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PROVA 642/16 Págs.

EXAME NACIONAL DO ENSINO SECUNDÁRIO

12.º Ano de Escolaridade

(Decreto-Lei n.º 286/89, de 29 de Agosto)

Programa novo implementado em 2005/2006

Duração da prova: 120 minutos 2.ª FASE

2007

PROVA ESCRITA DE QUÍMICA

V.S.F.F.

642.V1/1

VERSÃO 1

Na sua folha de respostas, indique claramente a

versão da prova.

A ausência dessa indicação implica a anulação de

todos os itens de escolha múltipla.

Identifique claramente os itens a que responde.

Utilize apenas caneta ou esferográfica de tinta azul ou preta (excepto nas

respostas que impliquem a elaboração de construções, desenhos ou

outras representações).

É interdito o uso de «esferográfica-lápis» e de corrector.

As cotações da prova encontram-se na página 16.

A prova inclui, na página 4, uma Tabela de Constantes, nas páginas 4 e

5, um Formulário e, na página 6, uma Tabela Periódica.

Pode utilizar máquina de calcular gráfica.

642.V1/2

Nos itens de escolha múltipla,

– SELECCIONE a alternativa CORRECTA.

– Indique, claramente, na sua folha de respostas, o NÚMERO do item e a LETRA

da alternativa pela qual optou.

– É atribuída a classificação de zero pontos aos itens em que apresente:

• mais do que uma opção (ainda que nelas esteja incluída a opção correcta);

• o número e/ou a letra ilegíveis.

– Em caso de engano, este deve ser riscado e corrigido, à frente, de modo bem

legível.

Nos itens em que seja solicitada a escrita de um texto, a classificação das respostas

contempla aspectos relativos aos conteúdos, à organização lógico-temática e à

terminologia científica.

Nos itens que envolvem a resolução de exercícios numéricos, deverá apresentar

todas as etapas de resolução.

Os dados imprescindíveis à resolução de alguns itens específicos são indicados no

final do seu enunciado, nos gráficos, nas figuras ou nas tabelas que lhes estão

anexas ou, ainda, na Tabela de Constantes e no Formulário.

V.S.F.F.

642.V1/3

CONSTANTES

Constante de Avogadro NA = 6,02 × 1023

mol–1

Constante de Planck h = 6,63 × 10–34

J s

Constante dos gasesR = 0,082 atm dm

3mol

–1K

–1

R = 8,31 J mol–1

K–1

Velocidade de propagação da luz no vácuo c = 3,00 × 108

m s–1

642.V1/4

FORMULÁRIO

• Quantidade de substância .................................................................. n =

m – massa

M – massa molar

• Número de partículas ........................................................................... N = n NA

n – quantidade de substância

NA – constante de Avogadro

• Massa volúmica..................................................................................... ρ =

m – massa

V – volume

• Concentração de solução .................................................................... c =

n – quantidade de substância (soluto)

V – volume de solução

• Grau de ionização/dissociação .......................................................... α =

n – quantidade de substância ionizada/dissociada

n0 – quantidade de substância dissolvida

• Frequência de uma radiação electromagnética................................. ν =

c – velocidade de propagação das ondas electromagnéticas no vácuo

λ – comprimento de onda no vácuo

• Energia de uma radiação electromagnética (por fotão) .................. E = h ν

h – constante de Planck

ν – frequência

c–—λ

n–—n0

n–—V

m–—V

m–—M

V.S.F.F.

642.V1/5

• Equivalência massa-energia ................................................. E = m c 2

E – energia

m – massa

c – velocidade de propagação da luz no vácuo

• Momento dipolar (módulo) .................................................. |µ→

| = | δ | r

| δ | – módulo da carga parcial do dipolo

r – distância entre as cargas eléctricas

• Absorvência de solução ...................................................... A = ε � c

ε – absortividade

� – percurso óptico da radiação na amostra de solução

c – concentração de solução

• Energia transferida sob a forma de calor............................ Q = m c ∆ T

c – capacidade térmica mássica

m – massa

∆ T – variação de temperatura

• Entalpia ................................................................................... H = U + PV

U – energia interna

P – pressão

V – volume

• Equação de estado dos gases ideais ................................. P V = n RT

P – pressão

V – volume

n – quantidade de substância (gás)

R – constante dos gases

T – temperatura absoluta

• Conversão da temperatura

(de grau Celsius para Kelvin) ............................................... T / K = θ / ºC + 273,15

T – temperatura absoluta

θ – temperatura Celsius

• Relação entre pH e a concentração

de H3O+

................................................................... pH = –log Ö[H3O+] / mol dm

–3×

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642.V1/6

1. As propriedades físicas dos sólidos podem ser interpretadas em termos da sua estrutura.

1.1. Relativamente a algumas das características dos sólidos, seleccione, de entre as alternativas

de (A) a (D), a correcta.

