      ΔH > 0

valores de entalpia padrão de ligação (Ho lig)


Considerando as informações anteriormente apresentadas, julgue o item.

No processo de reforma a vapor do metano, a separação do H2 a partir da mistura reacional pode ser realizada facilmente porque, após o resfriamento do sistema, a água condensará e solubilizará o H2, devido à formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas de H2O e H2; após a remoção dos gases não dissolvidos, o H2 dissolvido na água pode ser liberado por meio de um aquecimento brando da mistura.
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108305 Química
O processo de reforma a vapor do metano, que ocorre em temperaturas elevadas e pressões moderadas, pode ser representado pela equação global a seguir. 

CH4 (g) + 2 H2O (g) ⇌ 4 H2 (g) + CO2 (g)      ΔH > 0

valores de entalpia padrão de ligação (Ho lig)


Considerando as informações anteriormente apresentadas, julgue o item.

Considerando-se que os valores de Ho lig apresentados são válidos para as condições em que a reforma a vapor do metano esteja sendo realizada, conclui-se que a entalpia padrão da reação, conforme apresentada, é superior a 300 kJ/mol.  
Alternativas
Ano: 2023 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2023 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3108304 Química
Embora o metano seja largamente utilizado como insumo químico pela indústria, a maior parte de sua produção mundial é empregada como combustível. Em comparação aos derivados de petróleo líquidos, como a gasolina e o óleo diesel, o metano propicia uma queima mais “limpa”, com menor emissão de poluentes como benzeno, SO2, CO, NO e material particulado. Além disso, apresenta razão H/C mais elevada, o que resulta em menor emissão de CO2 para uma mesma quantidade de energia gerada.
A partir do texto precedente e considerando que as entalpias de combustão do metano e do 2,2,4-trimetilpentano sejam respectivamente iguais a 890 kJ/mol e 5.464 kJ/mol, julgue o item subsequente. 

A eventual substituição do 2,2,4-trimetilpentano por metano como combustível, admitindo-se combustão completa, permitiria uma redução superior a 20% na quantidade de CO2 liberada para a mesma quantidade de energia gerada.
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Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107643 Química
     A concentração de arsênio nas águas subterrâneas é uma grande preocupação de saúde pública. O modelo de IA pode ser utilizado para prever a distribuição geoespacial de arsênio (As), oferecendo uma melhoria significativa na precisão e no detalhamento das previsões das contaminações e facilitando a escolha de estratégias de remediação de acordo com a química local da água. A reação de oxirredução do arsênio nos habitats de bactérias redutoras de ferro pode ser representada pela equação química balanceada a seguir. 


2 Fe3+ (aq) + H3AsO3 (aq) + H2O (l) ⇌ 2 Fe2+ (aq) + H3AsO4 (aq) + 2 H+ (aq)



Tendo essas informações como referência inicial e considerando que, para essa reação, a 298 K, ∆G = −25 kJ/mol seja a variação da energia livre de Gibbs, que ∆H = −58,6 kJ/mol seja a variação da entalpia e que √441 = 21, julgue o item. 

Na reação em tela, ocorre a oxidação do arsênio de um estado de oxidação +3 para um +5. 
Alternativas
Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107642 Química
     A concentração de arsênio nas águas subterrâneas é uma grande preocupação de saúde pública. O modelo de IA pode ser utilizado para prever a distribuição geoespacial de arsênio (As), oferecendo uma melhoria significativa na precisão e no detalhamento das previsões das contaminações e facilitando a escolha de estratégias de remediação de acordo com a química local da água. A reação de oxirredução do arsênio nos habitats de bactérias redutoras de ferro pode ser representada pela equação química balanceada a seguir. 


2 Fe3+ (aq) + H3AsO3 (aq) + H2O (l) ⇌ 2 Fe2+ (aq) + H3AsO4 (aq) + 2 H+ (aq)



Tendo essas informações como referência inicial e considerando que, para essa reação, a 298 K, ∆G = −25 kJ/mol seja a variação da energia livre de Gibbs, que ∆H = −58,6 kJ/mol seja a variação da entalpia e que √441 = 21, julgue o item. 

Na reação em questão, a variação da entropia (∆S) é superior a −0,110 kJ/mol. 
Alternativas
Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107624 Química
      O desenvolvimento de um modelo de aprendizado de máquina permitiu a identificação de novos compostos explosivos. O modelo foi utilizado com dados termoquímicos e modelagem de explosões para prever o calor de explosão (ΔHe), considerada a propriedade chave para a avaliação da performance energética de compostos. O ∆He é relacionado às entalpias-padrão de formação (∆Hf) dos participantes da reação de acordo com a equação a seguir, em que  representa o somatório das entalpias-padrão de formação dos produtos e  o somatório das entalpias-padrão de formação dos reagentes.





