Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

Sob condições adequadas e na presença de oxigênio, a prata metálica pode ser oxidada, de acordo com a reação que segue:

4 Ag_(s) + O_2(g) + 4 H⁺ _(aq) → 4 Ag⁺ _(aq) + 2 H₂O_(l)

Com base nessa reação, o valor da variação de energia livre de Gibbs padrão (ΔG⁰) é, aproximadamente, igual a

Dados: E⁰ Ag⁺/Ag⁰ = −0,80 V; E⁰ O_2(g)/H₂O = 1,23 V; Constante de Faraday (F) = 96500 C mol^-1

A eletroquímica é o estudo da interação entre a eletricidade e as reações químicas. A transferência de elétrons de uma espécie para outra é um dos processos fundamentais que permitem a vida, a fotossíntese, as células a combustível e a purificação de metais. Compreender como os elétrons são transferidos nos permite determinar modos de usar as reações químicas para gerar eletricidade e usá-la para produzir reações químicas. Sobre as pilhas, é INCORRETO afirmar que:

A pilha formada pelos eletrodos que compõem a bateria de chumbo utilizada em automóveis é representada por

Pb(s)| PbSO₄(s) | H⁺(aq), HSO₄ ⁻(aq) | PbO₂(s) | PbSO₄(s) | Pb(s) (E° = 2 V)

Em relação a essa pilha, considere as afirmativas a seguir:

I. Os eletrodos são de metal/metal insolúvel em contato com solução de íons do metal.

II. A reação anódica é Pb(s) + HSO₄ ⁻(aq) →PbSO₄(s) ⁺ H+(aq) + 2e⁻.

III. Trata-se de uma pilha primária, pois pode ser recarregada.

IV. O Pb contido em baterias gastas não pode ser reciclado devido à presença de H₂SO₄.

Assinale

O cálculo do potencial de uma reação de redução fora das condições padrão é dado pela equação de Nernst. Para a redução da espécie A: aA + ne^- $\to$ bB, a equação de Nernst é dada por:

$E=E{°}_{red}-\frac{0,059}{n}log\left(\frac{a_B^b}{a_A^a}\right)$

Onde:

Eº_red = potencial padrão de redução;

n = número de elétrons da reação; e

a_I = atividade da espécie i (a atividade pode ser aproximada pela concentração da espécie caso ela esteja em solução ou pode ser considerada igual a 1 caso ela esteja no estado sólido).

Um pesquisador realizou um experimento com a célula galvânica Fe_(s)|FeSO_4(aq)||CuSO_4(aq)|Cu_(s),no qual foram feitos testes com diferentes concentrações das soluções dos eletrodos da célula, medindo o potencial da célula para cada combinação. Em determinado ponto, foi utilizada uma solução de FeSO_4(aq) 0,001 Me uma solução de CuSO_4(aq) 0,1 M. Sabendo que o potencial de redução do Fe²⁺ $\to$ Fe_(s) é de -0,440 V e que o potencial de redução do Cu²⁺ $\to$ Cu_(s) é de 0,339 V, assinale a opção que apresenta o potencial medido pelo pesquisador.

As transformações físico-químicas podem ocorrer de forma reversível ou irreversível, em condições constantes ou variáveis.

Por exemplo, em um processo adiabático, o fluxo de calor durante a mudança de estado é nulo, ao passo que:

“Na última semana, os consumidores sentiram pesar no bolso o preço do gás de cozinha. O valor médio do botijão de 13 kg subiu de R$ 85,27 para R$ 85,63 entre os dias 6 e 12 de junho. Considerando todo o país, o maior preço do produto foi registrado na região Centro-Oeste, onde consumidores chegaram a pagar R$ 125 por um botijão.”

