Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

Considere a pilha de Daniell formada por eletrodos de zinco e cobre imersos em soluções aquosas de ZnSO₄ e CuSO₄, ambas na concentração de 1 mol/L (mol por litro). Os eletrodos se encontram interligados por uma ponte salina, conforme mostra a figura abaixo.

As semirreações que descrevem o processo de oxirredução estão descritas a seguir.

Cu²⁺ (aq) + 2e^- → Cu(s)

Zn²⁺ (aq) + 2e^- → Zn(s)

E⁰_red = + 0,34 V (volts)

E⁰_red = - 0,76 V (volts)

Para o processo descrito, analise as afirmativas abaixo e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F).

( ) O eletrodo de zinco sofre oxidação e o eletrodo de cobre sofre redução.

( ) A reação de oxidação ocorre no cátodo e reação de redução ocorre no ânodo.

( ) O diagrama de célula do processo é Zn (s)|Zn²⁺(aq)||Cu²⁺(aq)|Cu (s).

( ) Os elétrons fluem do ânodo para o cátodo.

( ) A reação global da pilha é Cu(s) + Zn2+(aq) → Cu²⁺(aq) + Zn(s) e a diferença de potencial é 1,10 V (volts).

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo.

O Carbono 14, C¹⁴, um isótopo radioativo do elemento Carbono, reage com o oxigênio do ar formando o C¹⁴O₂. Essa substância é absorvida pelos vegetais e esse carbono radioativo passa a fazer parte das moléculas orgânicas de animais e plantas. Enquanto os seres permanecem vivos, a relação entre os dois isótopos permanece constante, mas após a morte, a quantidade de C¹⁴ sofrerá um decaimento, de acordo com a meia vida desse elemento, que é de 5 730 anos. Considerando que em uma amostra fossilizada de crânio humano, a quantidade de C¹⁴ encontrada é 1/32 da quantidade inicial, a idade desse fóssil, em anos, é, aproximadamente, igual a

A respeito de um sistema adiabático, são dadas as seguintes sentenças:

I- A temperatura no interior do sistema adiabático é constante.

II- Em um processo de expansão adiabática, ocorre um aumento no volume e diminuição na pressão.

III- A energia interna, para um processo de compressão adiabática, é igual à soma das energias na forma de calor e do trabalho realizado sobre o sistema.

É correto o que se afirma em:

No que se refere às transformações químicas, analise os itens a seguir e, ao final, assinale a alternativa correta:

I – Fotossíntese é um exemplo de transformação química que ocorre em virtude da iluminação.

II – É através do calor que a menor parte dos alimentos são transformados e podem ser consumidos.

III – A eletrólise de uma solução de sulfato de cobre dá origem ao produto cobre após a ação da corrente elétrica.

Observe as reações:

I - H_2(g)+ ½O₂(g) →H₂O_(l) , ∆H = -68,3 Kcal/mol

II - C₆H₄(OH)_2(aq) → C₆H₄O_2(aq) + H_2(g) - 177kcal

III - C_(grafite)+ O_2(g) - 94,0kcal → CO_2(g)

IV - HgO_(s) + 90 kJ → Hg_(ℓ) + ½ O_2(g)

V - Na_(s) + H₂O_(ℓ) → NaOH + 1/2 H_2(g) + 282 kJ

Qual das opções abaixo contém somente reações exotérmicas?

Uma bateria utilizada em carros elétricos é a de sódio-enxofre, que funciona segundo as seguintes semirreações:

2 Na⁺(eletrólito) + 2 e^– → 2 Na(l) Eº = – 2,71 V

S₈ (l) + 16 e^– → 8 S^2–(eletrólito) Eº = – 0,51 V

O potencial padrão dessa bateria e o número de elétrons transferidos para cada molécula S₈(l), são, respectivamente,

Analise o diagrama.

O diagrama representa uma reação ___________, que ocorre em três etapas, sendo a mais ___________ a etapa 3, porque possui ___________ energia de ativação.

Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas.

Níquel e ouro são metais utilizados para recobrir peças de adorno pessoal, como pulseiras, anéis, brincos etc. Durante 30 min, um sistema de eletrodeposição funcionou em corrente de 0,1 A em duas células eletrolíticas em série, uma contendo solução de Ni(NO₃)₂ e a outra, contendo solução de Au(NO₃)₃, no recobrimento dessas peças.