(A) Os metais são bons condutores da corrente eléctrica, devido ao fácil movimento dos iões

positivos da rede metálica.

(B) A propriedade dos metais que consiste na possibilidade de se transformarem em fios

designa-se por maleabilidade.

(C) Os sólidos covalentes apresentam, simultaneamente, elevada dureza e condutibilidade

eléctrica elevada.

(D) O gelo é um sólido molecular em que as interacções intermoleculares predominantes são

ligações de hidrogénio.

1.2. Na figura 1, está esquematizada uma célula electrolítica para obtenção de magnésio metálico,

a partir de cloreto de magnésio fundido, MgC�2(�).

Escreva a equação da semi-reacção que ocorre no ânodo, assim como a equação da semi-

-reacção que ocorre no cátodo.

Fig. 1

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V.S.F.F.

642.V1/7

1.3. Os valores das energias reticulares do cloreto de magnésio, MgC�2(s), brometo de magnésio,

MgBr2(s), e iodeto de magnésio, MgI2(s), são, respectivamente, 2526 kJ mol–1

, 2440 kJ mol–1

e 2327 kJ mol–1

.

Relativamente a estes três compostos, seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a

correcta.

(A) A estabilidade do cristal, face à dissociação em iões no estado gasoso, aumenta de

MgC�2(s) para MgI2(s).

(B) As ligações iónicas são mais fortes em MgI2(s) do que em MgBr2(s).

(C) Quanto maior for o anião mais fortes são as interacções electrostáticas.

(D) O composto iónico que possui ponto de fusão mais elevado é MgC�2(s).

2. O ião cianeto, CN–, pode actuar como ligando em vários compostos de coordenação.

Um dos iões complexos em que este ião intervém é o ião dicianoargentato(I), [Ag(CN)2]–, muito

estável.

2.1. Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a que permite completar correctamente a

frase.

Este ião complexo apresenta geometria linear e…

(A) ... número de coordenação 2, tendo, o metal, número de oxidação –1.

(B) ... número de coordenação 1, tendo, o metal, número de oxidação +2.

(C) ... número de coordenação 2, tendo, o metal, número de oxidação +1.

(D) … número de coordenação 1, tendo, o metal, número de oxidação –2.

2.2. A solubilização dos sais é, muitas vezes, facilitada pela formação de iões complexos.

O iodeto de prata, AgI(s), é um sal muito pouco solúvel em água e o seu equilíbrio de

solubilidade pode ser traduzido pela seguinte equação:

AgI(s) Þ Ag+(aq) + I

–(aq)

Quando se adiciona uma solução aquosa de cianeto de potássio, KCN(aq), a uma solução

saturada em equilíbrio com AgI(s), a solubilidade deste sal aumenta.

Explique, através de um texto, o referido aumento de solubilidade.

Kf ([Ag(CN)2]–

)a 25 ºC = 1,0 × 1021

642.V1/8

3. O carbonato de sódio, Na2CO3(s), é um sal com propriedades alcalinas em solução aquosa.

3.1. Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a que permite completar correctamente a

frase.

As características alcalinas da solução aquosa deste sal, Na2CO3(aq), devem-se ao facto de…

(A) ... o ião Na+(aq) se hidrolisar como ácido, e o ião CO3

2–(aq) não se hidrolisar.

(B) ... o ião Na+(aq) não se hidrolisar, e o ião CO3

2–(aq) se hidrolisar como base.

(C) ... o ião Na+(aq) se hidrolisar como base, e o ião CO3

2–(aq) não se hidrolisar.

(D) ... o ião Na+(aq) não se hidrolisar, e o ião CO3

2–(aq) se hidrolisar como ácido.

3.2. Com o objectivo de analisar o funcionamento de um sistema tampão, um grupo de alunos

procedeu à determinação da curva de titulação de uma solução aquosa de carbonato de

sódio, Na2CO3(aq), com uma solução aquosa de ácido clorídrico, HC�(aq), ambas com a

mesma concentração.

As reacções que ocorrem nesta titulação podem ser traduzidas pelas seguintes equações:

CO3

2–(aq) + HC��(aq) →→ HCO3

–(aq) + C��

–(aq)

HCO3

–(aq) + HC��(aq) →→ H2CO3(aq) + C��

–(aq)

3.2.1. Indique os dois pares conjugados ácido-base responsáveis pelo comportamento

tampão nesta titulação.

