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Questões de Concurso sobre Balanço de Massa e Energia
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Acerca dos mecanismos de transferência de massa, analise as assertivas que seguem:
I. A baixas densidades, a difusividade de gases aumenta com a temperatura e varia inversamente com a pressão.
II. A difusividade de sólidos e de líquidos é fortemente dependente da concentração e, no geral, aumenta com a temperatura.
III. Na difusão de fluidos isotrópicos, a velocidade de difusão não depende da orientação da mistura fluida.
Quais estão corretas?
A
Apenas I.
B
Apenas III.
C
Apenas I e II.
D
Apenas II e III.
E
I, II e III.
Em relação a reações químicas, analise as assertivas abaixo e assinale V, se verdadeiras, ou F, se falsas.
( ) Reação endotérmica é aquela que absorve calor.
( ) As reações de combustão são reações redox em que os compostos ou as misturas queimados são oxidados.
( ) Calor de reação é o calor liberado ou absorvido em uma reação.
( ) O reagente que é consumido em primeiro lugar em uma reação química recebe o nome de reagente limitante.
( ) Oxidação e redução são reações independentes.
A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:
A
V – V – V – V – F.
B
V – F – F – V – F.
C
F – V – V – F – V.
D
F – F – F – V – F.
E
V – F – V – F – V.
O médico de Marcela recomendou que ela consumisse 1,5 litros de uma solução de ouro coloidal intensamente colorido por dia. Após verificar a natureza do medicamento e a embalagem que afirmava ter 1,25kg de água na solução coloidal, ela concluiu que a densidade da solução é aproximadamente:
A
0,6Kg/L.
B
0,7Kg/L.
C
0,8Kg/L.
D
0,9Kg/L.
E
1,0Kg/L.
Metano e oxigênio reagem na presença de um catalisador para formar formaldeído. Em uma reação paralela, parte do metano é oxidada a dióxido de carbono e água. A alimentação do reator contém quantidades equimolares de metano e oxigênio. Admita uma base de 100 moles de alimentação/s. Considerando a conversão fracional de metano como 0,900, e o rendimento fracional de formaldeído como 0,855. A partir da composição molar da corrente de saída do reator, qual a seletividade da produção de formaldeído em relação à produção de dióxido de carbono?
Processo de Síntese de Formaldeído:
𝐶𝐻4 + 𝑂2 → 𝐻𝐶𝐻𝑂 + 𝐻2𝑂
𝐶𝐻4 + 2𝑂2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻2𝑂
A
0,19.
B
1,9.
C
1,99.
D
19,0.
E
190.
Em uma indústria química, é comum a realização de processos que envolvem reações químicas. O controle adequado dos reatores químicos é fundamental para que a reação ocorra de forma segura e eficiente. Nesse contexto, considere um reator químico de fluxo contínuo, onde ocorre a reação A → B. A vazão volumétrica de entrada do reagente A é de 5 L/min e a concentração do reagente A na corrente de entrada é de 0,1 mol/L. A reação é exotérmica e a temperatura no reator é mantida constante através de um resfriador. O tempo de residência do reagente no reator é de 10 minutos. Com base nas informações fornecidas, qual a concentração do reagente A na corrente de saída do reator, considerando que a conversão da reação é de 80%?
A
0,02 mol/L.
B
0,04 mol/L.
C
0,06 mol/L.
D
0,08 mol/L.
E
0,10 mol/L.
Processos de reciclo e purga são bastante utilizados em indústrias químicas para aumentar o rendimento, reduzir custos operacionais ou até mesmo conservar a energia do sistema. A Figura 2 abaixo apresenta um típico processo esquemático que possui ambas as correntes.
Figura 2
Considerando o balanço material, assinale a alternativa que apresenta os balanços materiais com sistemas independentes.
A
Apenas 1, que é o sistema global.
B
Apenas 2, que é a união da carga.
C
Apenas 2 e 4, que abrangem tanto o processo de reciclo quanto o de purga.
D
Apenas 2 e 3, que tratam do produto e do consumo.
E
Apenas 3 e 4, que são os únicos balanços independentes.
Ano:
2023
Banca:
Instituto Consulplan
Uma amostra de 30 mL de água foi titulada com solução de Na2Cr2O7 (1,0 x 10-3 mol/L), consumindo 9 mL de solução titulante. Considere as reações:
Cr2O72- + 14 H+ + 6e- → 2 Cr3+ + 7 H2O
O2 + 4 H+ + 4e- → 2 H2O
Assinale, a seguir, a DQO (mgO2 /
A
1,3
B
2,9
C
7,2
D
14,4
E
20,5
Ano:
2023
Prova:
CESGRANRIO - TRANSPETRO - Profissional de Nível Superior -Área: Engenharia Química - 2023
Em meio aquoso, a solubilidade do cromo depende dos equilíbrios representados nas equações químicas abaixo.
Cr(OH)3(s) ⇌ Cr3+(aq) + 3OH-(aq); Kps = 10-30
Cr(OH)3(s) + OH-(aq) ⇌ Cr(OH)4-(aq); Ks = 10-0,4
Considerando-se a concentração analítica de cromo de 0,010 mol L-1, conclui-se que o cromo estará quantitativamente
A
precipitado em toda a faixa de pH alcalino.
B
precipitado apenas em meio muito ácido.
C
solúvel na medida em que se desloca para os extremos da faixa de pH.
D
solúvel, somente na medida em que o pH se torna mais elevado.
E
precipitado em toda a faixa de pH.
Ano:
2023
Prova:
CESGRANRIO - TRANSPETRO - Profissional de Nível Superior -Área: Engenharia Química - 2023
Considere os cilindros de gases A, B e C com a condição inicial (composições molares) apresentada na Tabela abaixo. Os seguintes procedimentos são executados em sequência:
• O cilindro A recebe matéria do cilindro B até que o cilindro A atinja 5 atm de pressão.
• O cilindro A recebe então matéria do cilindro C até que o cilindro A atinja 10 atm de pressão.
Condição inicial dos cilindros A, B e C (composições molares)
A | B | C | |
H2S | 1% | 5% | 0% |
CH4 | 99% | 90% | 0% |
H2 | 0% | 5% | 100% |
Pressão total (atm) | 1 | 10 | 12 |
A fração molar de H2S no cilindro A ao final dos procedimentos é, aproximadamente,
A
1,7%
B
2,1%
C
2,6%
D
3,2%
E
3,8%
A protonação de uma amina biogênica requer absorção de calor, atingindo uma situação de equilíbrio no meio aquoso, como descrito na reação abaixo.
H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2(aq) + 2 H+(aq) ⇌ +H3N-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+(aq)
Nesse sistema, verifica-se que o(a)
A
aumento da concentração de H+ deslocaria a reação para a formação de +H3N-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+.
B
resfriamento da solução deslocaria a reação para a formação de +H3N-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+.
C
equilíbrio não dependeria do pH do meio.
D
constante de equilíbrio seria K = [+H3N-CH2-CH2-CH2-CH2-NH3+]/[H+]2.
E
diluição da solução com água não perturbaria o equilíbrio.
Uma amostra de 5 g de solo contendo ferro (Fe2+ e Fe3+) foi solubilizada em meio ácido e posteriormente todo o ferro presente foi precipitado na forma de óxido de ferro hidratado (Fe2O3.nH2O). O precipitado foi então filtrado e calcinado recuperando todo o ferro da amostra na forma de óxido de ferro (Fe2O3) que pesou 2,560 g. Assinale a resposta que apresenta, aproximadamente, o percentual em massa de ferro total no solo: Massa molar: Fe= 56g/mol;
A
18%.
B
26%.
C
36%.
D
43%.
E
52%.
As leis ponderais são relações matemáticas entre as massas das substancias envolvidas nas reações químicas. Marque a alternativa que apresenta ideias corretas sobre as propostas existentes nas leis ponderais:
A
Todas as leis ponderais apresentam ideias totalmente ultrapassadas, exceto a Lei de Lavoisier, cujo conceito de compostos não estequiométricos é usado até hoje na engenharia química.
B
As leis ponderais apresentam ideias totalmente atuais e com a possibilidade de aplicação geral e sem restrições. Pode-se dizer que apresentam homogeneidade em todas as suas Interpretações e nas conclusões causadas por estas descrições.
C
As leis ponderais, no geral, apresentam interpretações relevantes, sendo todas aplicáveis em qualquer situação. Um exemplo é a Lei de Lavoisier, com relação a reações nucleares, e a Lei de Proust com relação a compostos não estequiométricos, aceitos até hoje em dia pela ciência.
D
As leis ponderais apresentam ideias totalmente ultrapassadas em razão de suas conclusões terem sido concebidas no inicio da utilização do método cientifico, gerando concepções incompletas e falhas de interpretação dos resultados.
E
As leis ponderais apresentam ideias ultrapassadas apenas em certos temas. Apresentam, no geral, interpretações relevantes e que tem a capacidade de alterar a validade de determinados tópicos em questão dependendo da concepção. Já certas leis apresentam Interpretações ultrapassadas. Um exemplo é a lei de Proust que apresenta falhas em relação aos compostos não estequiométricos e a lei de Richter, que, praticamente, não é utilizada hoje em dia.
Ano:
2023
Prova:
CESGRANRIO - TRANSPETRO - Profissional de Nível Médio - Área: Inspeção de Equipamentos e Instalações - 2023
Um volume de 50,00 mL de solução de amostra contendo Fe2+ foi adicionado a um frasco Erlenmeyer, seguido da adição de 50,00 mL de água. Foram necessários 30,00 mL de solução padrão de dicromato de potássio (0,05 mol L-1) para reagir totalmente e de forma estequiométrica com o Fe2+.
6 Fe2+ (aq) + Cr2O72+ (aq) + 14 H+ → 6 Fe3+ (aq) + 2 Cr3+ (aq) + 7 H2O(l)
Com base nessas informações, a quantidade, em mol, de Fe2+ na solução de amostra é
A
0,003
B
0,006
C
0,009
D
0,012
E
0,015
O metano e o oxigênio reagem na presença de um catalisador para formar formaldeído. Em uma reação paralela, parte do metano é oxidado a dióxido de carbono e água. A alimentação do reator contém quantidades equimolares de metano e oxigênio. Admitindo uma base de 100 moles de alimentação/segundo, determine quantas variáveis de processo (em termos das extensões de reação) devem ser especificadas para que as restantes possam ser calculadas.
Processo de Síntese de Formaldeído:
𝐶𝐻4 + 𝑂2 → 𝐻𝐶𝐻𝑂 + 𝐻2𝑂
𝐶𝐻4 + 2𝑂2 → 𝐶𝑂2 + 2𝐻20
A
0.
B
1.
C
2.
D
3.
E
4.
Um exemplo clássico de uma reação química em equilíbrio é a reação entre o monóxido de nitrogênio (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO2):
2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)
Nesta reação, o monóxido de nitrogênio (NO) reage com o oxigênio (O2) para formar dióxido de nitrogênio (NO2), e também ocorre a reação reversa, na qual o dióxido de nitrogênio (NO2) se decompõe para formar monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio (O2).
Assinale a alternativa que contém a equação para a constante de equilíbrio (KC) para esta reação.
A
KC=[NO]2[NO2]2⋅[O2]
B
KC=[O2]2[NO2]2⋅[NO]2
C
KC=[NO]2⋅[O2][NO2]2
D
KC=[NO]2⋅[O2]2[NO2]2
E
KC=[NO]2⋅[O2][NO2]
Havendo uma diferença na concentração de alguma espécie química em uma mistura, tem que ocorrer a transferência de massa.
A equação de taxa para difusão mássica é conhecida como
A
Lei de Henry.
B
Lei de Boyle.
C
Lei de Fick.
D
Lei de Hess.
Considere uma reação entre o 2-bromooctano e o íon hidróxido formando o 2-octanol e o íon brometo expressa abaixo. Assinale a alternativa incorreta a respeito do mecanismo da ligação:
A
A espécie OH- é nucleofílica e expulsa a espécie conhecida como grupo abandonador, o Br, da molécula de 2-bromooctano.
B
Dobrando as concentrações de OH- e 2-bromooctano a velocidade inicial da reação tende a aumentar 4x.
C
O enantiomêro (S)-2-bromooctano nessa reação irá sempre produzir a espécie (R)-2-Octanol.
D
O mecanismo de reação envolvido é conhecido como substituição nucleofílica bimolecular.
E
Na reação, orbital molecular desocupado de mais baixa energia (LUMO), do OH- , sobrepõe o orbital molecular ocupado de maior energia (HOMO) da molécula de 2-bromooctano.
Um engenheiro químico precisa elaborar um relatório informando a produção de amônia para um teste realizado, em que o rendimento é de 80%. Analise a equação a seguir e assinale a alternativa correta.
N2 + H2 → NH3
A
O número de mols de amônia produzido na reação de 5 mol de gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio é 10 mol.
B
A massa de amônia produzida na reação de 140 g de gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio é 136 g.
C
A massa de amônia produzida na reação de 6 mol de gás hidrogênio com quantidade suficiente de gás nitrogênio é 68 g.
D
O volume de amônia, nas CNTP, produzido na reação de 140 g de gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio é 224 L.
E
O volume de amônia, nas CNTP, produzido na reação de 10 mol de gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio é 224 L.
Os biocombustíveis se caracterizam por serem uma alternativa para substituir o diesel obtido através do petróleo. Podem ser obtidos a partir de açúcar, de amido, óleo vegetal ou gorduras animais, utilizando a tecnologia convencional – esses, conhecidos como combustíveis de primeira geração. A forma mais comum de combustíveis de primeira geração são o óleo vegetal, o biodiesel, o bioalcohol, o biogás e os biocombustíveis sólidos como madeira e carvão. A utilização de biocombustíveis gera uma menor contaminação ambiental, sendo uma alternativa viável para o esgotamento dos recursos energéticos fósseis (CASTELLANELLI, 2016). O bioetanol pode ser produzido a partir da hidrólise da celulose [(C6H10O5)n], a qual é convertida em glicose [C6H12O6], que, por sua vez, é fermentada a etanol [C2H6O]. Com base nessas informações, qual a soma dos menores números inteiros que fazem o correto balanceamento da reação de fermentação em apreço?
A
4.
B
5.
C
6.
D
7.
E
8.
Em 1862, Friedrich Wöhler descobriu o carbeto de cálcio (CaC2) ao aquecer carbono com uma liga de zinco e cálcio. Considerando a reação entre carbeto de cálcio e água para a obtenção do acetileno, calcule a quantidade de gás formado quando utilizados 112,0 g de carbeto de cálcio e 72,0 g de água.
A
22,5 g.
B
33,8 g.
C
45,5 g.
D
72,0 g.
E
112,0 g.
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