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Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia
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A partir do Texto 3, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I- A professora deve explicar que o funcionamento dos motores a gasolina, álcool e diesel está relacionado com a transformação da energia química em mecânica.
PORQUE
II- Os combustíveis, tais como gasolina e etanol, movimentam pistões em motores de combustão de forma análoga à conversão da energia dos alimentos em contrações musculares.
A respeito dessas asserções, é CORRETO afirmar que:
A
a asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
B
as asserções I e II são proposições falsas.
C
a asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
D
as asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
E
as asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
As leis da termodinâmica governam o universo das reações químicas, estabelecendo limites para a conservação e a degradação da energia disponível. Acerca dos princípios fundamentais que regem essas leis, registre V, para as afirmativas verdadeiras, e F, para as falsas:
(__)A primeira lei da termodinâmica estabelece que a energia total de um sistema isolado é conservada, podendo ser transformada de uma forma em outra.
(__)A segunda lei da termodinâmica postula que a entropia total de um sistema isolado tende a aumentar com o tempo em processos espontâneos.
(__)A terceira lei da termodinâmica afirma que a entropia de um cristal perfeito no zero absoluto de temperatura é infinita devido ao desordenamento eletrônico.
(__)A lei zero da termodinâmica fundamenta o conceito de temperatura, estabelecendo as condições necessárias para o equilíbrio térmico entre sistemas.
Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:
A
V, V, F, V.
B
F, F, F, V.
C
V, V, V, V.
D
F, V, F, F.
E
V, F, V, F.
Observe a figura:
Fonte: Feltre, Ricardo. Química. 6. ed. São Paulo: Moderna, 2004.
A cena apresentada faz referência ao uso do fogo como uma das mais importantes descobertas da humanidade, pois ele permite modificar as propriedades dos materiais, como ocorre no cozimento dos alimentos. Com base nessa situação, a charge está relacionada, no campo da Química, ao estudo de:
A
Reações endotérmicas, pois toda reação que envolve fogo necessariamente absorve calor do ambiente.
B
Transformações físicas, pois o fogo apenas muda a forma e a temperatura do alimento, sem alterar sua composição.
C
Fenômenos de combustão e liberação de energia, porém sem formação de novas substâncias no processo.
D
Transformações químicas, pois o aquecimento da carne promove reações que alteram sua composição.
E
Processos de decomposição térmica, pois o cozimento sempre quebra completamente as moléculas orgânicas em substâncias simples.
A entropia é uma função de estado que mensura o grau de desordem ou a distribuição de energia em um sistema macroscópico. No que diz respeito às variações de entropia em mudanças de estado físico e reações químicas, assinale a alternativa correta.
A
A entropia de um sistema gasoso diminui quando ocorre um aumento na temperatura sob volume constante, decorrente da redução dos estados quânticos acessíveis.
B
A transição do estado líquido para o estado gasoso ocorre com um aumento significativo da entropia do sistema devido ao maior volume e liberdade de movimento das partículas.
C
A variação da entropia do universo em um processo reversível é sempre superior a zero, garantindo a espontaneidade da reação em sistemas biológicos abertos.
D
Reações químicas que produzem uma menor quantidade de mols de produtos gasosos em relação aos reagentes apresentam invariavelmente uma variação de entropia positiva.
E
Processos de solidificação de substâncias puras resultam em variação de entropia positiva, visto que a formação de redes cristalinas aumenta a incerteza posicional dos átomos.
Os fundamentos da Ecologia envolvem o estudo das relações entre os seres vivos e o ambiente em que vivem. Um dos conceitos centrais dessa área é o de cadeia alimentar, nela
A
a energia utilizada pelos consumidores secundários é proveniente diretamente da fotossíntese realizada pelos produtores.
B
os decompositores atuam de forma paralela, tendo papel secundário por não participarem diretamente do fluxo de energia entre os níveis tróficos.
C
a quantidade de energia disponível diminui a cada nível trófico sucessivo.
D
os consumidores primários são organismos autotróficos que ocupam o segundo nível trófico.
E
a energia flui de forma cíclica entre os organismos, sendo constantemente reciclada pelos decompositores.