V.S.F.F.

642.V1/9

3.2.2. No final da titulação, os alunos construíram o gráfico do pH registado em função do

volume de titulante gasto, esquematizado na figura 2.

Fig. 2

Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a correcta.

(A) As duas zonas em que se verifica o efeito tampão nesta titulação são as

representadas pelos troços AC e DF.

(B) No primeiro ponto de equivalência (ponto B), a concentração do ião hidrogeno-

carbonato é igual à concentração inicial do ião carbonato.

(C) O volume de titulante gasto na titulação do ião hidrogenocarbonato é igual ao

volume de titulante gasto na titulação do ião carbonato.

(D) Nos pontos de equivalência (B e E), a concentração de iões H3O+(aq) é igual à

concentração de iões OH–(aq).

3.2.3. A reacção de hidrólise que ocorre no primeiro ponto de equivalência (ponto B) é

traduzida pela equação química

HCO3

–(aq) + H2O(�) Þ H2CO3(aq) + OH

–(aq)

Considerando que a titulação se processou à temperatura de 25 ºC, calcule a razão

, nesse ponto de equivalência (ponto B).

Admita que todo o ácido carbónico se encontra sob a forma H2CO3(aq).

Apresente todas as etapas de resolução.

Kw (a 25 ºC) = 1,0 × 10–14

Kb(HCO3

–)a 25 ºC = 2,3 × 10

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[H2CO3]e––————–

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642.V1/10

3.3. O ião carbonato, CO3

2–, tem uma estrutura que pode ser descrita como um híbrido de

ressonância:

Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a correcta.

(A) A hibridação do átomo de carbono directamente ajustada à geometria do ião é do tipo sp3.

(B) A ligação entre o átomo de carbono e qualquer um dos átomos de oxigénio é covalente

dativa.

(C) Qualquer uma das três fórmulas acima indicadas pode representar a estrutura deste ião.

(D) As três ligações carbono-oxigénio no ião CO3

2–têm todas o mesmo comprimento e a

mesma energia de ligação.

4. Os hidrocarbonetos de menor massa molecular que são utilizados como combustíveis são gases

nas condições PTN.

Se a pressão destes gases for suficientemente baixa, eles poderão ser considerados gases ideais.

4.1. A combustão do butano, C4H10, pode ser traduzida pela seguinte equação:

2 C4H10(g) + 13 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 H2O(�)

Na reacção de 250 g de butano, o dióxido de carbono foi armazenado num recipiente de 400 L,

de capacidade fixa, e à temperatura de 16 ºC.

4.1.1. Considere que todos os gases se comportam como gases ideais.

Determine a que pressão se encontra o dióxido de carbono nesse recipiente.


4.1.2. Indique, justificando a sua resposta, que alteração se pode prever na pressão do

dióxido de carbono armazenado se ocorrer diminuição da temperatura.

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V.S.F.F.

642.V1/11

4.2. O etano, o propano e o butano têm pontos de ebulição diferentes, à pressão normal.

Representando por P.E. o ponto de ebulição normal, seleccione, de entre as alternativas de

(A) a (D), a correcta.

(A) P.E.(butano) > P.E.(propano) > P.E.(etano)

(B) P.E.(etano) > P.E.(butano) > P.E.(propano)

(C) P.E.(propano) > P.E.(etano) > P.E.(butano)

(D) P.E.(butano) > P.E.(etano) > P.E.(propano)

4.3. Na figura 3, estão representados dois recipientes, A e B, de igual capacidade, que contêm

amostras de dois gases diferentes, à mesma pressão e à mesma temperatura. O recipiente A

contém 0,020 mol de metano, e o recipiente B contém 0,52 g de um gás X.

Fig. 3

Considere que o metano e o gás X se comportam como gases ideais.

Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a que pode corresponder ao gás X encerrado

no recipiente B.

(A) C2H6(g)

(B) O2(g)

(C) C2H2(g)

(D) CO2(g)

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642.V1/12

5. Núcleos de massa elevada, como o plutónio e o urânio, podem cindir-se noutros núcleos mais

leves, por absorção de um neutrão. Nesse processo, libertam-se neutrões e uma quantidade muito

elevada de energia. Essa energia é utilizada nas centrais nucleares para ser convertida em energia

eléctrica.