Considerando a constante de Faraday 9,65 x 10⁴ C.mol^–1, a massa máxima de níquel e ouro depositadas nesse período de funcionamento do sistema foi, respectivamente, de, aproximadamente,

Considere os seguintes pares de compostos iônicos:

I. MgO e MgS.

II. KBr e CaBr₂.

III. MgF₂ e CaF₂.

Os compostos que apresentam maior energia reticular em I, II e III, são, correta e respectivamente,

Sem entrar em ebulição, 1,0 L de água aquecido por um cientista absorveu 2,5 kJ de calor. Uma vez que o calor é absorvido a volume constante, a variação de energia interna (ΔE) para esse sistema é:

Sejam dadas as reações no equilíbrio envolvidas nos processos de carga e descarga de uma bateria chumbo-ácido e seus respectivos potenciais padrão de eletrodo versus EPH (Eº) ou constantes de dissociação ácidas (K_a), todos a 25 °C.

Semirreações principais: _______________________________________ Eº (V)

i. PbSO₄(s) + 2e⁻ ⇌ Pb(s) + SO${}_4^{2-}$ (aq) ___________________________ −0,36

ii. PbSO₄(s) + H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ Pb(s) + HSO${}_4^{-}$ (aq) ___________________ −0,30

iii. PbO₂(s) + HSO${}_4^{-}$ (aq) + 3H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ PbSO₄(s) + 2H₂O(ℓ) ________ 1,63

iv. PbO₂(s) + SO${}_4^{2-}$ (aq) + 4H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ PbSO₄(s) + 2H₂O(ℓ) ________ 1,69

Semirreações secundárias:

v. 2H⁺(aq) + 2e⁻ ⇌ H₂(g) ________________________________________ 0,00

vi. O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ ⇌ 2H₂O(ℓ) _______________________________ 1,23

Reações de equilíbrio ácido-base: _________________________________ K_a

vii. H₂SO₄(aq) ⇌ H+(aq) + HSO${}_4^{-}$ (aq) _____________________________ grande

viii. HSO${}_4^{-}$ (aq) ⇌ H⁺(aq) + SO${}_4^{2-}$ (aq) _____________________________ 1×10⁻²

Sabe-se que a bateria converte Pb e PbO2 em PbSO4 na descarga e que, em condições normais, o pH da solução eletrolítica é menor que 1.

A respeito dessa bateria, foram feitas as seguintes afirmações:

I. Em condições normais, durante a descarga, a semirreação principal que ocorre no ânodo é a i e, no cátodo, é a iv.

II. Em condições normais, o potencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 − 0,06pH + 0,06log[HSO${}_4^{-}$].

III. Em condições padrão, a eletrólise da água sempre acontece.

IV. Em pH ∼ 2, os potenciais das semirreações secundárias igualam-se aos potenciais das semirreações principais do ânodo e do cátodo, respectivamente, portanto a eletrólise da água não ocorre quando o eletrólito tem pH > 2.

Considerando apenas argumentos baseados no equilíbrio termodinâmico a 25 °C, está(ão) ERRADA(S) apenas a(s) afirmação(ões)

Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre processos de oxidação e redução.

Considere a pilha galvânica Cd(s)|Cd(NO₃)₂(aq)||AgNO₃(aq)|Ag(s).

Os potenciais-padrão de redução, de cada meia-célula, em relação ao Eletrodo Padrão de Hidrogênio são dados abaixo:

Cd²⁺(aq) + 2e^- $\to$ Cd(s) Eº = -0,402 V

Ag⁺(aq) + e- $\to$ Ag(s) Eº = +0,799 V

Sabe-se que o potencial padrão de redução do eletrodo de calomelano em relação ao eletrodo padrão de hidrogênio é +0,268 V.

Assim, assinale a opção que apresenta o potencial de redução do cátodo da pilha supracitada em relação ao eletrodo de calomelano, em Volts.

Nas reações químicas podem ocorrer a oxidação, quando uma substância ou espécie perde elétrons, e a redução, quando uma substância ou espécie ganha elétrons. A seguir, tem-se o exemplo de uma reação redox:

3MnO₂ + KClO₃ + 6KOH $\to$ 3K₂MnO₄ + KCI + 3H₂O

Com base nisso, analise as afirmativas abaixo, colocando V (verdadeiro) ou F (falso) e assinalando a seguir a opção correta.

I- A variação no número de oxidação do manganês, Mn, muda de +4 para +6, perdendo dois elétrons.

lI- Nenhuma espécie ou substância sofre redução nesta reação.

Ili- O CI⁵⁺ é um agente oxidante, já o Mn⁴⁺ é o agente redutor.

IV- A equação não está eletronicamente balanceada.

Considere que um estudante misturou 20 mL de uma solução aquosa de HCl 1,0 mol/L com 20 mL de uma solução aquosa de NaOH 1,0 mol/L em um calorímetro. A temperatura da mistura reacional aumentou de 20 ºC para 28 ºC.

Partindo do princípio que a perda de calor da mistura reacional para o ambiente é desprezível e que o volume total da mistura é 40 mL, é correto afirmar que a variação da entalpia da reação é mais próxima de

Dados:

Calor específico (c) do meio reacional é igual a 4,18 J/g K.

Densidade (d) da mistura é igual a 1,0 g/mL.

São considerados tipos de transformações químicas, EXCETO:

No que se refere às transformações químicas, analise os itens a seguir e, ao final, assinale a alternativa correta:

I – A transformação química por ação mecânica é aquela que ocorre quando há atrito entre as substâncias, como, por exemplo, acender um fósforo.

II – Termólise refere-se ao cozimento de alimentos.

III – A ação de obter glicose através da luz do Sol é um processo que ocorre a partir dos reagentes dióxido de carbono e água.

O carbeto de cálcio, de fórmula CaC₂ , é muito comum em equipamentos usados por exploradores de cavernas para fins de iluminação. Ele reage com água e gera como um dos produtos o gás acetileno (etino), de fórmula C₂H₂, conforme mostra a equação, não balanceada, a seguir

CaC₂ (s) + H₂O (l) $\to$ C₂H₂ (g) + Ca(OH)₂ (s) (equação 1)

Sequencialmente, esse gás inflamável pode sofrer uma reação de combustão completa, liberando intensa energia, conforme a equação, não balanceada, a seguir

C₂H₂ (g) + O₂ (g) CO₂ ← (g) + H₂O (g) + calor (equação 2)

Uma massa de 512 g de carbeto de cálcio com pureza de 50% (e 50% de materiais inertes) é tratada com água, obtendo-se uma certa quantidade de gás acetileno. Esse gás produzido sofre uma reação de combustão completa.

Considerando a reação de combustão completa do acetileno nas condições ambientes (25ºC e 1 atm), o volume de gases obtidos e o valor da energia liberada como calor nessa reação, a partir da massa original de carbeto de cálcio, são, respectivamente,

Dados:

– volume molar na condição ambiente = 24,5 L · mol^-1 (25ºC e 1 atm); calor de combustão do etino = -1298 kJ · mol^-1 ; e

– constante universal dos gases R=0,082 L · atm · mol^-1 · K^-1 .

A reação entre cobre e ácido nítrico leva à formação do óxido de nitrogênio, que, ao reagir com oxigênio, leva à formação do dióxido de nitrogênio. Quando o excesso de dióxido de nitrogênio é formado no sistema, ocorre a formação de tetróxido de dinitrogênio, como mostrado nas equações químicas a seguir:

3 Cu^o _(s) + 8 HNO_3(aq) → 3 Cu(NO₃) ² _(aq) + 2 NO_(g) + 4 H₂O_(l) ____ (1)

2 NO_(g) + O_2(g) → 2 NO_2(g)____ ____ ____ ____ ____ ____ ___ (2)

NO_2(g) $\rightleftharpoons$ N₂O_4(g) ____ ____ ____ ____ ____ ____ __ _____ _(3)

Isso posto, considerando um sistema transparente e fechado, o produto NO_2(g) apresenta coloração marrom. O produto N₂O_4(g) é um gás incolor e, quando o sistema é aquecido acima da temperatura ambiente, o sistema apresenta uma coloração marrom (forte). Em relação à equação três, referente à formação do N₂O_4(g), é correto afirmar que:

Levando em conta o comportamento energético da reação da questão anterior, marque a alternativa correta: