Questões Militares Sobre transformações químicas e energia em química

O perclorato de amónio (PA) é um dos componentes mais utilizados em propelentes de foguetes. Para aperfeiçoar seu desempenho, hidrogênio pode ser utilizado como aditivo. Considere dadas as entalpias de combustão destas espécies: ΔH_C.PA = -189 kJ mol^-1; ΔH_C.H2 = -286 kJ mol^-1.

Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta a equação linear da variação da entalpia de combustão da mistura de PA com H₂ em função da quantidade de H₂.

Considere as seguintes semirreações de oxirredução e seus respectivos potenciais padrão na escala do eletrodo padrão de hidrogênio (EPH):

I. 2CO₂ + 12H⁺ + 12e^-  ⇌ C₂H₅OH + 3H₂O   E°_I = 0,085V

II. O₂ + 4H⁺ + 4e^-  ⇌ 2H₂O                             E°_II = 1,229V

Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre uma célula eletroquímica em que a semirreação I ocorre no anodo e a semirreação II, no catodo.

Um recipiente de paredes adiabáticas e de volume constante contém duas amostras de água pura separadas por uma parede também adiabática e de volume desprezível. Uma das amostras consiste em 54 g de água a 25 °C e, a outra, em 126 g a 75 °C. Considere que a parede que separa as amostras é retirada e que as amostras de água se misturam até atingir o equilíbrio. Sobre esse processo são feitas as seguintes afirmações:

I. A temperatura da mistura no equilíbrio é de 323 K.

II. A variação de entalpia no processo é nula.

III. A variação de energia interna no processo é nula.

IV. A variação de entropia no processo é nula.

Assinale a opção que apresenta a(s) afirmação(ões) CORRETA(S) sobre a mistura das amostras de água.

Considere as seguintes proposições:

I. Massa crítica representa a massa mínima de um nuclídeo físsil em um determinado volume necessária para manter uma reação em cadeia.

II. Reações nucleares em cadeia referem-se a processos nos quais elétrons liberados na fissão produzem nova fissão em, no mínimo, um outro núcleo.

III. Os núcleos de ²²⁶Ra podem sofrer decaimentos radioativos consecutivos até atingirem a massa de 206 (chumbo), adquirindo estabilidade.

Das proposições acima, está(ão) CORRETA(S)

Dentre os processos químicos abaixo, assinale aquele que ocorre em uma única etapa elementar.

Deseja-se aquecer 586 g de água pura da temperatura ambiente até 91 °C, em pressão ambiente. Utilizando um forno de microondas convencional que emite radiação eletromagnética com frequência de 2,45 GHz e considerando a capacidade calorífica da água constante e igual a 4,18 J g^-1 °C^-1, assinale a alternativa que apresenta o número aproximado de fótons necessário para realizar este aquecimento.

Considere as seguintes afirmativas:

I - Uma reação química a temperatura e pressão constantes será espontânea se a variação da energia livre de Gibbs (ΔG) for menor que zero.

II - Em um sistema reacional onde a única forma de trabalho observável é o trabalho de expansão, a variação da entalpia (ΔH) é igual à quantidade de calor liberada ou absorvida pela reação, a pressão constante.

III - Para uma substância simples que admite mais de uma forma alotrópica, não há variação de entalpia na conversão de uma forma em outra.

São corretas:

Considere que a reação abaixo ocorra em uma pilha.

                               2 Fe⁺⁺⁺ + Cu → Cu⁺⁺ + 2 Fe⁺⁺

Assinale a alternativa que indica o valor correto do potencial padrão dessa pilha.

Dados: 

Fe⁺⁺ → Fe⁺⁺⁺ + e^-                   E⁰ = -0,77 V

Cu⁺⁺ + 2e^- → Cu                       E⁰ = +0,34 V

"À medida que ocorre a emissão de partículas do núcleo de um elemento radioativo, ele está se desintegrando. A velocidade de desintegrações por unidade de tempo é denominada velocidade de desintegração radioativa, que é proporcional ao número de núcleos radioativos. O tempo decorrido para que o número de núcleos radioativos se reduza à metade é denominado meia-vida."

USBERCO, João e SALVADOR, Edgard. Química. 12ª ed. Reform - São Paulo: Editora Saraiva, 2009. (Volume 2: Físico-Química).

Utilizado em exames de tomografia, o radioisótopo flúor-18 (¹⁸F) possui meia-vida de uma hora e trinta minutos (1 h 30 min). Considerando-se uma massa inicial de 20 g desse radioisótopo, o tempo decorrido para que essa massa de radioisótopo flúor-18 fique reduzida a 1,25 g é de

Dados: log 16 = 1,20; log 2 = 0,30

Células galvânicas (pilhas) são dispositivos nos quais reações espontâneas de oxidorredução geram uma corrente elétrica. São dispostas pela combinação de espécies químicas com potenciais de redução diferentes. Existem milhares de células galvânicas possíveis. Considere as semirreações abaixo e seus respectivos potenciais de redução nas condições padrão (25 °C e 1 atm). 

                             Al³⁺ (aq) + 3 e^- → Al (s)       ΔE°_red = -1,66 V

                            Au³⁺ (aq) + 3 e^- → Au (s)     ΔE°_red = +1,50 V

                            Cu²⁺ (aq) + 2 e^- → Cu (s)     ΔE°red = +0,34 V

Baseado nas possibilidades de combinações de células galvânicas e suas representações esquemáticas recomendadas pela União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC), são feitas as seguintes afirmativas: 

I - a diferença de potencial (d.d.p.) da pilha formada pelas espécies químicas alumínio e cobre e representada esquematicamente por Al(s)|Al³⁺(aq)||Cu²⁺ (aq) |Cu (s) é de +1,52 V (nas condições-padrão);

II - na pilha formada pelas espécies químicas cobre e ouro e representada esquematicamente por Cu (s) |Cu²⁺(aq) || Au³⁺(aq) |Au (s), a reação global corretamente balanceada é:

                                3 Cu (s) + 2 Au³⁺ (aq) → 3 Cu²⁺ (aq) + 2 Au (s)

III - na pilha formada pelas espécies químicas cobre e ouro e representada esquematicamente por Cu (s) | Cu²⁺(aq) || Au³⁺ (aq) | Au (s), o agente redutor é o Cu (s);

IV - a representação IUPAC correta de uma pilha de alumínio e ouro (Al-Au) é Au (s) | Au³⁺(aq) || Al³⁺(aq) | Al (s).

Estão corretas apenas as afirmativas

O trioxano, cuja fórmula estrutural plana simplificada encontra-se representada a seguir, é utilizado em alguns países como combustível sólido para o aquecimento de alimentos armazenados em embalagens especiais e que fazem parte das rações operacionais militares.

Considere a reação de combustão completa de um tablete de 90 g do trioxano com a forma­ção de CO₂ e H₂O. Baseado nas energias de ligação fornecidas na tabela abaixo, o valor da entalpia de combustão estimada para esta reação é

Dados:

Massas Atômicas: O=16 u ; H = 1 u ; C=12 u.

Algumas viaturas militares administrativas possuem motores à combustão que utilizam como combustível a gasolina. A queima (combustão) de combustíveis como a gasolina, nos motores à combustão, fornece a energia essencial para o funcionamento dessas viaturas militares. Considerando uma gasolina na condição padrão (25 °C e 1 atm), composta apenas por n-octano (C₈H₁₈) e que a sua combustão seja completa (formação exclusiva de CO₂ e H₂O gasosos como produtos), são feitas as seguintes afirmativas: 

I - a combustão da gasolina (C₈H₁₈) é uma reação exotérmica;

II - na combustão completa de 1 mol de gasolina, são liberados 16 mols de gás carbônico (CO₂);

III - a entalpia de combustão (calor de combustão) dessa gasolina é - 5080 kJ/mol (ΔH_c=-5080 kJ/mol);

IV - o calor liberado na combustão de 57 g de gasolina é de 1270 kJ.

Das afirmativas apresentadas estão corretas apenas a 

Ao utilizar um calorímetro, podemos analisar a variação de calor ocorrida em uma reação química, ou seja, a variação de entalpia. Sabe-se que se reagirmos 0,04 mol de gás hidrogênio com 0,04 mol de gás cloro, teremos a formação de 0,08 mol de ácido clorídrico com liberação de 1.760 cal. Assinale a alternativa da entalpia de formação, em kcal/mol, do ácido clorídrico em condições padrão.

“Um banho de ouro consiste em mergulhar o metal-base em uma solução de sais de ouro e ligá-lo à corrente elétrica. Ao lado dele, mergulha-se uma barra de ouro ligada ao outro polo de corrente elétrica, que tem, nessas condições, a propriedade de transportar o ouro líquido e depositá-lo sobre a peça a ser dourada. O banho de ouro pode ser aplicado em diversos tipos de metal-base, como: prata, níquel, cobre e latão. Dependendo do tempo de duração da imersão da peça, essa camada poderá ser mais ou menos espessa. A boa douração tem espessura na ordem de 0,02 mm ou 20 mícrons.”

(Disponível em: https://agatarp.com.br/blog/2012/08/31/a-diferenca-entre-folheamento-e-o-banho-de-ouro/.)

Assinale a alternativa que corresponde ao número de mols de ouro utilizado em uma eletrodeposição de Au⁺ que durou 7 minutos e utilizou 4,6 A.

(Dados: massa molar do Au = 197g; 1F = 96500C; 1A = 1C/s.)

Analise as afirmativas a seguir.

I. Quanto maior o potencial de redução, maior o poder da espécie química de se reduzir.

II. Em uma reação química de oxidação-redução espontânea, o melhor oxidante reage com o melhor redutor.

III. Em uma reação espontânea, a variação do potencial é sempre em módulo.

IV. A equação da oxidação-redução que ocorre para o eletrodo de hidrogênio pode ser escrita como semirreação de redução ou semirreação de oxidação.

Estão corretas as afirmativas

Um cientista colocou em uma câmara de reação de calorímetro uma mistura de gás hidrogênio e gás oxigênio, em que a partir de uma faísca houve a reação entre os gases. Nesta câmara, inicialmente, havia 500 g de água a uma temperatura de 20°C e, ao final da reação, a temperatura medida era de 23°C. Assinale a alternativa que corresponde, em kcal, ao calor de reação desta reação.

Sabendo que a equação da pilha entre chumbo e prata possui como equação Pb⁰ /Pb²⁺//Ag⁺ /Ag⁰ , assinale a alternativa que corresponde à quantidade de massa, em kg, de prata depositada no eletrodo de chumbo, após a perda de 414 g de chumbo ao longo da reação.

A Equação de Nernst, desenvolvida pelo químico e físico alemão Walther Hermann Nernst, é a relação quantitativa que permite calcular a força eletromotriz de uma pilha para concentrações de íons diferentes de uma unidade. Também é usada para cálculos em titulação de oxidação-redução.  

A equação a 25°C pode ser escrita de forma reduzida como:

Sendo: R = 8,315 J K^-1 mol^-1; T = 298,2 K (25°C); F = 96485 C mol^-1

^{Calcule a força eletromotriz para a seguinte pilha a 25°C: Fe / Fe2 + (0,02M) || Cu2 +(0,2M) / Cu} 
Dados: potencial padrão de redução (Eº Fe = -0,44V e Eº Cu = +0,40V).