5.1. Quando o plutónio - 239 é usado num reactor nuclear, uma das reacções de fissão que pode

ocorrer é:

239

94Pu + 1

0n →98

40Zr + 139

54Xe + x 1

0n

5.1.1. Relativamente a esta reacção, seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a que

corresponde ao valor de x.

(A) 1

(B) 3

(C) 4

(D) 2

5.1.2. Quando um núcleo de plutónio - 239 é bombardeado com neutrões, a alteração da

massa que acompanha a reacção é 0,203 u.

Calcule o valor da energia libertada na reacção em que se utilizaram 3,00 g de

plutónio - 239.


1u = 1,66 × 10–27

kg

A (plutónio - 239) = 239,05 u

5.2. Além da fissão, estes núcleos pesados também apresentam decaimento radioactivo.

O urânio - 238, 238

92U, decai por emissão α.

Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a que corresponde ao nuclídeo produzido

nesse decaimento.

(A)238

93Np

(B)234

90Th

(C)238

91Pa

(D)237

92U

V.S.F.F.

642.V1/13

5.3. A discussão gerada em torno da construção de centrais nucleares (baseadas em reacções de

fissão nuclear) é sempre motivo de acesa controvérsia.

Indique uma vantagem e uma desvantagem, a nível ambiental, da utilização deste tipo de

centrais.

6. A polimerização de derivados do etileno dá origem a compostos cujas estruturas contêm a longa

cadeia do polietileno, com substituintes ligados a ela e dispostos, mais ou menos regularmente, ao

longo da cadeia.

Um destes derivados origina o poli(cloreto de vinilo), PVC, polímero termoplástico utilizado em

tubos de plástico, brinquedos, etc.

A unidade estrutural do PVC pode ser representada por

6.1. Seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D), a que corresponde ao monómero utilizado no

fabrico do PVC.

(A) CH3 – CH2C�

(B) CH2C� – CH2C�

(C) CH2 = CHC�

(D) CHC� = CHC�

6.2. Tendo em conta a unidade estrutural do PVC, seleccione, de entre as alternativas de (A) a (D),

a que completa correctamente a frase.

O PVC é um homopolímero de adição, porque…

(A) … os monómeros envolvidos na sua formação são compostos orgânicos com ligações

carbono-carbono simples.

(B) … a sua massa molecular é múltipla da massa molecular do monómero.

(C) … há associação de monómeros com simultânea formação de outras moléculas mais

pequenas.

(D) … resulta da combinação de compostos orgânicos com mais de um grupo funcional.

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642.V1/14

6.3. O poli(cloreto de vinilideno), PVDC, é também um polímero em que o monómero é um

derivado do etileno: 1,1-dicloroeteno, CC�2 = CH2.

6.3.1. Explique por que razão este monómero não pode apresentar isomeria geométrica

cis-trans.

6.3.2. Represente a unidade estrutural do PVDC (não omita a escrita de qualquer das

ligações entre os átomos, na unidade estrutural).

FIM

V.S.F.F.

642.V1/15

COTAÇÕES

1. ......................................................................................................................................... 25 pontos

1.1. ........................................................................................................... 8 pontos

1.2. ........................................................................................................... 9 pontos

1.3. ........................................................................................................... 8 pontos

2. ......................................................................................................................................... 22 pontos

2.1. ........................................................................................................... 8 pontos

2.2. ........................................................................................................... 14 pontos

3. ......................................................................................................................................... 44 pontos

3.1. ........................................................................................................... xx8 pontos

3.2.

3.2.1. ................................................................................................ 18 pontos

3.2.2. ................................................................................................ 18 pontos

3.2.3. ................................................................................................ 112 pontos

3.3. ........................................................................................................... xx8 pontos

4. ......................................................................................................................................... 38 pontos

4.1.

4.1.1. ................................................................................................ 112 pontos

4.1.2. ................................................................................................ 110 pontos

4.2. ........................................................................................................... 8 pontos

4.3. ........................................................................................................... 8 pontos

5. ......................................................................................................................................... 37 pontos

5.1.

5.1.1. ................................................................................................ 18 pontos

5.1.2. ................................................................................................ 112 pontos

5.2. ........................................................................................................... 8 pontos

5.3. ........................................................................................................... 9 pontos

6. ......................................................................................................................................... 34 pontos

6.1. ........................................................................................................... 8 pontos

6.2. ........................................................................................................... 8 pontos

6.3.

6.3.1. ................................................................................................ 19 pontos

6.3.2. ................................................................................................ 19 pontos

_____________________

TOTAL .................................................... 200 pontos

642.V1/16

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