(Disponível em: https://jovempan.com.br/noticias/brasil/gas-de-cozinha-atinge-maior-preco-em-2021-e-deve-ficar-aindamais-caro-entenda-o-reajuste-da-petrobras.html. Acessado em 28/09/2021)

Supondo que todo o GLP presente no botijão seja somente butano e está totalmente na forma líquida, e que o preço do botijão de gás seja de R$ 125,00, para uma família que teve um gasto mensal com a fatura de gás de R$ 55,77, qual a quantidade de energia que foi liberada, em quilojoules, na queima do gás butano?

A reação de combustão completa do butano (não balanceada):

C₄H₁₀(g) → CO₂ (g) + H₂O _____________ ∆H_C° = 2.808 kJ/mol

A diferença de potencial (ddp) de uma célula galvânica é uma medida da habilidade da reação da célula de empurrar e puxar elétrons através de um circuito. Dessa forma, cada eletrodo contribui para esse valor através de seu potencial padrão (E⁰).

Analise a tabela de potenciais padrão apresentada a seguir.

A célula com maior ddp será formada por

A tabela a seguir indica o potencial padrão de redução de alguns metais:

A pilha que apresenta maior diferença de potencial padrão pode ser representada esquematicamente por:

Analise o diagrama de energia a seguir que apresenta uma série de transformações químicas distintas.

A energia liberada, medida em kJ, na combustão completa de 11,0 g de propano é igual a

A metodologia mais utilizada para determinação da demanda química de oxigênio em amostras de efluentes se baseia numa reação de ______ de uma solução preparada com uma substância chamada ________. Essa substância e seu produto na reação apresentam absorbância em dois comprimentos de onda de interesse: 420 nm (amarelo-laranjado) e 600 nm (verde) respectivamente. Assinale a alternativa que preencha corretamente as lacunas, respectivamente, quanto ao tipo da reação e à substância.

Em 1913, Niels Bohr, um físico dinamarquês, propôs um modelo atômico para o átomo de hidrogênio, baseado em postulados, procurando explicar a instabilidade do modelo de Rutherford. O modelo de Bohr foi baseado no estudo do espectro atômico do átomo de hidrogênio e foi o primeiro a considerar conceitos da física quântica para explicar a estrutura do átomo. De acordo com Bohr, o elétron gira ao redor do núcleo em órbitas (níveis de energia) circulares de raios definidos denominadas órbitas estacionárias. Cada órbita estacionária possui um valor determinado de energia. Nessas órbitas, o elétron pode se mover sem perder ou ganhar energia. Bohr demonstrou que a energia total do elétron em cada órbita era quantizada e determinada pela seguinte equação matemática:

$Energia\acute{o}rbita=A\frac{1}{n^2}$

Com base na equação de Bohr, podemos afirmar que a frequência mínima aproximada que uma radiação eletromagnética deve ter para ser capaz de ionizar um átomo de hidrogênio é de

Dados: A = 2,2 10^–18 J

n = nível de energia (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ... ∞)

h = 6,6 .10^-34 J/Hz

Considere a célula eletroquímica abaixo:

$Pt\left(s\right)|H_2\left(g\right)|HCl\left(aq\right)||H{g}_{2}C{l}_2\left(s\right)|Hg\left(l\right)$

Admita, ainda, a reação a seguir:

$H{g}_{2}C{l}_2(s)+H_2(g)\to 2Hg(l)+2HCl(aq)$

O potencial-padrão da célula acima a 294,5 K é +0,2678 V e a 302,5 K é +0,2638 V. Considere que tanto a entalpia, quanto a entropia de reação mudam muito pouco para variações de temperatura não muito amplas. A constante de Faraday é 96500 C.mol^-1. A entropia-padrão da reação acima, a 298,15 K, em J.(K.mol)^-1, será aproximadamente:

O ácido acético é um líquido incolor de cheiro irritante, penetrante e sabor azedo. Ele é o principal constituinte do vinagre, que é uma solução aquosa de 4 a 10% em massa de ácido acético.