     A explosão do composto RDX (C3H6N6O6) ocorre por meio da reação a seguir representada.  



C3H6N6O6 (s) → 3 CO (g) + 3 H2O (g) + 3 N2 (g)  



     A partir de uma base de 140 milhões de moléculas, o modelo identificou centenas de compostos com desempenho equivalente ou superior ao TNT, tais como nitrato de ureia, 2,4-dinitrofenil-hidrazina (DNPH) e 1,1-diamino-2,2-dinitroeteno. A rota sintética de obtenção do composto DNPH é representada pelo esquema a seguir.


A partir dessas informações e considerando que o volume molar de um gás ideal nas CNTP seja 22,4 L e que todos os gases se comportem de forma ideal, julgue o item que se segue. 

Assumindo-se que a temperatura do meio reacional aumente 25 °C com a explosão, que a pressão seja constante e que o rendimento da reação tenha sido de 100%, conclui-se que o volume total de gases produzidos na decomposição do RDX será inferior a 0,95 L por grama de explosivo.
Alternativas
Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107623 Química
      O desenvolvimento de um modelo de aprendizado de máquina permitiu a identificação de novos compostos explosivos. O modelo foi utilizado com dados termoquímicos e modelagem de explosões para prever o calor de explosão (ΔHe), considerada a propriedade chave para a avaliação da performance energética de compostos. O ∆He é relacionado às entalpias-padrão de formação (∆Hf) dos participantes da reação de acordo com a equação a seguir, em que  representa o somatório das entalpias-padrão de formação dos produtos e  o somatório das entalpias-padrão de formação dos reagentes.





     A explosão do composto RDX (C3H6N6O6) ocorre por meio da reação a seguir representada.  



C3H6N6O6 (s) → 3 CO (g) + 3 H2O (g) + 3 N2 (g)  



     A partir de uma base de 140 milhões de moléculas, o modelo identificou centenas de compostos com desempenho equivalente ou superior ao TNT, tais como nitrato de ureia, 2,4-dinitrofenil-hidrazina (DNPH) e 1,1-diamino-2,2-dinitroeteno. A rota sintética de obtenção do composto DNPH é representada pelo esquema a seguir.


A partir dessas informações e considerando que o volume molar de um gás ideal nas CNTP seja 22,4 L e que todos os gases se comportem de forma ideal, julgue o item que se segue. 

Considere que a entalpia de formação (ΔHf) do RDX seja +83,82 kJ/mol e que os valores de ΔHf para CO, H2O e N2 sejam, respectivamente, −111,8 kJ/mol, −240,6 kJ/mol e 0,0 kJ/mol. Nessas condições, o calor liberado pela detonação de 1 kg de RDX será inferior a 5.000 kJ. 
Alternativas
Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107595 Química
    O gás hidrogênio é bastante utilizado como combustível para a propulsão de foguetes espaciais. A reação de combustão pode ser representada pela equação não balanceada a seguir.


H(g) + O2 (g) ⇌ H2O (g)


Considerando as informações presentes no texto e na tabela precedentes, julgue o item que se segue.

A entalpia de vaporização caracteriza-se por ser sempre positiva.  
Alternativas
Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107594 Química
    O gás hidrogênio é bastante utilizado como combustível para a propulsão de foguetes espaciais. A reação de combustão pode ser representada pela equação não balanceada a seguir.


H(g) + O2 (g) ⇌ H2O (g)


Considerando as informações presentes no texto e na tabela precedentes, julgue o item que se segue.

A entalpia de um sistema é uma grandeza, expressa em unidade de energia, que informa a quantidade de energia desse sistema que poderia ser transformada em calor em um processo a pressão constante. 
Alternativas
Ano: 2024 Banca: CESPE / CEBRASPE Órgão: UNB Prova: CESPE / CEBRASPE - 2024 - UNB - Prova de Conhecimentos III - 2° dia |
Q3107593 Química
    O gás hidrogênio é bastante utilizado como combustível para a propulsão de foguetes espaciais. A reação de combustão pode ser representada pela equação não balanceada a seguir.


H(g) + O2 (g) ⇌ H2O (g)


Considerando as informações presentes no texto e na tabela precedentes, julgue o item que se segue.

A reação de combustão do gás hidrogênio gera água na forma de vapor; se a reação gerasse água na forma líquida, a liberação de energia seria a mesma. 
Alternativas
Respostas
1: C
2: E
3: E
4: E
5: C
6: E
7: C
8: C
9: E
10: C
11: E
12: E
13: C
14: C
15: E
16: E
17: E
18: C
19: C
20: E