A 298 K, a decomposição do carbonato de cálcio em óxido de cálcio e CO2(g), não é espontânea. No entanto, em altas temperaturas, a reação se torna espontânea. Identifique a alternativa que descreve corretamente a natureza desta explicação.
A
ΔH é negativo e ΔS é negativo, então ΔG torna-se negativo em baixas temperaturas.
B
ΔH é positivo e ΔS é positivo, então ΔG torna-se negativo em altas temperaturas.
C
ΔH é negativo e ΔS é positivo, então ΔG torna-se positivo em altas temperaturas.
D
ΔH é positivo e ΔS é negativo, então ΔG permanece sempre positivo.
O calor é uma forma de energia em trânsito, que se transfere de um corpo mais aquecido para outro menos aquecido até que se estabeleça o equilíbrio térmico entre eles. Entre os efeitos do calor, destacam-se os físicos, químicos e biológicos. A síntese e a decomposição de substâncias são processos resultantes de qual desses efeitos do calor? Assinale a opção correta.
A
Biológicos, apenas.
B
Químicos, apenas.
C
Físicos, apenas.
D
Físicos e biológicos, apenas.
A inquietude existencial, o inconformismo com a repetição dos padrões e a necessidade de romper com o passado para abrir espaço ao novo é a essência do pensamento científico e da evolução do conhecimento. No contexto da teoria atômica moderna, esses elementos refletem a transição de modelos clássicos para uma compreensão mais profunda e precisa da estrutura atômica. Sobre a teoria atômica moderna, assinale a alternativa correta.
A
Os resultados obtidos através do experimento corpo negro evidenciam a relação diretamente proporcional entre o comprimento de onda e a temperatura. Esse resultado quantitativo é conhecido como Lei de Wien.
B
O fenômeno conhecido como “catástrofe do ultravioleta” foi devidamente resolvido pelo modelo atômico de Rutherford, que, ao analisar a deflexão dos raios catódicos na lâmina de ouro, concluiu que a emissão contínua de energia pelos elétrons orbitando o núcleo seria compatível com a radiação de corpo negro prevista pela física clássica.
C
Para desenvolver sua teoria, Planck teve de descartar a física clássica e passou a descrever a energia em pacotes discretos. Para sustentá-la, utilizou evidências como o efeito fotoelétrico, cuja principal observação experimental indicava que nenhum elétron era ejetado até que a radiação atingisse uma intensidade mínima específica.
D
O caráter ondulatório dos elétrons foi evidenciado a partir do experimento da lâmina de ouro, conduzido por Rutherford, no qual se observou a difração das partículas alfa ao colidirem com os elétrons da estrutura atômica, revelando, assim, a natureza ondulatória da matéria.
E
A teoria de Einstein sobre o efeito fotoelétrico propõe que a ejeção de um elétron de uma superfície metálica ocorre somente se o fóton incidente transferir uma quantidade de energia igual ou superior à função trabalho do material (Φ). Caso essa condição seja atendida, o elétron é liberado de forma imediata. Além disso, a teoria prevê que a energia cinética dos elétrons ejetados varia de forma linear com a frequência da radiação incidente, sendo dada pela diferença entre a energia do fóton e a função trabalho, o que evidencia a natureza quantizada da interação entre luz e matéria.
Nos processos de transformação e reciclagem de recursos naturais, as velocidades das reações químicas são estudadas pela cinética química. Uma reação A → B é realizada na presença e na ausência de uma enzima, com todas as demais condições permanecendo inalteradas. Considere que, no gráfico da variação de energia ao longo dessa reação, a linha contínua representa o avanço da reação na ausência da enzima, e a linha pontilhada, na presença da enzima.
O gráfico que representa a situação descrita é:
A
B
C
D
E
Na fermentação alcoólica, quando o microrganismo escolhido utiliza o ATP para seu crescimento, a biomassa celular é formada às custas da glicose, que passa a não ser convertida em etanol, portanto, a redução do rendimento de ATP durante a fermentação alcoólica aumenta o rendimento de etanol com redução da conversão de substrato em massa celular.
C
Certo
E
Errado
A energia cinética é a energia produzida por um objeto ao mover-se. No entanto, existem outras formas de energia capazes de realizar trabalho. Nesse sentido, é correto afirmar que a energia potencial é
A
fonte de energia primária da Terra.
B
energia associada somente ao movimento aleatório dos átomos.
C
energia vinculada ao movimento ordenado dos átomos e moléculas.
D
energia disponível como consequência da posição de um objeto.
E
uma energia que pode ser liberada, armazenada ou convertida em outras formas de energia.
A produção de hidrogênio verde vem ganhando destaque como fonte energética alternativa. Uma das rotas consiste na eletrólise da água, com uso de energia renovável, como a energia solar.
Em relação a esse processo, é correto afirmar que
A
a produção de hidrogênio verde evita a emissão de gases poluentes se for associada a fontes de energia renováveis.
B
a energia liberada no processo de eletrólise da água é mais alta do que a energia obtida na queima do carvão.
C
o processo da eletrólise da água atua na fixação do carbono atmosférico.
D
o hidrogênio obtido na eletrólise da água é mais energético do que o hidrogênio obtido do metano.
E
o hidrogênio gerado no eletrolisador substitui o gás carbônico como fonte de energia térmica.
Ano:
2025
Pesquisadores da Embrapa e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram um material inovador composto por polianilina e nanotubos de carbono de paredes múltiplas. Quando exposto à luz ultravioleta, esse material gera uma corrente elétrica capaz de promover reações químicas que resultam na produção de hidrogênio verde, uma fonte de energia limpa e renovável (Fonte: estadao.com.br).
Considerando essa descoberta, um professor de Ciências pede aos estudantes que expliquem que tipo de transformação, se física ou química, ocorre no processo de produção de hidrogênio a partir da água, como descrito na reportagem do jornal.
João disse tratar-se de transformação física, pois o hidrogênio já existia nas moléculas de água.
Juliana afirmou tratar-se de transformação química pois o hidrogênio, que era incolor na água, fica verde depois da reação.
Maria disse trata-se de transformação física, uma vez que foi preciso usar eletricidade para quebrar as moléculas de água.
Rodrigo afirmou que era uma transformação química pois o produto, hidrogênio, é outro que não a água.
A partir dessas três respostas, o professor constatou que:
A
precisa retomar com os quatro estudantes os conceitos de transformação química e transformação física da matéria, uma vez que os quatro demostraram confundir esses conceitos.
B
Juliana tem bom domínio dos conceitos pois foi a única que associou a reação química que ocorre no processo à mudança no aspecto da substância, no caso a coloração do gás hidrogênio.
C
Dois estudantes erraram por não considerarem que o hidrogênio já estava presente na água e, portanto, não houve transformação da matéria, mas apenas separação de seus componentes originais.
D
Rodrigo é o único que reconheceu corretamente a produção de uma nova substância como critério para a identificação de uma transformação química.
E
Maria e João mostraram domínio parcial do conteúdo ao reconhecerem a participação da eletricidade e dos átomos, ainda que não tenham identificado corretamente o tipo de transformação.
A matéria é composta por partículas carregadas; portanto, não é surpreendente que seja possível converter energia química em energia elétrica. Sobre os conceitos de eletroquímica, analise as afirmativas a seguir.
I. Nas células eletrolíticas, a energia química é convertida em energia elétrica.
II. Assim como a entropia, processos espontâneos são acompanhados por uma variação positiva na energia de Gibbs (ΔG).
III. Ao multiplicar por dois a semirreação “Fe2+ (aq) → Fe3+ (aq) + e- ; E°= – 0,77V”, o valor do potencial padrão não deverá ser alterado.
Está correto o que se afirma apenas em
A
III.
B
I e II.
C
I e III.
D
II e III.
Para o mesmo peso, uma bateria de níquel-cádmio é capaz de fornecer maior quantidade de watts x horas que uma bateria de íon-lítio, mas em um intervalo de tempo maior.
C
Certo
E
Errado
A biolixiviação, que consiste na interação de microrganismos específicos com metais, através de reações de oxirredução, é um processo aplicado para a recuperação de metais raros e preciosos presentes nos resíduos eletrônicos.
C
Certo
E
Errado
A proteção catódica é uma tecnologia de grande importância para o mundo atual porque permite a proteção contra a corrosão de instalações metálicas enterradas ou submersas dos mais diversos fins, como: adutoras, oleodutos, gasodutos, alcooldutos, instalações portuárias entre outras. Todas essas instalações estão sempre sujeitas a sérios problemas de corrosão, causados pelo solo, pelas correntes de fuga dos sistemas de tração eletrificada, pela absorção de água, cloretos, CO₂, produtos químicos e outros poluentes, para o caso das estruturas de concreto.
A proteção catódica tem como princípio estabelecer um fluxo de corrente que mantém o aço-carbono como cátodo, minimizando a perda natural de elétrons para o meio. Ela pode ser obtida por dois métodos principais: via corrente impressa, na qual a proteção é fornecida por imposição de correntes elétricas ou de tensões que são geradas por uma fonte externa permanente de energia elétrica, o retificador; e por meio de corrente galvânica, que consiste num fluxo de corrente elétrica que parte de um ânodo, usualmente um elemento de zinco embutido na argamassa de baixa resistividade elétrica, como representado na figura a seguir:
Considerando a importância da proteção catódica na prevenção e controle da corrosão em estruturas de aço e de concreto, assinale a alternativa correta.
A
A proteção catódica por corrente impressa é tradicionalmente aplicada para recuperar áreas localizadas de estruturas com corrosão induzida por íons cloreto.
B
A proteção galvânica é indicada tanto para obras novas, quanto para obras existentes, especialmente para as estruturas expostas a cloretos.
C
A proteção catódica das adutoras de aço, normalmente de grande diâmetro e grande extensão, utiliza os sistemas de proteção catódica do tipo por corrente galvânica, com a utilização de um ou mais condutores elétricos complementados por leitos de anodos do tipo inerte, de ferro, silício, cromo ou de titânico revestido com óxidos mistos de metais nobres.
D
É a única técnica que consegue garantir a proteção contra a corrosão de adutoras, tanques de armazenamento e estruturas de concreto de estações de tratamento.
E
As armaduras de aço das estruturas de concreto, em especial nas estações de tratamento, podem apresentar corrosão severa ao longo do tempo. A proteção catódica, nesse caso, utiliza os sistemas do tipo por corrente impressa, com a instalação de um retificador e anodos inertes instalados no solo e anodos instalados internamente, que ficam em contato com a água.
Os processos de corrosão são considerados reações químicas heterogêneas ou reações eletroquímicas, que se passam geralmente na superfície de separação entre metal e o meio corrosivo.
No que se refere à proteção e alguns fatores causadores da corrosão, analise as afirmativas a seguir:
I. Para proteger um metal contra a corrosão, existem técnicas consideradas úteis, como: pintura, plastificação, galvanoplastia, anodização e proteção catódica.
II. Os meios corrosivos mais frequentemente encontrados são os seguintes: atmosfera, águas naturais, água do mar, solo, produtos químicos, alimentos, substâncias fundidas.
III. Existem fatores que por si só não provocam corrosão, mas são capazes de acelerar o processo. Um exemplo disso é a presença de gás carbônico (CO₂), dióxido de enxofre (SO₂) e outras substâncias ácidas no ar.
IV. Uma forma muito comum de proteger um metal da corrosão é revesti-lo com metais que tenham maior potencial de redução, ou seja, maior tendência a perder elétrons.
São consideradas CORRETAS:
A
somente I e II.
B
somente II e III.
C
somente II, III e IV.
D
somente I, III e IV.
E
somente I, II e III.
A desativação induzida termicamente pode se manifestar de três formas: perda da superfície catalítica em virtude do crescimento de tamanho do cristalito de metal na fase catalítica, perda da área do suporte em virtude do colapso de poros nos cristalitos da fase ativa, e transformações químicas das fases catalíticas para fases não catalíticas.
As duas primeiras formas caracterizam
A
sinterização.
B
coqueificação.
C
mascaramento.
D
lixiviação.
E
envenenamento.
A formação de uma solução aquosa de iodeto de potássio, segundo a equação química KI(s) → K+(aq) + I–(aq), envolve a ruptura do retículo cristalino (ΔHret = 632 kJ/mol) seguida da hidratação dos íons (ΔHhid = –611 kJ/mol). Com base nessas informações, o calor de solução será de:
A
–590 kJ/mol.
B
21 kJ/mol.
C
653 kJ/mol.
D
1.243 kJ/mol.
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