1. Lê, atentamente, o seguinte texto. · Ficha de trabalho “Preparação teste 3_Janeiro 2020”...

Ciências Físico-Químicas 10º ano

Ficha de trabalho

“Preparação teste 3_Janeiro 2020”

Pedro Reis Goucho Página 1 de 19

Kimikando-na-Lixa.webnode.pt

1. Lê, atentamente, o seguinte texto.

Oliver Sacks, falecido em agosto de 2015, foi um brilhante neurologista e escritor anglo-americano e um químico

amador, tendo começado na infância. Renomado professor de Neurologia e Psiquiatria, a vida de Oliver Sacks é

marcada por uma curiosidade fora do comum. No seu livro Tio Tungsténio – Memórias de uma infância química, ele

relembra a sua infância, impregnada de recordações sobre o comportamento misterioso dos materiais. Desconfiando

que existiam leis e fenómenos escondidos por trás do mundo visível, o jovem Oliver perguntava-se: “Como pode o

carvão ser feito da mesma matéria que o diamante? De que eram feitos o Sol e as estrelas?”

Cada etapa das suas descobertas sobre a luz, o calor, a eletricidade, a fotografia, o átomo, os raios X e a radioatividade

é relembrada para conduzir o leitor pela História da Química, apresentando as pesquisas e inovações de nomes como

Lavoisier, Mendeleev, Marie Curie, Robert Boyle e Niels Bohr, entre outros…

Adaptado da Introdução de Tio Tungsténio – Memórias de uma infância química, por Companhia das Letras

Relativamente à pergunta “Como pode o carvão ser feito da mesma matéria que o diamante?”, atualmente

um aluno do 10.° ano terá uma resposta sobre o que constitui uma e outra substância: ambas são

constituídas por carbono (C) e apenas têm estruturas diferentes. O elemento C ocupa na Tabela Periódica

o lugar número 6.

1.1. A atual Tabela Periódica teve origem nos trabalhos de um ilustre cientista cujo nome figura no texto.

Indique-o.

1.2. Escreva a configuração eletrónica desenvolvida de um átomo do elemento carbono e represente-a num

diagrama de caixas.

1.3. Quando se queima carvão, pode produzir-se 𝐶𝑂2, em sistema aberto, e CO, se o sistema for fechado.

1.3.1. A molécula de 𝐶𝑂2 tem uma geometria que pode ser deduzida a partir das estruturas de Lewis para

cada átomo. Deduza-a utilizando as referidas estruturas e o modelo da Repulsão dos Pares Eletrónicos

de Valência e indique o tipo de ligação entre o átomo de C e os átomos de O.

1.3.2. Selecione o tipo de interações moleculares entre as moléculas de 𝐶𝑂2.

(A). Dipolo-dipolo

(B). Forças de dispersão de London

(C). Dipolo permanente-dipolo induzido

(D). Ião-dipolo

2. Um outro cientista indicado no texto concebeu um modelo atómico para o átomo de hidrogénio, em que a

energia de cada nível eletrónico é quantizada.

2.1. Identifique o modelo em causa e explique, usando elementos da figura, o

significado de energia quantizada.

2.2. Selecione a opção que permite calcular a frequência, f, expressa em Hz (ou s–1),

de um fotão da radiação emitida quando um eletrão faz a transição indicada na

figura pelo número 9.

(A). 𝑓 = −2,18×10−18

6,6×10−34(1

9−

1

25) (B). 𝑓 = −

2,18×10−18

6,6×10−34(1

25−1

9)

(C). 𝑓 = −6,6×10−34

2,18×10−18(1

25−1

9)

(D). 𝑓 = −2,18×10−18

6,6×10−34(1

5−1

3)


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2.3. Uma parte do espetro de emissão do átomo de hidrogénio está representada na figura.

Identifique a zona do espetro representada e estabeleça uma correlação entre as riscas observadas neste

espetro e a parte que lhe corresponde na figura da questão 2.1.

3. Lê, atentamente, o texto seguinte.

No seu livro Tio Tungsténio, Oliver Sacks relata: “… Se, no laboratório, o meu nariz era estimulado por certos cheiros – o

cheiro acre e irritante do amoníaco ou do dióxido de enxofre, o cheiro odioso do ácido sulfídrico –, havia odores muito

mais agradáveis no jardim, ao ar livre e também dentro de casa, na cozinha...

... E já agora, o que conferia à borracha o seu odor peculiar? Eu gostava especialmente do cheiro a borracha quente, que

me parecia um cheiro vagamente humano (descobri mais tarde que tanto a borracha como as pessoas continham isopreno,

muito odorífero)...”

Adaptado de Tio Tungsténio – Memórias de uma infância química, Edições Relógio d’Água, 2002

3.1. O isopreno de que fala Sacks é uma substância cuja fórmula de estrutura é a da figura ao lado.

3.1.1. A família a que pertence esta substância orgânica é a dos hidrocarbonetos. Justifique esta

afirmação.

3.1.2. O número de átomos de carbono primários, secundários e terciários é, respetivamente:

(A). 1, 1, 3 (B). 2, 2, 1 (C). 3, 1, 1 (D). 2, 1, 2

3.1.3. O isopreno, líquido nas CNPT, é praticamente insolúvel em água, mas é muito solúvel numa

substância cuja fórmula de estrutura é:

3.1.3.1. Selecione a família à qual pertence o solvente representado na fórmula de estrutura.

(A). Ácido carboxilicos (B). Aldeídos

(C). Cetonas (D). Álcoois

3.1.3.2. Indique o nome IUPAC e nome vulgar do solvente em questão.

3.1.3.3. Explique a grande solubilidade do isopreno neste solvente e a insolubilidade em água. Refira-se às

forças de interação predominantes entre as moléculas de soluto e de solvente em ambos os casos.

3.1.4. Na molécula do isopreno, existem ligações entre átomos de carbono assinaladas por C=C e outras

por C–C. Estabeleça a relação entre as energias e os comprimentos destas ligações.