Considerando as três equações termoquímicas a seguir:

C_(graf) + O_2(g) → CO_2(g) _______________________ ΔH = - 393 kJ/mol

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(l) ______________________ ΔH = - 286,0 kJ/mol

2 C_(graf) + 2 H_2(g) + O_2(g) → CH₃COOH_(l) _________ ΔH = - 484,0 kJ/mol

Pode-se afirmar que na combustão de 52 g de ácido acético, há:

(Dados em g/mol: C = 12, H = 1, O = 16)

A decomposição do carbonato de cálcio é representada pela seguinte equação termoquímica:

CaCO₃ (s) → CaO (s) + CO₂ (g) $\Delta$H° = 180 kJ/mol

O calor consumido na decomposição de 500 g de CaCO₃ é igual a:

Dado: massa molar do CaCO₃ = 100 g/mol

Os principais meios corrosivos de materiais são os mecanismos químico e eletroquimico. No processo de corrosão eletroquímica, ocorre um fluxo de elétrons, que se desloca de uma área da superfície metálica para a outra. A diferença de potencial de natureza eletroquimica, se estabelece entre as regiões que envolvem transferência desses elétrons. As reações na corrosão eletroquimica são anódicas e catódicas (oxidação e redução). Assim, é correto afirmar que:

Em uma pilha de zinco e prata os metais (eletrodos) estão mergulhados em soluções aquosas de seus respectivos sulfatos. Considerando os potenciais de redução.

Zn⁺² + 2 ^e- → Zn⁰ E⁰ = -0,76V

Ag⁺ + e- → Ag⁰ E⁰ = +0,80V

Assinale a afirmativa correta:

O dióxido de nitrogênio (NO₂) é uma molécula intermediária na produção industrial de ácido nítrico (HNO₃), que é muito aplicado na produção de fertilizantes.

O dióxido de nitrogênio existe em equilíbrio com o tetróxido de nitrogênio (N₂O₄), segundo a reação:

2NO₂(g) ⇄ N₂O₄(g) ________ ∆H = −57,23 kJ/mol

Para aumentar o rendimento do dióxido de nitrogênio na reação, segundo o princípio de Le Châtelier, deve-se:

A liberação de energia não pode ser usada para predizer, com certeza, se uma reação irá ocorrer ou não. Em uma dada temperatura e em uma dada pressão, um processo que libera energia (processo exotérmico) e que leva a um aumento da entropia é duplamente favorecido, pois os dois fatores levam à diminuição da energia livre do sistema.

Sobre as principais características do gás natural, conforme a MSGÁS, verifique as assertivas e assinale a correta.

I. Odor: O Gás Natural tem cheiro peculiar, o que auxilia na identificação de vazamentos.

II. Poder Calorífico: o Poder Calorífico Superior do Gás Natural é 9.400kcal/Nm³.

III. Toxidade: o Gás Natural não é tóxico e se dissipa facilmente na atmosfera.

IV. Aspectos da chama: a chama apresenta boa aparência, firmeza e uniformidade com coloração azulada.

A Termoquímica é o ramo da Química que estuda o calor absorvido ou liberado em uma transformação física ou química (reação), pois cada substância armazena uma determinada quantidade de calor, que será alterado quando a substância sofrer alguma transformação.

Observe o gráfico a seguir que representa o caminho da reação genérica balanceada.

A₂ + B₂ → 2 AB

Disponível em: i_662d64349cafcb5b_html_55011cd1.png (463×350) (quimicaevestibular.com.br). Acesso em 27 de Julho de 2021.

Com relação ao gráfico acima, temos as seguintes afirmativas:

I. A reação absorve calor;

II. A energia de ativação da reação é 60 KJ;

III. O valor da entalpia da reação (∆H) é de -40 KJ;

IV. Ao colocarmos um catalisador na reação, diminuímos a sua entalpia (∆H), tornando-a mais rápida.

Estão corretas as afirmativas: