Questões de Concurso sobre Transformações Químicas e Energia

No ano de 2018, os alunos da EsPCEx realizaram, na aula prática de laboratório de química, um estudo sobre revestimento de materiais por meio da eletrólise com eletrodos ativos, visando ao aprendizado de métodos de proteção contra corrosão. Nesse estudo, eles efetuaram, numa cuba eletrolítica, o cobreamento de um prego, utilizando uma solução de sulfato de cobre II e um fio de cobre puro como contra-eletrodo. Para isso, utilizaram uma bateria como fonte externa de energia, com uma corrente contínua de intensidade constante de 100 mA e gastaram o tempo de 2 minutos. Considerando-se não haver interferências no experimento, a massa aproximada de cobre metálico depositada sobre o prego foi de

Dados: massa molar do cobre = 64 g · mol^-1 ; 1 Faraday = 96500 C · mol^-1

A oxidação e a redução não ocorrem simultaneamente, sendo necessário o término de uma para o início da outra.

A diferença de potencial entre dois eletrodos em uma célula voltaica fornece a força eletromotriz que empurra os elétrons por um circuito externo. Para uma pilha, essa força é denominada potencial da célula (E). Sob condições-padrão (concentração das soluções de 1 mol L^-1, pressão 1 atm e 25 ºC), tem-se o potencial-padrão da célula (Eº_célula), que pode ser determinado pela diferença dos potenciais-padrão de redução das reações que acontecem no catodo (Eº_catodo) e anodo (Eº_anodo). Sabendo que os Eº das células voltaicas Zn-Cu²⁺, Ni-Cu²⁺ e Zn-Fe²⁺ são +1,10, +0,62 e +0,32 V, respectivamente, assinale a alternativa que apresenta o Eº da célula voltaica Fe-Ni2+.

(Ordem dos Eº: Cu²⁺>Ni²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺; Fe²⁺(aq) + 2e^- → Fe(s) Eº = -0,44 V).

A reação a seguir é muito útil em procedimentos para determinação do teor de ferro.

SnC𝓁_{2 (aq)} + 2 FeC𝓁_{3 (aq)} → SnC𝓁_{4 (aq)} + 2 FeC𝓁_{2 (aq)}

Sobre essa reação, na direção da formação dos produtos, tem-se que

Dado

E^o (Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 V

E^o (Sn⁴⁺/Sn²⁺) = +0,15 V

Marie Curie (1867-1934) realizou diversos estudos envolvendo radiação. Em um de seus estudos, concluiu que átomos de rádio eram fonte de radiação. Considere a seguinte equação nuclear do decaimento alfa ($a$) de um núcleo do elemento rádio-226 e assinale a alternativa INCORRETA.

(_88^226)Ra$\to$ (_86^222)Rn+ (_2^4)$a$

O cloreto de hidrogênio (HCl (g)) é um gás muito utilizado em diversas indústrias com muitas aplicabilidades, por exemplo, para regenerar catalisadores nas indústrias petroquímicas, como agente de limpeza, na produção de metais duros, nas sínteses farmacêuticas, etc.

Considere as seguintes equações químicas e suas respectivas entalpias de reações:

NH₃ (g) + HCl (g) → NH₄Cl (s) ΔH⁰ = –176 kJ

N₂ (g) + 3H₂ (g) → 2NH₃ (g) ΔH⁰ = –92,2 kJ

N₂ (g) + 4H₂ (g) + Cl₂ (g) → 2NH₄Cl (s) ΔH⁰ = –628,9 kJ

Com base nas equações, é correto afirmar que a entalpia de reação de síntese do gás cloreto de hidrogênio é, em quilojoules, aproximadamente igual a:

Sobre os modelos atômicos considere:

I)Toda matéria é composta de partículas fundamentais: os átomos.

II)Os átomos são permanentes e divisíveis, podendo ser criados e destruídos.

III)As transformações químicas consistem em: combinação, separação ou rearranjo de átomos.

Em 1803, John Dalton propôs uma teoria atômica considerando dentre o(s) item(s) anterior (es):

Utilize os dados abaixo para responder a questão 37.

Dados os potenciais (E°/V):

Ag⁺ + e^- → Ag 0,7996

Fe³⁺ + e^- → Fe²⁺ 0,771

Cl₂ + 2e^- → 2Cl^- 1,35827

2H⁺ + 2e^- → H₂ 0

V²⁺ + 2e^- → V -1,175

U³⁺ + 3e^- → U -1,798

Sn⁴⁺ + 2e → Sn²⁺ 0,151

Hg₂Cl₂ + 2e^- → 2Hg + 2Cl^- 0,26808

Escreva as semi-reações de cátodo e ânodo e a equação balanceada para os sistemas representados a seguir. Em cada caso faça um esquema da célula galvânica, calcule o valor de ΔE° e determine se corresponde a uma pilha ou eletrólise. Na sequência, assinale a alternativa correta.

Sistemas:

I. Pt(s) | Fe²⁺(aq), Fe³⁺(aq) | | Ag⁺(aq) | Ag(s)

II. Pt(s) | Cl^-(aq) | Cl₂(g) | | H⁺(aq) | H₂(g) | C(gr)

III. V(s) | V²⁺(aq) | | U³⁺(aq) | U(s)

IV. Hg(l) | Cl^-(aq) | Hg₂Cl₂(s) | | Sn⁴⁺(aq), Sn²⁺(aq) | Pt(s)

Assinale a alternativa correta:

A Equação de Nernst, desenvolvida pelo químico e físico alemão Walther Hermann Nernst, é a relação quantitativa que permite calcular a força eletromotriz de uma pilha para concentrações de íons diferentes de uma unidade. Também é usada para cálculos em titulação de oxidação-redução.

A equação a 25°C pode ser escrita de forma reduzida como: $E=E^0-\frac{RT}{nF}InQ$

Sendo: R = 8,315 J K^-1 mol^-1; T = 298,2 K (25°C); F = 96485 C mol^-1

Calcule a força eletromotriz para a seguinte pilha a 25°C: Fe / Fe² +(0,02M) || Cu² +(0,2M) / Cu

Dados: potencial padrão de redução (Eº Fe = -0,44V e Eº Cu = +0,40V).

Na mitocôndria, ocorre o processo final das vias de degradação oxidativa, chamado de cadeia de transporte de elétrons. Nesse processo, os elétrons provindos do NADH e FADH₂ são transportados por complexos proteicos dispostos espacial e energeticamente, de modo que formem um gradiente de energia livre, em que o fluxo de elétrons vai do componente de maior energia livre para o de menor. O receptor final dos elétrons é a molécula de oxigênio, que é convertida em água. O potencial redox está relacionado com a energia livre através da relação $\Delta G=nF(-\Delta E)$, em que $\Delta G$ é a variação de energia livre, $\Delta E$ é a variação de potencial, $n$ é número de elétrons e $F$ é a constante de Faraday. Na tabela abaixo, são fornecidos alguns componentes presentes na cadeia de transporte de elétrons e os respectivos valores de potencial de redução.

Respeitando o gradiente de energia livre, o fluxo de elétrons deve percorrer a sequência mostrada em:

A pilha seca de zinco-carbono é galvânica comum, bastante utilizada, por ser encontrada facilmente nos comércios e por seu baixo custo. Não é características dela

Analise os potenciais padrão dos eletrodos de prata e zinco abaixo.

Ag⁺ + e^- $\leftrightarrow$ Ag----------------------- E°=: + 0,7999 V

Zn²⁺ + 2e^- $\leftrightarrow$ Z n -------------------E°= - 0,763 V

Assinale a opção que apresenta a reação da pilha dos potenciais padrão acima.

Considere as seguintes equações termoquímicas:

CH₃OH_(g) + 3/20_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_{(I) --------------------------}ΔH = -764 kJ/mol

C_(s)+2H_2(g)+ 1/20_2(g)→ CH₃OH_{(I) -------------------------------------}ΔH = -238,66 kJ/mol

C_(s)+2H_2(g)+ 1/20_2(g)→ CH₃OH_{(g) -------------------------------------}ΔH = -200,66 kJ/mol

A entalpia de combustão para o metanol líquido, em kJ/mol, é:

Considere as seguintes semirreações de oxirredução e seus respectivos potenciais padrão na escala do eletrodo padrão de hidrogênio (EPH):

I. 2CO₂ +12H⁺ +12e^- ⇌ C₂H₅OH + 3H₂O E_I° = 0, 085V

II. O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ ⇌ 2H₂O E_II°= 1, 229V

Assinale a opção que apresenta a afirmação ERRADA sobre uma célula eletroquímica em que a semirreação I ocorre no anodo e a semirreação II, no catodo.

O trioxano, cuja fórmula estrutural plana simplificada encontra-se representada a seguir, é utilizado em alguns países como combustível sólido para o aquecimento de alimentos armazenados em embalagens especiais e que fazem parte das rações operacionais militares.

Considere a reação de combustão completa de um tablete de 90 g do trioxano com a formação de CO₂ e H₂O. Baseado nas energias de ligação fornecidas na tabela abaixo, o valor da entalpia de combustão estimada para esta reação é

Dados:

Massas Atômicas: O=16 u ; H = 1 u ; C=12 u.

Em uma placa de ferro limpa foi gotejado cerca de 0,5 mL de solução aquosa a 3% de NaCl contendo alguns miligramas de K3Fe(CN)6 e fenolftaleína. Decorridos alguns minutos, foi observado o aspecto esquematizado na figura a seguir. Parte central azulada e ao redor coloração róseo-avermelhada.

Sobre o enunciado e a figura, analise as afirmativas a seguir.

I. A parte central da gota é catódica, pois o ferro foi reduzido dando Fe²⁺.

II. Área anódica: 4OH^– → 2 H₂O + O₂ + 4e.

III. A pilha de aeração diferencial é formada entre áreas anódicas e catódicas pertencentes ao mesmo eletrólito.

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

O calor liberado na combustão do gás acetileno, a 25 °C, é de 310,5 kcal/mol. Sabendo-se que o calor de formação do gás carbônico é de -94,0 kcal/mol e da água é de -68,3 kcal/mol, a entalpia de formação do gás acetileno, em kcal/mol, é de:

A variação de entalpia para a combustão de 1 mol de gás etileno (eteno) é de 337 kcal. Assumindo-se 70% de eficiência, a massa, em quilogramas de água a 20 °C, que pode ser convertida a vapor a 100 °C pela combustão de 1m³ de gás etileno medidos nas CNTP é:

Dado: C = 12 e H = 1