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3.2. O amoníaco, o dióxido de enxofre e o ácido sulfídrico, a que se refere Sacks, têm fórmulas moleculares,

respetivamente, 𝑁𝐻3, 𝑆𝑂2 e 𝐻2𝑆, e são todos gasosos nas CNPT.

3.2.1. As geometrias das moléculas de 𝑁𝐻3 e 𝐻2𝑆 são, respetivamente:

(A). triangular plana e angular (B). piramidal e linear

(C). piramidal e angular (D). triangular plana e linear

3.2.2. Calcule a razão das densidades de 𝑁𝐻3 e 𝑆𝑂2 nas mesmas condições de pressão e temperatura.

Apresente todos os passos de resolução.

4. O dióxido de enxofre, 𝑆𝑂2, conhecido por ser um gás poluente, tem uma faceta mais simpática e,

certamente, menos conhecida: é usado na indústria alimentar, sob a designação de E220, como

conservante de frutos e de vegetais, uma vez que preserva a cor natural destes. O dióxido de enxofre,

𝑆𝑂2, e o oxigénio 𝑂2, são duas substâncias com propriedades químicas diferentes, sendo ambas gasosas

nas condições ambientais de pressão e temperatura.

4.1. O gráfico seguinte traduz o modo como varia o volume, V, de uma amostra de um gás ideal com a

quantidade de substância, n, a pressão e temperatura constantes. Com base no gráfico, e admitindo

que 𝑆𝑂2 e 𝑂2, se comportam como gases ideais, selecione a alternativa

que completa corretamente a frase seguinte.

Em duas amostras gasosas, uma de 𝑆𝑂2 e outra de 𝑂2, nas mesmas

condições de pressão e temperatura, se os gases tiverem …

(A). … volumes iguais, têm massas iguais.

(B). … volumes iguais, têm a mesma densidade.

(C). … o mesmo número de moléculas, têm volumes iguais.

(D). … o mesmo número de moléculas, têm a mesma densidade.

4.2. Selecione a única alternativa que permite obter o valor da densidade do dióxido de enxofre, 𝑆𝑂2 (g)

nessas condições, expresso em 𝑔𝑐𝑚−3.

(A) 𝟑𝟐,𝟎𝟔

𝟐𝟐,𝟒 (B)

𝟔𝟒,𝟎𝟔

𝟐𝟐,𝟒×𝟏𝟎𝟎𝟎 (C)

𝟔𝟒,𝟎𝟔

𝟐𝟐,𝟒 (D)

𝟑𝟐,𝟎𝟔

𝟐𝟐,𝟒×𝟏𝟎𝟎𝟎

5. A água é uma substância molecular e a sua densidade depende das condições de pressão e de

temperatura a que se encontra. A densidade do vapor de água, à temperatura de 100 oC e à pressão de 1

atm, é 0,590 kg m–3.

5.1. Determine o volume ocupado por uma amostra de vapor de água que, nas condições referidas,

contém 3,03 1024 moléculas de água.

5.2. A molécula de água tem geometria

(A). angular e é apolar.

(B). angular e é polar.

(C). triangular e é apolar.

(D). triangular e é polar.


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5.3. O número de eletrões de valência numa molécula de água é

(A). dez, dos quais cinco são não ligantes.

(B). dez, dos quais quatro são não ligantes.

(C). oito, dos quais cinco são não ligantes.

(D). oito, dos quais quatro são não ligantes.

5.4. O elemento enxofre pertence ao mesmo grupo da Tabela Periódica que o elemento oxigénio, e como tal,

ambos têm o mesmo número de eletrões de valência.

5.4.1. Compare a geometria da molécula de sulfureto de hidrogénio com a da molécula de água.

5.4.2. A energia de ligação na molécula de água é superior à energia de ligação na molécula de sulfureto de

hidrogénio. Indique, justificando com base na posição dos elementos da Tabela Periódica qual das

moléculas apresentará ligações de maior comprimento.

5.4.3. De entre as seguintes afirmações, relativas ao dióxido de carbono e ao sulfureto de hidrogénio, selecione

a correta.

(A). A molécula de 𝐶𝑂2 é polar enquanto a molécula de 𝐻2𝑆 é apolar.

(B). A molécula de 𝐻2𝑆 é polar enquanto a molécula de 𝐶𝑂2 é apolar.

(C). Ambas as moléculas são polares.

(D). Ambas as moléculas são apolares.

6. Saber interpretar as variadas formas de exprimir as proporções em que o(s) soluto(s) e o solvente(s) se

misturam é muito importante, não só em Química, mas também no esclarecimento dos consumidores, dada a

importância de perceber as informações contidas, por exemplo, nos rótulos de embalagens de alimentos ou

medicamentos, os resultados nos relatórios de analises químicas ao sangue, entre outros.

Assim foi encontrado no laboratório um frasco cujo rótulo apresenta a seguinte informação:

Solução de ácido nítrico comercial

Fórmula química HNO3

Massa molar 63,01 g/mol

% m/m 53 %

Massa volúmica 1,51 g /cm3

6.1. Determine a concentração molar da solução.

6.2. Pretende-se preparar, a partir da solução comercial, 50 𝑐𝑚3 de uma nova solução de concentração

1,0 𝑚𝑜𝑙/𝑑𝑚3. Determine o volume de solução comercial que deverá ser utilizado na preparação da solução.

