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Material de quimica de forma geral em organica e fisico quimica com relatorio questões e mecanismos....

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Intensivão ENEM 2020 Apostila de questões

Ciências da Natureza

Por: MILENA CARLOTA

([email protected]) JOÃO PAULO SOUSA

([email protected])

SUMÁRIO Tópico 1.0: Leis ponderais e estequiometria pg 1- 27 Questão comentada 1.0. pg 1-5 Questão comentada 2.0. pg 12

Tópico 2.0: Química orgânica pg 28- 58 Questão comentada 1.0. pg 29-32 Questão comentada 2.0. pg 45-48

SUMÁRIO Tópico 3.0: Termoquímica pg 59- 85 Questão comentada 1.0. pg 61-64 Questão comentada 2.0. pg 74- 76

Tópico 4.0: Lig. Químicas e polaridade pg 86- 115 Questão comentada 1.0. pg 91-94 Questão comentada 2.0. pg 107

SUMÁRIO Tópico 5.0: Soluções e Propriedades Coligativas pg 116- 140 Questão comentada 1.0. pg 122-124 Questão comentada 2.0. pg 130- 132

Tópico 6.0: Eletroquímica pg 141- 172 Questão comentada 1.0. pg 145-147 Questão comentada 2.0. pg 153-155

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada (1.0) ENEM PPL 2015 O cobre presente nos fios elétricos e instrumentos musicais é obtido a partir da ustulação do minério calcosita (Cu2S). Durante esse processo, ocorre o aquecimento desse sulfeto na presença de oxigênio, de forma que o cobre fique “livre” e o enxofre se combine com o O2 produzindo SO2, conforme a equação química:

As massas molares dos elementos Cu e S são, respectivamente, iguais a 63,5 g/mol e 32 g/mol.CANTO, E. L. Minerais, minérios, metais: de onde vêm?, para onde vão? São Paulo: Moderna, 1996 (adaptado). Considerando que se queira obter 16 mols do metal em uma reação cujo rendimento é de 80%, a massa, em gramas, do minério necessária para obtenção do cobre é igual a: a) 955.

b) 1018.

c) 1590.

d) 2035.

e) 3180.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 1.0 (resolução comentada) A primeira coisa a ser pontuada ao se resolver uma questão de estequiometria é observar se a equação química que representa o processo está balanceada ou não.

2 átomos de Cu 1atômo de S 2 átomos de oxigênio

2 átomos de Cu 1atômo de S 2 átomos de oxigênio

Após isso você já está apto para realizar as relações estequiométricas. Neste caso a relação entre o reagente sulfeto de cobre e o produto cobre. Essas relações são referentes a razão e proporção. É importante frizar que essas relações podem ser feitas entre quaisquer dois componentes de uma reação. Quando se trata de dois reagentes, o consumo de um resultará no consumo de outro.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 1.0 (resolução comentada) Quando se trata da relação entre um reagente e um produto o consumo de um resultará na formação de uma quantidade proporcional do outro e assim por diante.

Precisamos achar a massa do minério ou seja do sulfeto de cobre quando 16 moles do produto é formado. Como já foi dito, há uma relação de proporcionalidade direta:

1mol de sulfeto de cobre x mol de sulfeto de cobre

2 moles de cobre 16 moles de cobre

x mol de sulfeto de cobre = 8 moles de sulfeto cobre Esse valor seria obtido se todo o reagente fosse convertido em produto. Entretanto, o enunciado nos diz que o rendimento da reação foi só de 80%, ou seja isso significa dizer que é necessária uma quantidade de reagente maior do que o esperado 3

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 1.0 (resolução comentada) A quantidade real pode ser calculada pela porcentagem:

100% 80%

8 moles de sulfeto de cobre x moles de sulfeto de cobre

x moles de sulfeto de cobre = 10 moles de sulfeto de cobre Basta agora converter quantidade de matéria para massa. Para cada 1 mol de sulfeto de cobre tem-se 159 g. Assim, basta que outra relação seja estabelecida:

Massa Molar 1 mol de sulfeto de cobre 10 moles de sulfeto de cobre

159 g

x

x= 1590 g Resposta item C • Nesse tipo de questão é muito importante ver se a equação química está balanceada ou não. 4

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 1.0 (resolução comentada) Sempre tentar perceber a proporcionalidade entre os participantes da reação, que é dada pelos coeficientes estequiométricos (números que aparecem a frente dos componentes), pois independente de quantidade essa proporção sempre será obedecida.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (1.0) ENEM 2014 Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1).

CaCO3(s) + SO2(g)

CaSO3(s) + CO2(g) (1)

Por sua vez, o sulfito de cálcio formado por ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas.

2 CaSO3(s) + O2(g)

2CaSO4(s) (2)

As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12 g/mol, 16 g/mol, 32 g/mol e 40 g/mol, respectivamente. 6

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria BAIRD, C. Química ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado). Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de; a) 64.

b) 108.

c) 122.

d) 136.

e) 245.

Questões Propostas (2.0) ENEM 2012 No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de 7

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) a) 0,25 kg.

b) 0,33 kg.

c) 1,00 Kg.

d) 1,30 Kg.

e) 3,00 Kg

Questões Propostas (3.0) ENEM 2010 (O flúor é usado de forma ampla na prevenção de cáries. Por reagir com a hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2] presente nos esmaltes dos dentes, o flúor forma a fluorapatita [Ca10(PO4)6F2], um mineral mais resistente ao ataque ácido decorrente da ação de bactérias específicas presentes nos açúcares das placas que aderem aos dentes. A reação de dissolução da hidroxiapatita é:

Dados: Massas molares (g/mol) – [Ca10(PO4)6(OH2)] = 1004; HPO42– = 96; Ca = 40. 8

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Supondo-se que o esmalte dentário seja constituído exclusivamente por hidroxiapatita, o ataque ácido que dissolve completamente 1 mg desse material ocasiona a formação de, aproximadamente, a) 0,14 mg de íons totais. c) 0,58 mg de íons totais. e) 1,01 mg de íons totais.

b) 0,40 mg de íons totais. d) 0,97 mg de íons totais.

Questões Propostas (4.0) UFF-RJ Acompanhando a evolução dos transportes aéreos, as modernas caixas-pretas registram centenas de parâmetros a cada segundo, construindo recurso fundamental na determinação das causas de acidentes aeronáuticos. Esses equipamentos devem suportar ações destrutivas, e o titânio, metal duro e resistente, pode ser usado para revesti-los externamente. O titânio é um elemento possível de ser obtido a partir do tetracloreto de titânio por meio da reação não balanceada:

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria TiCl4(g) + Mg(s)

MgCl2(l) + Ti(s)

Considere que essa reação foi iniciada com 9,5 g de TiCl4(g). Supondo que tal reação seja total, a massa de titânio obtida será, aproximadamente: (Dados: Ti = 48 u; Cl = 35,5 u; Mg = 24 u.) a) 1,2 g c) 3,6 g e) 7,2 g

b) 2,4 g d) 4,8 g

Questão comentada (2.0) ENEM 2013 O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão para evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Considerando-se o valor de 6x1023 mol-1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual é a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades? a) 7,5 x 10^21. c) 7,5 x 10^23. e) 4,8 x 10^25.

b) 1,5 x 10^22. d) 1,5 x 10^25.

Questão comentada 2.0 (resolução comentada) Em química e física, a constante de Avogadro (símbolos: L, NA) é definida como sendo o número de átomos por mol de uma determinada substância. Dessa forma o valor de 6x1023 átomos corresponde a 1 mol de cálcio. E sabe-se que um mol de cálcio condiz a 40 g mol−1.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questão comentada 2.0 (resolução comentada) Como o enunciado mostra o valor recomendado de cálcio para consumo diário e de 1g. Basta que realizemos algumas relações de proporcionalidade para encontrar a solução do problema.

1 mol de Ca 40 g de Ca 1 g de Ca x x= 0,025 mol de Ca Partindo da definição da constante de Avogadro:

1 mol de Ca 0,025 mol de Ca

6x10^23 átomos de Ca x

x= 1,5x10^22 átomos de Ca Importante conhecer o conceito de massa molar e constante de Avogadro para poder relacionar massa a quantidade de matéria e número de átomos com quantidade de matéria. 12

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (5.0) ENEM 2010 As mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras gerações são cada vez frequentes. A maior parte dos meios de transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200g de dióxido de carbono por km percorrido. Revista Aquecimento Global. Ano 2, no 8. Publicação do Instituto Brasileiro de Cultura Ltda. Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por meio da combustão do octano é possível a liberação da energia, permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa a reação química desse processo demonstra que

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria a) no processo há liberação de oxigênio, sob a forma de O2. b) o coeficiente estequiométrico para a água é de 8 para 1 do octano. c) no processo há consumo de água, para que haja liberação de energia. d) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do octano. e) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do octano.

Questões Propostas (6.0) ENEM 2017 Os combustíveis de origem fóssil, como o petróleo e o gás natural, geram um sério problema ambiental, devido à liberação de dióxido de carbono durante o processo de combustão. O quadro apresenta as massas molares e as reações de combustão não balanceadas de diferentes combustíveis.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria

Considerando a combustão completa de 58 g de cada um dos combustíveis listados no quadro, a substância que emite mais CO2 é o a) etano. c) metano. e) acetileno.

b) butano. d) propano.

Questões Propostas (7.0) ENEM 2017

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria No Brasil, os postos de combustíveis comercializavam uma gasolina com cerca de 22% de álcool anidro. Na queima de 1 litro desse combustível são liberados cerca de 2 kg de CO2 na atmosfera. O plantio de árvores pode atenuar os efeitos dessa emissão de CO2. A quantidade de carbono fixada por uma árvore corresponde a aproximadamente 50% de sua biomassa seca, e para cada 12g de carbono fixados, 44g de CO2 são retirados da atmosfera. No Brasil, o plantio de eucalipto (Eucalyptus grandis) é bem difundido, sendo que após 11 anos essa árvore pode ter a massa de 106 KG, dos quais 29 kg são água. Uma única árvore de Eucalyptus grandis, com as características descritas, é capaz de fixar a quantidade de Co2 liberada na queima de um volume dessa gasolina mais próximo de a) 19 L. c) 71 L. e)141 L.

b) 39 L. d) 97 L.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (8.0) UFSM O airbag é inflado quando o nitrogenio (N2) é produzido através do azoteto de sódio, em condições especiais. Uma das reações envolvidas nesse processo é 2NaN3 -> 2Na + 3N2. Considerando CNTP e volume molar 22,7 L, a massa de azoteto de sódio necessária para inflar um airbag de 10 L com nitrogenio, conforme a equação dada, é aproximadamente: a) 0,19g. c) 19g. e) 68 g

b) 1,9g. d) 130g.

Questões Propostas (9.0) UFSM Os CFCs, gases clorofluorcarbonetos, propelentes de sprays, aoatingirem 40 km de al- titude, são de compostos pela radiação ultravioleta.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Em conseqüência, átomos de cloro são liberados, destruindo a camada de ozônio, conforme a rea- ção: Cl+O3 (g) ClO(g) + O2 (g). Atendendo a essa equação balanceada e conside- rando volume molar 22,7 L e CNPT, pode-se afirmar que 0,71 g de Cl, nesse processo, fornecerá: a) 0,454 L de O2 c) 45,4 L de O2 e) 11,4 L de O2

b) 4,54 L de O2 d) 22,7 L de O2

Questões Propostas (10.0) ENEM 2011 O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e no clareamento de dentes. Na presença de soluções ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio, este óxido decompõe-se, conforme a equação a seguir:

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria

De acordo com a estequiometria da reação descrita, a quantidade de permanganato de potássio necessária para reagir completamente com 20,0 mL de uma solução 0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio é igual a a) 2,0×100 mol. c) 8,0×10-1 mol. e) 5,0×10-3 mol.

b) 2,0×10-3 mol. d) 8,0×10-4 mol.

Questões Propostas (11.0) UNESP Há várias décadas, o ferro apresenta grande demanda em função de sua utilização nas indústrias como, por exemplo, na automobilística. Uma das principais matérias-primas utilizadas para a sua obtenção é um minério cujo teor em

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Fe2O3 (hematita) é de cerca de 80%. O ferro metálico é obtido pela redução do Fe2O3 em alto-forno. Dadas as massas molares para o oxigênio (16 g/mol), o ferro (56 g/mol) e a hematita (160 g/mol), e considerando-se que a reação de redução apresente um rendimento de 100%, a quantidade, em toneladas, de ferro metálico que será obtida a partir de 5 toneladas desse minério é igual a: a) 2,8. c) 4,0. e) 8,0.

b) 3,5. d) 5,6.

Questões Propostas (12.0) PUC-SP A pirolusita é um minério do qual se obtém o metal manganês (Mn), muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes. O principal componente da pirolusita é o dióxido de manganês (MnO2). Para se obter o manganês metálico com elevada pureza, utiliza-se a aluminotermia, processo no qual o óxido reage com o alumínio metálico, segundo a equação: 20

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria 3 MnO2(s) + 4 Al(s)

2 Al2O3(s) + 3 Mn(s)

Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de manganês (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é a) 1,09t. c) 1,74t. e) 2,61t.

b) 1,3t. d) 2,1t.

Questões Propostas (13.0) UFMG Um ser humano adulto sedentário libera, ao respirar, em média, 0,880mol de CO2 por hora. A massa de CO2 pode ser calculada, medindo-se a quantidade de BaCBaCO3(s), produzida pela reação Ba(OH)2(aq) + CO2(g) BaCBaCO3(s) + H2O(g). Suponha que a liberação de CO2(g) seja uniforme nos períodos de sono e de vigília. A alternativa que indica a massa de carbonato de bário que seria formada

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria pela reação do hidróxido de bário com o CO2(g), produzindo durante 30 minutos, é aproximadamente Massas atômicas: Ba = 137; C = 12; O = 16 a) 19g. c) 112g. e) 0,440g.

b) 173g. d) 86,7g.

Questões Propostas (14.0) FATEC O enxofre é uma impureza presente na gasolina e um dos responsáveis pela chuva ácida nos grandes centros urbanos. O teor de enxofre na gasolina pode ser determinado queimando-se uma amostra do combustível, oxidando-se os produtos gasosos com solução de peróxido de hidrogênio e titulando-se o ácido sulfúrico (H2SO4) assim formado.A partir de uma amostra de 10,0 g de gasolina obtiveram-se 2,00 . 10 elevado a terceira mol de H2SO4 pelo método descrito. A porcentagem de enxofre, em massa, na gasolina analisada, é de (Dado: massa molar do S = 32 g/mol.):

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria a) 0,196%. c) 1,96%. e) 20,0%.

b) 0,640%. d) 6,40%.

Questões Propostas (15.0) ITA Uma mistura de azoteto de sódio, NaN3, e de óxido de ferro (III), Fe2O3, submetida a uma centelha elétrica reage muito rapidamente produzindo, entre outras substâncias, nitrogênio gasoso e ferro metálico. Na reação entre o azoteto de sódio e o óxido de ferro (III) misturados em proporções estequiométricas, a relação (em mol/mol) N2 (g)/Fe2O3 é igual a: a) 1/2. c) 3/2. e) 9.

b) 1. d) 3.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (16.0) UFF Garimpeiros inexperientes, quando encontram pirita, pensam estar diante de ouro, por isso, a pirita (FeS2) é chamada “ouro dos tolos”. Entretanto, a pirita não é um mineral sem aplicação. H2SO4, ácido muito utilizado nos laboratórios de química, pode ser obtido a partir da pirita por meio do processo: FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2 SO2 + O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 Qual é a massa de H2SO4 obtida a partir de 60,0 kg de pirita, com 90% de pureza, por meio do processo equacionado acima? a) 9,8 kg. c) 49,0 kg. e) 98,0 kg.

b) 12,4 kg. d) 60,0 kg.

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Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Questões Propostas (17.0) VUNESP Considere a reação em fase gasosa: N2 + 3H2 2NH3 Fazendo-se reagir 4 litros de gás nitrogênio com 9 litros de gás hidrogênio em condições de pressão e temperatura constantes, pode-se afirmar que o reagente em excesso é o: a) Os reagentes estão em quantidades estequiométricas. b) O N2 está em excesso. c) Após o término da reação os reagentes serão totalmente convertidos em amônia. d) A reação se processa com o aumento do volume total. e) Após o término da reação serão formados 8 L de amônia.

Questões Propostas (18.0) CESMARC A Aspirina, o medicamento mais conhecido e consumido no mundo, completou cem anos em 1999. 25

Tópico 1.0 Leis ponderais e estequiometria Além de atuar como analgésico, é anti-inflamatório, antipirético e antiplaquetário. Seu princípio ativo é o ácido acetilsalicílico, C9H8O4 sintetizado pela reação do ácido salicílico, C7H6O3, com anidrido acético, C4H6O3 como mostrado pela equação química:

C7H6O3(s) + C4H6O3(l)

C9H8O4(s) + C2H4O2(l)

Calcule a massa de anidrido acético necessária para consumir completamente 2,00 . 102 g ácido salicílico. (Dados: Massas molares em g . mol-1: H = 1; C = 12; O = 16). a) 154g. c) 370g. e) 501g.

b) 148g. d) 468g.
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