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Questões de Concurso sobre Balanço de Massa e Energia
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A droga cocaína pode ser consumida em diferentes formas de apresentação, dependendo principalmente se a substância se encontra na forma de sal ou base livre e das características físicoquímicas com que ela é comercializada (pedra, pó, pasta; oxidada, adulterada, diluída).
(Fonte: BRUNI, Aline Thais. et al. Fundamentos de Quimica Forense. 2 ed Campinas, SP: Ed. Millenium, 2019.
Abaixo temos a conversão química entre cocaína base livre e o sal de cocaína.
Diante do exposto e considerando sistema em equilíbrio e processo direto com liberação de energia a pressão constante sob forma de calor, assinale a alternativa correta.
A
A velocidade de formação da base livre é menor do que a do sal de cocaína.
B
A concentração da base livre e a do sal de cocaína são necessariamente iguais.
C
Uma solução de hidróxido de sódio pode converter a base livre em sal de cocaína.
D
Supondo que exista um catalisador para essa conversão, adição dele no sistema aumentará a constante de equilíbrio.
E
O aumento da temperatura nessa conversão química provocará uma diminuição na constante de equilíbrio.
O composto A é o
A
cloroetano.
B
cloroeteno.
C
cloroetino.
D
dicloroetano.
E
dicloroeteno.
A constante de velocidade k varia com a temperatura de acordo com a equação de Arrhenius. Considerando a reação de decomposição do ozônio em oxigênio, em que o valor da constante de velocidade é 1,9 x 10−9 s−1 a 0°C e 5,0 x 10−3 s−1 a 100°C, marque a opção que apresenta o valor da energia de ativação dessa reação.
Dados: ln (3,8.10−7) = −14,78, ln(2,5.104 ) = 10,12 e R = 8,315 J/K.mol
A
1,2.102 KJ/mol
B
1,5.102 KJ/mol
C
1,9.102 KJ/mol
D
2,2.102 KJ/mol
E
3,2.102 KJ/mol
Para o cálculo de balanço de energia das reações, é necessário ter o valor da entalpia das substâncias a cada temperatura.
Considere que:
Para uma combustão, a substância A é alimentada a 120 °C.
A capacidade calorífica da substância A à pressão constante e temperatura T em graus Celsius é dada pela equação:
cpA = a + bT + cT2 + dT3 (J.gmol-1)
O calor de formação e calor de combustão a 298 K da substância A são, respectivamente:
HFA298 (kJ.gmol-1) e HCA298 (kJ.gmol-1)
A expressão para a integração para o cálculo de entalpia, a substância A a 120 °C em um processo de combustão será dada pela equação:
A
HA120=HFA298 103+(a(120−25)+2b⋅(120−25)2+3c⋅(120−25)3+4d⋅(120−25)4)
B
HA120=HCA298⋅103+(a(120−25)+2b⋅(1202−252)+3c⋅(1203−253)+4d⋅(1204−254))
C
HA120=HCA298⋅10−3+(a(120−25)+2b⋅(1202−252)+3c⋅(1203−253)+4d⋅(1204−254))
D
HA120=HFA298⋅103+(a(120−25)+2b⋅(1202−252)+3c⋅(1203−253)+4d⋅(1204−254))
E
HA120=HFA298⋅10−3+(a(120−25)+2b⋅(1202−252)+3c⋅(1203−253)+4d⋅(1204−254))
Para a reação completa de uma certa quantidade de um metal com ácido, foram utilizadas 20 mL de HCl 6,2M, após a secagem do produto da reação, foram obtidas 5,9g de sal. Através da reação não balanceada e dos dados apresentados, o metal utilizado na reação em questão foi:
Dados: Massas Molares (g/mol): Cl = 35,45; H = 1; Zn = 65,38; Al = 26,98; Fe = 55,85; Mg = 24,30; Ni = 58,69.
Me + HCl → MeCl2 + H2
A
Zn.
B
Al.
C
Fe.
D
Mg.
E
Ni.
Ano:
2020
Nos sistemas de tratamento de esgoto, ocorre a oxidação da matéria orgânica e, eventualmente, também a oxidação da matéria nitrogenada.
A esse respeito, relacione a COLUNA II com a COLUNA I, associando a equação à sua respectiva descrição.
COLUNA I
1. N-NH4 + + 2 O2 → NO3 - + 2 H+ + H2O
2. C6H12O6 → 3 CH4 + 3 CO2 + Energia
3. C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + H2O + Energia
COLUNA II
( ) Representa a equação simplificada da conversão da matéria carbonácea em condições anaeróbias.
( ) Apresenta a reação global da nitrificação por meio da atuação das bactérias.
( ) Expressa a equação geral, simplificada, da respiração aeróbia.
Assinale a sequência correta.
A
1 2 3
B
3 2 1
C
2 3 1
D
2 1 3
Sabe-se que a condutividade molar (Λ) de uma solução iônica é dada pela razão entre a condutividade dessa solução (κ) e sua concentração molar. Considere soluções diluídas de CaCl2, NaCl e KCl com iguais concentrações em massa, para as quais são observadas as seguintes razões entre condutividades molares e entre massas molares (MM):
ΛCaCl2 ⁄ ΛNaCl=1,9; ΛCaCl2 ⁄ ΛKCl=1,8; MMCaCl2 ⁄ MMNaCl=1,9; MMCaCl2 ⁄ MMKCl=1,5.
Com base nessas informações, assinale a opção CORRETA entre as condutividades das soluções.
A
κCaCl2=κNaCl=κKCl
B
κCaCl2=κNaCl>κKCl
C
κCaCl2>κNaCl>κKCl
D
κCaCl2<κNaCl=κKCl
E
κCaCl2<κNaCl<κKCl
Considere a reação genérica A + 2B → C, cuja lei de velocidade é dada por ν = k[A]α[B]β. Em um estudo cinético, foram obtidas as velocidades da reação em cinco experimentos distintos, em que as concentrações das espécies A e B variaram conforme a tabela abaixo.
Experimento | [A] (mol⋅L−1) | [B] (mol⋅L−1) | ν (mol⋅L−1⋅min−1) |
1 2 3 4 5 | 0,025 X 0,025 0,100 0,050 | 0,010 0,020 0,005 0,005 0,010 | 2,5 × 10−6 2,0 × 10−5 1,25 × 10−6 Y 1,0 × 10−5 |
Com base nesses experimentos, assinale a opção que apresenta os valores corretos de α, β, k, X e Y, respectivamente.
A
1; 1; 1×10−2; 1,0×10−1 e 5,0×10−6
B
1; 2; 1,0; 1,0×10−3 e 5,0×10−4
C
1; 2; 1,0; 5,0×10−2 e 2,5×10−4
D
2; 1; 0,4; 2,5×10−3 e 2,0×10−3
E
2; 1; 0,4; 5,0×10−2 e 2,0×10−5
O propano, C3H8, é um gás altamente inflamável, comumente utilizado em residências para fogões e aquecimento. Qual é a massa de H2O produzida na combustão completa (reação com O2) de 25 g de propano?
Dados: massas atômicas C = 12 u; H = 1 u; O = 16 u
A
4,1 g.
B
10,4 g.
C
40,9 g.
D
24,5 g.
E
3,8 g.
Estequiometria é o cálculo da quantidade das substâncias envolvidas em uma reação química. A razão estequiométrica dos reagentes é naturalmente fixa, portanto, se uma quantidade em excesso de qualquer um dos reagentes estiver presente além dessa razão estequiométrica,
A
a reação ficará estagnada desde o início, pois a estequiometria da reação não foi respeitada.
B
haverá excesso de produto, que deverá, então, ser descartado.
C
a reação não ocorrerá em nenhum momento e, consequentemente, o produto não será formado.
D
haverá excesso de produto e pode-se dizer então que a eficiência da reação química é maior.
E
o excesso permanecerá sem reagir.
As fases condensadas da matéria são consequências da ação de forças que atuam entre os átomos, íons e moléculas. Com base em seus conhecimentos sobre o tema, considere as proposições abaixo:
(1) O ponto de fusão do argônio é menor que o do xenônio em uma mesma pressão.
(2) A pressão de vapor do dimetilpropano é maior que a do pentano.
(3) O valor absoluto da energia potencial de interação entre a molécula de água e o Ca2+ é menor do que entre a molécula de água e o Al3+.
(4) O valor absoluto da energia potencial de interação entre a molécula de água e o Ga3+ é maior do que entre a molécula de água e o Al3+.
A soma dos números associados às proposições ERRADAS é igual a
A
0.
B
2.
C
4.
D
5.
E
6.
Sobre a Teoria do Octeto, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.
( ) Compostos de boro, como ácido bórico (B(OH)3), bórax (Na2B4O5(OH)4.8H2O) e trihaletos de boro (BF3, BCl3, BBr3, e BI3), não apresentam octeto completo e, portanto, podem ser bastante reativos.
( ) Elementos como Si, P, S, Cl e Xe, quando presentes em moléculas como átomo central, não apresentam mais de oito elétrons.
( ) Os óxidos de nitrogênio, como NO e o NO2, possuem número ímpar de elétrons em sua estrutura de Lewis.
( ) A molécula do SF4 apresenta geometria planar quadrada.
Assinale a sequência correta.
A
F, V, F, V
B
V, F, V, F
C
V, V, F, F
D
F, F, V, V
Uma reação química dada por 2A(g)+B(g)k→ 3C(g) pode ser considerada como uma reação elementar quando:
A
a reação acontece em várias etapas e os expoentes das concentrações das espécies químicas, na equação da velocidade da reação, são correspondentes aos índices estequiométricos da reação química;
B
os expoentes das concentrações das espécies químicas, na equação da velocidade da reação, são correspondentes aos índices estequiométricos da reação química e estas reações acontecem em uma única etapa;
C
equação da velocidade da reação é dada por −rA=k.CA . CB2
D
a equação da velocidade da reação é dada por −rA=k.CA2 . CB −k ′ . CC3
Analise as afirmações:
(1) A transferência de massa em sentido lato poderá ser entendida como o movimento espacial da matéria.
(3) A transferência de massa por difusão molecular em consequência de uma diferença de concentrações espacial é análoga à transferência de calor por condução, embora seja um fenômeno mais complexo, pois ocorre numa mistura com pelo menos duas espécies químicas.
(7) A 1ª lei de Fick é definida como sendo a velocidade de transferência de massa do componente A num meio com altos valores de energia livre de Gibbs (ΔG) contendo uma mistura binária, A e B, sendo proporcional ao gradiente de vazão mássica de A.
(21) Existindo regiões com diferentes concentrações, ocorrerá transferência de massa no sentido das zonas onde a concentração desse componente é mais baixa.
A soma dos números entre parênteses no início de cada afirmação CORRETA é:
A
4
B
22
C
32
D
11
Considere uma planta formada por 58 fornos (cubas) independentes em que cada cuba gera 0.2 ton/h de alumínio primário a partir de 0.5 ton/h de alumina alimentada. A produção de criolita Na3AlF6, em uma planta de produção de alumínio primário, cujo rendimento da reação é de 86% e a alumina que alimenta a planta está a 98% de pureza é de
Dados: Massa Atômica: Al = 27, O = 16, F = 19, Na = 23.
Reação de formação da criolita: 6 NaOH + Al2O3+ 12 HF → 2 Na3AlF6+ 9 H2O
A
49.8 ton.
B
58.5 ton.
C
67.9 ton.
D
68.5 ton.
E
48.9 ton.
O alumínio metálico é obtido por um processo de redução eletrolítica da alumina, onde o americano Charles M. Hall e o francês Paul Héroult desenvolveram de modo independente, este método é usado até hoje. De maneira simplificada o processo de obtenção do alumínio se dá pela eletrólise do óxido de alumínio (Al2O3) fundido, de acordo com a reação catódica: Al3+ + 3 e-→ Al. De acordo com esta cinética, determine a quantidade de elétrons, em mols, necessária para a obtenção de 720 g de alumínio? Dado: massa molar do alumínio = 27 g/mol.
A
3.
B
25.
C
50.
D
80.
E
75.
O engenheiro químico responsável por fiscalizar uma indústria de borracha precisa calcular o coeficiente de difusão do N₂ a 25 °C em dois materiais poliméricos diferentes, a fim de verificar qual dos materiais irá se fundir mais rapidamente ao utilizar N₂ como soluto. Dados:
Polímero A: Do = 34 cm² s-1; Q = 12 100 cal mol-1
Polímero B: Do = 42 cm² s-1; Q = 7200 cal mol-1
Constante universal dos gases = 1,987 cal K-1 mol-1
Constante neperiana = 2,718
Assinale a alternativa correta sobre os polímeros.
A
O polímero A tende a fundir mais rápido, pois apresenta difusividade de massa maior.
B
O polímero B apresenta coeficiente de difusão maior que o polímero A.
C
O valor de difusividade de massa do polímero A é maior que 1,2 105 cm2 s-1.
D
O polímero B tende a fundir mais rápido, pois apresenta coeficiente de difusão menor.
E
O polímero B apresenta difusividade de massa menor que o polímero B.
Várias são as maneiras para reverter o processo de escurecimento da prata. Geralmente estes materiais recuperam seu brilho quando envoltos por papel alumínio e mergulhados em um recipiente contendo água quente e cloreto de sódio.
UCKO, D. A. Química para as ciências da saúde: uma introdução à química geral, orgânica e biológica. São Paulo: Manole, 1995 (adaptado).
A reação que ocorre é:
Ag2S(s) + Aℓ(s) → Aℓ2S3(s) + Ag(s)
Utilizando o processo descrito, a massa de prata metálica que será regenerada na superfície de um objeto que contém 5g de sulfeto de prata I é aproximadamente:
A
3,5
B
2,2
C
4,8
D
4,4
São fatores que afetam a velocidade de uma reação química:
A
Densidade e pressão.
B
Superfície de contato e volume.
C
Volume e temperatura.
D
Superfície de contato e temperatura.
Faça uso das informações a seguir para responder a questão abaixo:
log10K=0,05916n ε
ε=Φ1−Φll
Qualquer reação química pode ser escrita como uma combinação de duas reações de meias-pilhas, podendo o potencial da pilha também ser associado a estas. Seja a reação química 2Fe+3+Sn2+↔ 2Fe2++Sn4+ onde os potenciais das reações de meias-pilhas são iguais a 0,771 V e 0,15 V para o ferro e estanho respectivamente.
Os valores para o potencial da pilha e a constante de equilíbrio são:
A
0,35 V e 1015;
B
0,62 V e 1021;
C
0,62 V e 1015;
D
0,35 V e 1021.
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