7. Dissolveram-se 10,6 g de fosfato de potássio, 𝑲𝟑𝑷𝑶𝟒 em água até completar 100 cm3 de solução. Dados: M(,

𝑲𝟑𝑷𝑶𝟒 ) = 𝟐𝟏𝟐 𝒈𝒎𝒐𝒍−𝟏

7.1. A concentração em massa da solução é:

(A). 𝟐𝟏, 𝟐 𝐠/𝐝𝐦𝟑 (B). 𝟐𝟏𝟐 𝐠/𝐝𝐦𝟑 (C). 𝟓, 𝟑 𝐠/𝐝𝐦𝟑 (D). 𝟏𝟎𝟔 𝐠/𝐝𝐦𝟑

7.2. A concentração da solução é:

(A). 𝟎, 𝟏𝟎 𝒎𝒐𝒍/𝒅𝒎𝟑

(B). 𝟎, 𝟓𝟎 𝒎𝒐𝒍/𝒅𝒎𝟑

(C). 𝟐𝟏𝟐𝟎 𝒎𝒐𝒍/𝒅𝒎𝟑

(D). 𝟐𝟏, 𝟐 𝒎𝒐𝒍/𝒅𝒎𝟑


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7.3. Se fossem adicionados 300 cm3 de água à solução, a concentração da solução obtida seria:

(A). 3 vezes menor

(B). 4 vezes maior

(C). 3 vezes maior

(D). 4 vezes menor

8. A construção do conhecimento científico resulta de estudos articulados de vários cientistas. A obtenção e

interpretação de espetros é um exemplo deste facto. O espetro da luz visível foi observado pela primeira vez por

Isaac Newton decompondo a luz branca nas diferentes frequências que a compõem através de um prisma. Os

espetros atómicos foram objeto de estudo, nomeadamente, pelo físico alemão Julius Plücker, ao descobrir que,

aplicando uma descarga elétrica sobre um gás contido num tubo de vidro, se verificava a emissão de luz. Niels Bohr,

baseado em estudos anteriores, interpretou o espetro do átomo de hidrogénio.

8.1. Selecione a opção que identifica o tipo de espetro obtido na figura.

(A) Espetro de absorção contínuo.

(B) Espetro de emissão contínuo.

(C) Espetro de emissão descontínuo.

(D) Espetro de absorção descontínuo.

8.2. Calcule a energia da radiação emitida na segunda transição menos energética, representada no esquema da figura.

8.3. Selecione a opção que completa corretamente a seguinte frase. As riscas observadas no espetro da figura

constituem a…

(A) … série de Lyman.

(B) … série de Balmer.

(C) … série de Paschen.

(D) … série de Brackett.

9. Em todo o Universo existe uma enorme diversidade de materiais. Mas os milhões de substâncias elementares e

compostas, naturais e artificiais, que constituem esses materiais obtêm-se a partir de um número muitíssimo mais

reduzido de elementos químicos que, atualmente, se encontram organizados numa tabela – a Tabela Periódica dos

elementos. Considere as seguintes representações simbólicas de átomos, cujas letras não representam símbolos

químicos.

𝐴1123 𝐵𝑍

24 𝐶1939 𝐷20

40


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9.1. Sabendo que o átomo representado pela letra B possui quatro energias de remoção e dois eletrões de

valência, o número atómico (Z) deste átomo é:

(A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 12

9.2. Escreva a configuração eletrónica do átomo representado por A.

9.3. Selecione a opção que apresenta por ordem crescente de raio atómico os átomos dos elementos A, B, C e D.

(A) 𝐴 < 𝐵 < 𝐶 < 𝐷

(B) 𝐵 < 𝐴 < 𝐷 < 𝐶

(C) 𝐴 < 𝐷 < 𝐶 < 𝐵

(D) 𝐷 < 𝐶 < 𝐵 < 𝐴

10. Considere as seguintes substâncias compostas: água, 𝐻2𝑂, dióxido de carbono, 𝐶𝑂2, amoníaco, 𝑁𝐻3, e

metano, 𝐶𝐻4. Em determinadas condições de pressão e temperatura, mediu-se o volume ocupado por

diferentes quantidades de um gás obtendo-se o seguinte gráfico:

10.1. Sabendo que a massa volúmica do gás, nestas condições de pressão e

temperatura, é de 1,76 𝑔/𝑑𝑚3, identifique a substância em causa.

Apresente todas as etapas de resolução.

10.2. Selecione a opção que identifica a geometria das três moléculas

triatómicas:𝐻2𝑂, 𝐶𝑂2 e 𝑁𝐻3, respetivamente.

(A) angular – linear – tetraédrica

(B) angular – piramidal trigonal – linear

(C) piramidal trigonal – linear – angular

(D) angular – linear – piramidal trigonal

10.3. Selecione a opção que justifica corretamente a seguinte afirmação verdadeira: O amoníaco dissolve-se muito

mais facilmente em água do que o dióxido de carbono.

(A) As moléculas de 𝐻2𝑂 e 𝐶𝑂2 são polares e a molécula de 𝑁𝐻3 é apolar.

(B) A intensidade das forças intermoleculares na molécula de 𝐻2𝑂 são muito mais próximas das moléculas

de 𝑁𝐻3 do que das moléculas de 𝐶𝑂2.

(C) As forças intermoleculares que prevalecem entre as moléculas de 𝐻2𝑂 e 𝑁𝐻3 são do tipo ligação de hidrogénio

enquanto as estabelecidas entre as moléculas de 𝐶𝑂2 e 𝐻2𝑂 são do tipo dipolo-dipolo.

(D) Em todas as moléculas existem forças intermoleculares do tipo dipolo instantâneo-dipolo induzido.

11. O átomo de carbono é a base de toda a vida na Terra pois pode fazer ligações de milhares de formas diferentes.

11.1. Como se designam os compostos que têm por base as ligações dos átomos de carbono com outros átomos de

carbono ou com átomos de outros elementos diferentes?

11.2. A ampicilina, um antibiótico de amplo espetro de ação, é um dos exemplos de

compostos que se baseia nas ligações entre átomos de carbono. A figura

seguinte mostra a estrutura do composto. Identifique os grupos funcionais

assinalados na figura pelos retângulos 1 e 2.


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12. O ar atmosférico seco é maioritariamente constituído por dinitrogénio (78% em volume) e por dioxigénio (21%

em volume). O terceiro componente presente em maior quantidade é o árgon (menos de 1%). Existem, ainda,

outros gases em quantidades vestigiais, tais como o crípton (0,0001% em volume).

12.1. Considere uma amostra de 10 𝑑𝑚3 de ar seco em condições PTN. Selecione a opção que permite

determinar o número de moléculas de dinitrogénio presentes na amostra.

(A) 𝑁 =78 ×10

100 ×22,4 × 6,022 × 1023

(B) 𝑁 =10

100 ×22,4 × 6,022 × 1023

(C) 𝑁 =100 ×22,4

78 ×10 × 6,022 × 1023

(D) 𝑁 =100 ×22,4

10 × 6,022 × 1023

12.2. Selecione a expressão que traduz a composição quantitativa de crípton na atmosfera, expressa em ppmV.

(A) 𝑝𝑝𝑚𝑉 = 0,0001 × 10−4

(B) 𝑝𝑝𝑚𝑉 = 0,0001 × 104

(C) 𝑝𝑝𝑚𝑉 = 0,0001 × 106

(D) 𝑝𝑝𝑚𝑉 = 0,0001 × 10−6

12.3. Determine a concentração molar de dioxigénio no ar, nas condições PTN.

13. As reações químicas estão presentes no nosso dia-a-dia e ocorrem quando há formação de novas substâncias

diferentes das iniciais. Tal facto só é possível devido à rutura de ligações químicas que unem os átomos das

substâncias iniciais e à formação de novas ligações químicas, após rearranjo dos átomos, para originar novas

substâncias.

13.1. Selecione a opção que contém os termos que completam corretamente a seguinte frase. “A rutura de ligações

químicas é um processo ________ e a formação de novas ligações químicas é um processo ________.”

(A) …exoenergético …endoenergético

(B) …endoenergético …exoenergético

(C) …endoenergético …endoenergético

(D) …exoenergético …exoenergético

13.2. A reação do dinitrogénio com o di-hidrogénio permite obter o amoníaco, de acordo com a seguinte equação

química:

𝑵𝟐 (g) + 𝟑 𝑯𝟐 (g) → 2 𝑵𝑯𝟑 (g) + energia

13.2.1. Podemos classificar o processo de produção de amoníaco de endoenergético ou exoenergético? Justifique.

13.2.2. Considere as energias de ligação que a seguir se apresentam.

Ligação N≡N H–H N–H

Energia de ligação (kJ/mol) 945 436 391

13.2.2.1. Calcule a energia envolvida na produção de

amoníaco.

13.2.2.2. Selecione o digrama de energia que traduz o

processo de produção do amoníaco.


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14. A atmosfera terrestre funciona, essencialmente, como um filtro da radiação solar, deixando-se atravessar pelas

radiações de energia mais baixa e absorvendo as de energia mais alta que ficam retidas nas camadas superiores da

atmosfera. Considere as radiações que a seguir se apresentam:

Visível UVA UVB UVC Raios gama

(A) (B) (C) (D) (E)

14.1. Identifique as radiações:

14.1.1. maioritariamente retidas nas camadas superiores da atmosfera;

14.1.2. que atingem a estratosfera e, em parte, a troposfera.

14.2. Considere as reações fotoquímicas representadas pelos esquemas seguintes.

Selecione a opção que contém os termos que completam corretamente a frase seguinte. O esquema (I) representa

uma reação de __________ e o esquema (II) uma reação de __________.

(A) … fotoionização… fotoionização

(B) … fotodissociação… fotodissociação

(C) … fotodissociação… fotoionização

(D) … fotoionização… fotodissociação

14.3. As energias de dissociação e de ionização para o dinitrogénio, 𝑁2, são 1,6 × 10−18 𝐽 e 2,5 × 10−18 𝐽,

respetivamente. Por que razão uma radiação de energia 2,0 × 10−18 𝐽 é capaz de provocar a dissociação da

molécula de 𝑁2 mas não é capaz de a ionizar?

14.4. O problema da destruição da acamada do ozono tem vindo a assumir cada vez mais relevância, tendo-se tornado

motivo de preocupação universal. Descreva, num pequeno texto, como os CFC provocam a diminuição da camada

do ozono, referindo as transformações químicas que ocorrem nesse processo.

15. A reação de formação de NO e de O3 na troposfera, a partir do NO2 e de O2, ocorre com absorção de 200 kJ/mol

de energia e está representada através de modelos moleculares no esquema seguinte.

15.1. Sabendo que a energia de ligação OO em O2 é 496 kJ/mol, a energia de ligação NO em NO2 é 469 kJ/mol e

em NO é 632 kJ/mol:

15.1.1. Determine a energia média de ligação OO em O3. Apresente todas as etapas de resolução.

15.1.2. Classifique a reação sob o ponto de vista energético.

15.1.3. Represente o diagrama da energia interna dos reagentes e dos produtos da reação.


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15.2. De acordo com o resultado anterior, o comprimento médio da ligação OO no O3 é:

(A) maior que em O2 e a molécula de O3 é mais estável que a de O2.

(B) maior que em O2 e a molécula de O3 é menos estável que a de O2.

(C) menor que em O2 e a molécula de O3 é mais estável que a de O2.

(D) menor que em O2 e a molécula de O3 é menos estável que a de O2.

15.3. O modelo molecular da molécula de NO2 ilustra a disposição relativa dos átomos na molécula de geometria:

(A) angular, com pares eletrónicos não ligantes no átomo central.

(B) angular, sem pares eletrónicos não ligantes no átomo central.

(C) linear, com pares eletrónicos não ligantes no átomo central.

(D) linear, sem pares eletrónicos não ligantes no átomo central

15.4. Por espectroscopia fotoeletrónica podem obter-se espetros de todos os elementos químicos. Abaixo pode

observar-se um desses espetros, em que a razão entre as alturas relativas dos picos A, B e C é 1:1:2.

O espetro apresentado:

(A) é do oxigénio e igual ao que se obteria para

nitrogénio.

(B) é do oxigénio.

(C) é do nitrogénio.

(D) não é do oxigénio nem do nitrogénio.

16. Etimologicamente, a palavra “polímero” tem origem em duas palavras gregas: polys, que significa várias e

meros, que significa unidade. O polietileno é o polímero mais barato e mais utilizado à escala mundial; é utilizado

para produzir, por exemplo, sacos, frascos, caixotes ou

tubagens. A sua formação resulta da repetição da sua

unidade estrutural (limitada pelo retângulo a tracejado) no

diagrama seguinte: O polietileno é produzido a partir de

eteno, C2H4, que pode ser obtido do petróleo ou, por uma via

mais sustentável, do etanol resultante da fermentação da cana-de-açúcar, por

exemplo.

16.1. Indique quantos eletrões de valência existem na molécula de eteno.

16.2. Podemos afirmar que o etanol pertence à família dos…

(A) aldeídos.

(B) haloalcanos.

(C) álcoois.

(D) cetona.

Eteno:

Nú

me

ro r

ela

tivo

de

ele

trõ

es

Energia de remoção eletrónica / 1,6 10–19 J


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16.3. Comparando a ligação carbono-carbono no eteno e a ligação carbono-carbono na unidade estrutural do

polietileno, indique, justificando, qual apresenta maior comprimento de ligação.

16.4. Pode afirmar-se que o eteno é uma molécula…

(A) polar e a ligação C-C também é polar.

(B) apolar e a ligação C-C é polar.

(C) polar e a ligação C-C é apolar.

(D) apolar e a ligação C-C também é apolar.

17. Os símbolos apresentados ao lado são encontrados em todos os postos de combustível de Portugal e dão

informação sobre o tipo de combustível disponibilizado. Os símbolos circulares, indicam a

percentagem de etanol misturado à gasolina, isto é, a indicação «E5» refere que há 5% em

volume de etanol misturado com gasolina. Os símbolos retangulares indicam a percentagem de

biodiesel misturado ao diesel tradicional.

17.1. Ao abastecer um depósito com 52 litros de combustível «E10», determine qual o volume de etanol e qual o

volume de gasolina adicionados nesse abastecimento.

17.2. Considere uma amostra de 20,0 litros de combustível «E5» cuja densidade é 0,775 g/cm3 e que a densidade

do etanol é 0,789 g/cm3.

17.2.1. Nas unidades do Sistema Internacional, a densidade deste combustível é…

(A) 775 g/dm3

(B) 0,775 g/m3

(C) 0,775 kg/dm3

(D) 775 kg/m3

17.2.2. A massa de gasolina presente na amostra considerada pode ser determinada por:

(A) (0,775 −

5

100 × 0,789)

20 × 103 g

(B) (0,775 − 5

100 × 0,789) × 20 × 103 g

(C) (0,775 −

5

100 × 0,789)

20 g

(D) (0,775 − 5

100 × 0,789) × 20 g

17.2.3. Determine a concentração de etanol (expressa em mol/dm3) no combustível «E5». Apresente todas as

etapas de resolução. M (etanol) = 46,08 g/mol.

17.3. A gasolina é uma mistura de vários hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos de diferentes massas

molares. Ao lado, apresenta-se a fórmula de estrutura de um dos principais

constituintes da gasolina.

17.3.1. Qual é o nome deste hidrocarboneto?

(A) 2,2,4-Trimetilpentano (B) 2,4,4-Trimetilpentano

(C) 2-Etil-4-metilpentano (D) 4-Etil-2-metilpentano

17.3.2. Que tipo de ligações intermoleculares predominam entre moléculas do hidrocarboneto considerado e de

etanol?

(A) Forças de van der Waals

(B) Forças de London

(C) Forças entre moléculas polares

(D) Pontes de hidrogénio


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17.4. O metano (M (CH4) = 16,05 g/mol) é o principal constituinte do gás natural, que é utilizado como combustível.

Este hidrocarboneto, nas condições normais de pressão e temperatura, é um gás. Numa fuga de uma

tubagem, há a libertação deste gás a uma taxa de 50 cm3 por hora, nas condições PTN. Determine a massa

de metano libertado ao fim de um dia.

18. Muitas cidades europeias começam a debater a ideia de limitar ou proibir a circulação de carros movidos a diesel,

no sentido de melhorar a qualidade do ar. Entre os vários gases poluentes emitidos por estes veículos encontram-

se os óxidos de nitrogénio, que são muito prejudiciais para a saúde humana. O dióxido de nitrogénio, NO2 (g),

libertado para a atmosfera, é um poluente que potencia a destruição da camada de ozono. A decomposição do

ozono por ação do dióxido de nitrogénio ocorre em duas etapas, como está exemplificado nas seguintes equações

químicas:

(I) NO2 (g) UV → NO• (g) + O• (g)

(II) NO• (g) + O3 (g) ⟶ NO2 (g) + O2 (g) H = −200 kJ/mol

18.1. Em termos energéticos, …

(A) as reações (I) e (II) são ambas endotérmicas.

(B) as reações (I) e (II) são ambas exotérmicas.

(C) a reação (I) é endotérmica e a reação (II) é exotérmica.

(D) a reação (I) é exotérmica e a reação (II) é endotérmica.

18.2. Explique o que é um radical livre e justifique se a espécie NO2 pode ser considerada um radical livre.

18.3. A reação (I) pode ser classificada como uma reação…

(A) termoquímica, em particular, uma

dissociação.

(B) termoquímica, em particular, uma ionização.

(C) fotoquímica, em particular, uma

fotodissociação.

(D) fotoquímica, em particular, uma fotoionização.

18.4. Para a reação (II), determine a energia média envolvida na formação dos produtos da reação considerando

que a energia média absorvida pelos reagentes é aproximadamente de 1,3 × 103 kJ/mol. Apresente todas

as etapas de resolução.

18.5. Para além dos transportes que emitem óxidos de nitrogénio para a atmosfera, indique uma outra fonte

antropogénica principal de emissão destes poluentes.

19. Considere a seguinte informação. Grande parte dos materiais existentes na Natureza são constituídos por

substâncias orgânicas formadas por átomos de carbono e hidrogénio e, frequentemente ainda, por oxigénio,

nitrogénio ou outros

elementos. A castanha,

por exemplo, é constituída

maioritariamente por

hidratos de carbono,

sendo, como muitos

outros frutos, uma fonte

de vitamina C, vitamina

B6 e ácido fólico.


Ficha de trabalho




19.1. Selecione a opção que identifica as famílias de compostos orgânicos a que pertencem os grupos funcionais identificados por a), b) e c), respetivamente.

(A) Álcoois, ácidos carboxílicos e cetonas.

(B) Cetonas, álcoois e aminas.

(C) Álcoois, ácidos carboxílicos e aminas.

(D) Álcoois, cetonas e ácidos carboxílicos.

19.2. Os hidrocarbonetos são constituídos apenas por carbono e hidrogénio. Escreva a fórmula de estrutura do

propano e justifique o facto de se tratar de um hidrocarboneto saturado. Considere os valores dos parâmetros

da ligação carbono-carbono, para três hidrocarbonetos simples. De entre os valores 120 pm e 154 pm, indique

aquele que pode corresponder a X.

Hidrocarboneto Energia de ligação/kJ mol–1 Comprimento de ligação/pm

3 3H C CH 347 X

2 2H C CH 620 133

HC CH 812 Y

19.3. Selecione a opção que apresenta o tipo de interação intermolecular que prevalece entre moléculas de

vitamina B6.

(A) Ligações dipolo-dipolo.

(B) Ligações dipolo-dipolo induzido.

(C) Ligações de hidrogénio.

(D) Ligações dipolo instantâneo-dipolo induzido.

20. Na troposfera terreste, para além do dinitrogénio e do dioxigénio, que existem em maior percentagem em volume

(78% e 21%, respetivamente), existem, em menor quantidade, outros gases, como o árgon e o dióxido de

carbono. Devido à sua proximidade da superfície da Terra, esta camada da atmosfera contém ainda outras

substâncias poluentes dispersas, resultantes de fenómenos naturais e, de forma muito significativa, da atividade

humana. Destas substâncias destacam-se os óxidos de enxofre (SO2 e SO3), emitidos pelos vulcões e pelos

processos de produção de energia elétrica, e os óxidos de nitrogénio (NO e NO2), provenientes da atividade

bacteriana dos solos, dos relâmpagos e dos transportes que utilizam combustíveis fósseis.

20.1. A partir da informação do texto, refira dois poluentes da atmosfera e identifique as suas principais fontes

naturais e antropogénicas.

20.2. O gráfico seguinte representa a variação do volume ocupado pelo gás maioritário na troposfera, medido em

determinadas condições de pressão e temperatura.

20.2.1. A partir do gráfico, determine a massa

do gás que ocupa 56,0 dm3, nas

condições consideradas. Comece por

calcular o volume molar do gás a essa

pressão e temperatura.


Ficha de trabalho




20.2.2. Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte. Nas mesmas condições de pressão e

temperatura, o volume molar, Vm, do dinitrogénio é…

(A) … menor do que o volume molar do dioxigénio.

(B) … maior do que o volume molar do di-hidrogénio.

(C) … igual ao volume molar do dióxido de carbono.

(D) … maior do que o volume molar do árgon.

20.3. Um grupo de alunos pretendia preparar 100 mL de solução aquosa de sulfato de cobre(II) penta-hidratado,

de concentração 0,010 mol dm–3, por diluição de uma solução aquosa de concentração 0,050 mol dm–3

desse sal, contida num balão volumétrico de 500 mL.

1

4 2CuSO 5 H O 249,71 g molM

20.3.1. Selecione a opção que apresenta a expressão de cálculo da massa de soluto utilizada na preparação da

solução de 500 mL.

(A) 0,050 0,500 249,71g (B) 0,050

249,71g0,500

(C) 0,050 0,500

g249,71

(D) 0,500 249,71g

20.3.2. Calcule o volume de solução concentrada utilizado pelos alunos na preparação da solução diluída e refira

três etapas fundamentais desse procedimento experimental.

21. A reação química ocorrida no processo de obtenção do ácido clorídrico pode ser traduzida pela seguinte

equação química:

2 2H g C g 2 HC g

Considere a tabela com os valores das energias de ligação.

Ligação química H H C C H C

Energia de ligação/kJ mol–1 436 244 432

21.1. Selecione a opção que apresenta a energia envolvida na rutura de ligações nos reagentes.

(A) reagentes 436 244 kJH (B)

reagentes 436 244 kJH

(C) reagentes 436 244 kJH (D)

reagentes 436 244 kJH

21.2. Calcule o valor da energia trocada com o meio exterior, a pressão constante, durante a formação de 2

mol de ácido clorídrico e classifique a reação em termos energéticos.


Ficha de trabalho




22. A maioria das substâncias que se encontram na Natureza e as sintetizadas laboratorialmente são formadas

por átomos ligados quimicamente entre si, segundo uma dada organização espacial, originando estruturas

estáveis.

22.1. O gráfico seguinte apresenta, a traço contínuo, a variação da energia potencial associada à ligação

química entre os átomos de nitrogénio, na molécula de 2N , em função da distância internuclear.

22.1.1. Selecione a afirmação verdadeira.

(A) Quando os átomos se encontram a uma distância

internuclear aproximada de 110 pm, a molécula de 2N atinge

a sua maior instabilidade.

(B) Para distâncias internucleares ligeiramente superiores a 110

pm prevalecem, com maior intensidade, as forças de

repulsão entre os núcleos dos dois átomos.

(C) Quando a energia potencial atinge o valor – 944 kJ mol–1,

verifica-se a situação de equilíbrio entre as forças de atração

e repulsão, resultando numa distância internuclear de maior

estabilidade.

(D) Para distâncias internucleares inferiores a 110 pm, passam

a prevalecer as forças de atração entre os núcleos dos dois

átomos.

22.1.2. Qual das curvas a tracejado do gráfico, a) ou b), pode corresponder à molécula de hidrogénio, 2H ?

22.2. Selecione a opção que apresenta o tipo de ligação química estabelecida entre os átomos (ou iões) que

constituem o ferro, Fe, o dióxido de carbono, 2CO g , e o cloreto de sódio, NaC , respetivamente.

(A) Metálica, iónica e covalente.

(B) Iónica, metálica e covalente.

(C) Covalente, metálica e iónica.

(D) Metálica, covalente e iónica.

22.3. Represente a fórmula de estrutura de Lewis para a molécula de 3NH e explique o tipo de ligação química

estabelecida entre os átomos de nitrogénio e hidrogénio, tendo por base o número de eletrões envolvidos na ligação.

22.4. Com base nas fórmulas de estrutura de Lewis das moléculas de diflúor, 2F , de dinitrogénio,

2N ,

e de dioxigénio, 2O , selecione a opção correta.

(A) Na molécula de diflúor, existe o mesmo número de eletrões ligantes e de eletrões não ligantes.

(B) Na molécula de dioxigénio, existem quatro eletrões ligantes e dois pares de eletrões não ligantes.

(C) Na molécula de dinitrogénio, existem três pares de eletrões ligantes e dois pares de eletrões não ligantes.

(D) As três moléculas possuem o mesmo número de eletrões de valência.

22.5. Identifique a geometria da molécula de dióxido de carbono e preveja, justificando, a sua polaridade. Comece

por representar a sua fórmula de estrutura de Lewis.


Ficha de trabalho




23. Os compostos orgânicos são substâncias que possuem obrigatoriamente na sua constituição átomos de

carbono. Quando constituídos apenas por átomos de carbono e hidrogénio, designam-se por hidrocarbonetos.

Considere as fórmulas de estrutura de dois compostos orgânicos envolvidos no processo de síntese do ácido

acetilsalicílico, AAS.

23.1. Selecione a opção que identifica as famílias de compostos orgânicos a que pertencem os grupos funcionais

identificados por a) e b), respetivamente.

(A) Álcoois e ácidos carboxílicos.

(B) Álcoois e cetonas.

(C) Cetonas e álcoois.

(D) Álcoois e aldeídos.

23.2. Indique o nome do hidrocarboneto com o mesmo número de átomos de carbono do radical assinalado pela

letra c).

23.3. Considere os valores dos parâmetros da ligação carbono-carbono para três hidrocarbonetos simples.

Hidrocarboneto Energia de ligação/kJ mol–1 Comprimento de ligação/pm

3 3H C CH X 154

2 2H C CH 620 133

HC CH Y 120

De entre os valores 812 kJ mol–1 e 347 kJ mol–1, indique aquele que corresponde a X.

23.4. Selecione a opção que apresenta o tipo de interação intermolecular que prevalece entre moléculas de ácido

salicílico.

(A) Ligações dipolo-dipolo.

(B) Ligações de hidrogénio.

(C) Ligações dipolo-dipolo induzido.

(D) Ligações dipolo instantâneo-dipolo induzido.

24. A poluição atmosférica é o resultado da libertação para a atmosfera de grandes quantidades de gases ou

partículas líquidas e sólidas, que provocam impacto negativo no ambiente e na saúde humana. Alguns

processos naturais são responsáveis por essa libertação, mas com maior impacto no equilíbrio da atmosfera

estão os gases e as partículas emitidos pela atividade humana, nomeadamente, o monóxido de carbono,

resultante da queima incompleta dos combustíveis, os óxidos de enxofre e de nitrogénio, produtos da combustão

dos combustíveis fósseis, o dióxido de carbono, decorrente da queima de qualquer matéria orgânica, e os

clorofluorocarbonetos (CFC), provenientes da utilização de aerossóis, principais responsáveis pela destruição

da camada de ozono. São responsáveis pelo efeito de estufa o metano, o dióxido de carbono e o vapor de água,

por absorverem parte da radiação infravermelha emitida pela superfície terrestre.


Ficha de trabalho




24.1. Com base na informação do texto identifique:

os principais gases poluentes e as suas fontes de produção;

os gases que podem ser responsáveis pelo fenómeno do aquecimento global.

24.2. O gráfico seguinte representa a massa molar de um gás em função da sua massa volúmica.

24.2.1. Estabeleça a relação entre a massa molar e a massa

volúmica do gás e comprove que o declive da curva do

gráfico representa o volume molar do gás.

24.2.2. Determine o valor de X, sabendo que o gás é o

dioxigénio e que se encontra nas condições PTN.

24.3. O cloreto de bário, de fórmula química 2BaC , é uma

substância muito utilizada no setor da metalurgia com a

finalidade de aumentar a dureza de metais ou ligas metálicas. Num ensaio-teste procedeu-se à preparação

de 3250 cm de uma solução de cloreto de bário, de concentração

32,00 mol dm.

1

2BaC 208,24 g molM

24.4. Selecione a opção que apresenta a expressão de cálculo da concentração mássica da solução utilizada no

ensaio.

(A) 30,250 208,24 g dm (B) 32,00 0,250 208,24 g dm

(C) 32,00 0,250 g dm

208,24 (D) 32,00 208,24 g dm

24.5. Preparou-se uma nova solução de cloreto de bário, de concentração 30,50 mol dm

, por diluição de 3100 cm

da solução utilizada no ensaio descrito. Calcule o volume de água destilada usado na preparação da nova solução.

25. Um grupo de alunos pretendia investigar o efeito da luz sobre um precipitado de cloreto de prata, realizando

uma atividade laboratorial que consistia em expor várias amostras a diferentes tipos de radiação visível. Dado

que o cloreto de prata é fotossensível, as amostras foram preparadas a partir da mistura de duas soluções que

continham os iões que davam origem ao precipitado desejado (cloreto de prata, AgC ).

Principais etapas realizadas:

‒ colocar, em 4 microcubos de ensaio, igual volume de soluções de cloreto de sódio e de nitrato de prata com

a mesma concentração;

‒ expor as 4 amostras a diferentes tipos de luz, utilizando a caixa de reação fotoquímica, durante o mesmo

intervalo de tempo.


Ficha de trabalho




Registo das observações:

Tubo 1 Tubo 2 Tubo 3 Tubo 4

Luz branca Ausência de luz Luz azul Luz vermelha

O tubo 1 fica escurecido e no tubo 2 não é observada qualquer alteração.

O tubo 3 fica mais escurecido do que o tubo 4.

25.1. Elabore um pequeno texto no qual explore os seguintes tópicos:

Representação da reação química responsável pelo escurecimento do precipitado de cloreto de prata.

Identificação do tipo de reação ocorrida, com base nos resultados observados nos tubos 1 e 2.

Relação entre o escurecimento da amostra dos tubos 3 e 4 e a energia, por fotão, da radiação envolvida.

25.2. As reações fotoquímicas também são responsáveis pela formação de radicais livres na atmosfera, como, por

exemplo, o radical cloro, proveniente dos CFC. Os seguintes esquemas químicos traduzem dois processos

envolvidos na destruição do ozono, com regeneração do radical cloro.

(I) 3 2C O C O O

(II) 3 2C O O C 2 O

Selecione a opção que contém os termos que completam corretamente a frase seguinte.

O radical cloro apresenta elevada reatividade, pois…

(A) … é uma espécie muito estável.

(B) … pode sofrer fotoionização.

(C) … possui eletrões desemparelhados.

(D) … forma substâncias elementares diatómicas.


Ficha de trabalho




Soluções rápidas

1. Mendeleev; 1s22s22px12py12pz0; Ligação covalente dupla entre os átomos de C e de O.B

2. Modelo de Bohr (o eletrão apenas pode ocupar determinadas “órbitas” com determinado raio; a cada “órbita” está

associado um determinado valor de energia bem definido. As saídas dos eletrões das órbitas só são permitidas por

absorção ou emissão de certas quantidades de energia – a energia do eletrão está quantizada); A; zona do visível e

correspondem a riscas de emissão da série de Balmer (5, 6 e 7).

3. Hidrocarboneto (apenas formado por átomos de C e de H); C; C; propanona e acetona; A polaridade e as forças

intermoleculares (F.I.) que as moléculas estabelecem influenciam a solubilidade das substâncias. Assim, as substâncias

iónicas e as polares tendem a dissolver-se em solventes polares e as substâncias apolares tendem a dissolver-se em

solventes apolares: a solubilidade tende a aumentar quando o soluto e o solvente têm F.I. de intensidade semelhante.

Assim, o isopreno e a acetona possuem F.I. de intensidade semelhante (forças de London) o que não acontece quando

o solvente é a água (lig. de H) que são muito mais intensas; As ligações covalentes duplas (CC) possuem maior energia

de ligação e menor comprimento de ligação do que as simples; A; 0,266.

4. C; B

5. 154 dm3; B; D; ambas geometria angular, embora com ângulos e comprimentos de ligação diferentes; As ligações HS

possuem maior comprimento de ligação. Uma vez que os elementos O e S são do mesmo grupo possuem igual nº de

eletrões de valência. No entanto, o átomo de S é do período seguinte pelo que os seus eletrões se distribuem por mais

um nível de energia, aumentando o tamanho da sua nuvem eletrónica. Assim o c. de lig. (distância internuclear de

equilíbrio) será superior; B

6. 13 moldm-3; 3,8 cm3.

7. D; B; D.

8. C; 4,07x10-19 J; B.

9. D; 1s22s22p63s1; B.

10. CO2;D; B.

11. Compostos orgânicos; amino e carboxilo.

12. A; B; 9,4x10-3 moldm-3.

13. B; exoenergética uma vez que existe libertação de energia para a vizinhança; -93 kJmol-1; B.

14. Raios gama (termosfera) e UVc (mesosfera); Uva e Vis (atingem a superfície), UVb (estratosfera) e UVc (estratosfera); D;

A intensidade da radiação incidente é superior à energia de dissociação mas inferior à de ionização; A destruição da

camada de O3 implica uma menor proteção contra as radiações UVb e UVc, que acarreta, por sua vez, consequências

para a saúde humana, para o rendimento de culturas agrícolas ecossistemas marinhos, etc. A produção e destruição do

O3 estratosférico faz-se de forma natural e equilibrada, mas os CFC lançados para a atmosfera desiquilibram esse

processo devido à destruição das moléculas de O3. Acrescentar as equações.

15. 301 kJmol-1; endoenergética; …; B; A; B.

16. 12; C; Devido ao maior nº de eletrões partilhados na ligação covalente dupla esta é mais estável e, assim, possui maior

Elig, pelo que o comprimento será inferior; D.

17. 5,2 L e 46,8 L; D; B; 0,856 moldm-3; A; A; 0,86 g.

18. C; é uma espécie muito reativa devido ao facto de apresentar eletrões desemparelhados. Sim pois possui 23 eletrões (nº

ímpar) pelo que, pelo menos, existe 1 orbital semipreenchida; C; 1,5x103 kJmol-1; centrais de produção de E. elétrica.

19. C; os átomos de C estão ligados, apenas, por ligações covalentes simples – 154 pm; C.

20. SO2 e SO3 (ver texto) e NO2 e NO (ver texto); 70,0 g; C; A; 20x10-3 dm3 (pipetar; transferir para balão volumétrico e

perfazer o volume).

21. D; -184 kJ (exoenergética).


Ficha de trabalho




22. C; a; D; ligação covalente simples; C; Uma vez que o átomo central não possui eletrões não ligantes, a geometria é linear

e existe simetria na densidade eletrónica (molécula apolar).

23. A; metano; 347 kJmol-1; B.

24. Ver texto; Vm = 𝑀

𝜌 ; 1,428 g/dm3; D; 300 cm3.

25. É possível concluir que a presença da luz provoca o escurecimento do AgCl (formação da prata) pelo que é uma reação

fotoquímica. Uma vez que, quando iluminada por luz azul (mais energética) a solução fica mais escurecida, permite

concluir que, quanto maior a energia do fotão incidente maior será o efeito fotoquímico verificado; C.

1. Lê, atentamente, o seguinte texto. · Ficha de trabalho “Preparação teste 3_Janeiro 2020”...

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