Nível I

Considere as equações simplificadas.

1. $\ce{ NaBH4(s) + H2O(l) -> NaBO2(aq) + H2(g) }$

2. $\ce{ Mg(N3)2(s) + H2O(l) -> Mg(OH)2(aq) + HN3(aq) }$

3. $\ce{ NaCl(aq) + SO3(g) + H2O(l) -> Na2SO4(aq) + HCl(aq) }$

4. $\ce{ Fe2P(s) + S(s) -> P4S10(s) + FeS(s) }$

Apresente as equações químicas balanceadas com os menores coeficientes inteiros.

Considere as reações de combustão:

1. Combustão do octano líquido, $\ce{C8H18}$, um dos hidrocarbonetos presentes na gasolina.

2. Combustão incompleta do heptano líquido, $\ce{C7H16}$, formando monóxido de carbono e vapor d’água.

3. Combustão do aspartame, $\ce{C14H18N2O5}$, um sólido usado como adoçante artificial.

4. Combustão do dimetazano, $\ce{C11H17N5O2}$, um antidepressivo sólido.

Apresente as equações químicas balanceadas com os menores coeficientes inteiros.

Considere as reações:

1. O metal cálcio reage com água com produção de gás hidrogênio e hidróxido de cálcio que se dissolve na água.

2. A reação entre óxido de sódio sólido, $\ce{Na2O}$, e água produz hidróxido de sódio sólido que se dissolve na água.

3. O metal magnésio sólido reage a quente em atmosfera de nitrogênio para produzir nitreto de magnésio, $\ce{Mg3N2}$, sólido.

4. A reação do gás amônia com oxigênio em temperaturas altas na presença do metal cobre como catalisador produz os fases água e dióxido de nitrogênio.

Apresente as equações químicas balanceadas com os menores coeficientes inteiros.

Considere as reações:

1. A primeira etapa do processo de recuperação do cobre do minério que contém $\ce{CuFeS2}$, é o aquecimento do minério no ar. Durante esse processo de cozimento, o oxigênio molecular reage com o $\ce{CuFeS2}$ e produz sulfeto de cobre(II), sólido, óxido de ferro(II), sólido e o gás dióxido de enxofre.

2. O carbeto de silício, um abrasivo do diamante, $\ce{SiC}$, é produzido pela reação de dióxido de silício com carbono elementar em $\pu{2000 \degree C}$ para dar carbeto de silício sólido e o gás monóxido de carbono.

3. A reação dos gases hidrogênio e nitrogênio é usada na produção comercial do gás amônia no processo de Haber.

4. Em condições ácidas, o gás oxigênio reage com ácido bromídrico em água para formar água líquida e bromo líquido.

Apresente as equações químicas balanceadas com os menores coeficientes inteiros.

O processo de Haber de síntese da amônia é um dos processos industriais mais importantes para o bem-estar da humanidade. $$\ce{ N2(g) + 3 H2(g) -> 2 NH3(g) }$$ Esse processo é muito usado na produção de fertilizantes, polímeros e outros produtos.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da quantidade de $\ce{NH3}$ produzida a partir de $\pu{2 mol}$ de $\ce{H2}$.

Na produção comercial do ferro em um alto-forno, o óxido de ferro(III), $\ce{Fe2O3}$, reage com monóxido de carbono para formar ferro elementar e dióxido de carbono. $$\ce{ Fe2O3(s) + 3 CO(g) -> 2 Fe(s) + 3 CO2(g) }$$

Assinale a alternativa que mais se aproxima da quantidade de $\ce{Fe}$ que pode ser extraída de $\pu{25 mol}$ de $\ce{Fe2O3}$.

O combustível sólido do foguete auxiliar do ônibus espacial é uma mistura de perclorato de amônio e pó de alumínio. Na ignição, a reação que ocorre é: $$\ce{ NH4ClO4(s) + Al(s) -> Al2O3(s) + N2(g) + HCl(g) + H2O(g) }$$ A alumina, $\ce{Al2O3}$, é produzida como um pó branco finamente dividido, formando uma enorme nuvem de fumaça branca.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de alumina formada na reação de $\pu{3,5 ton}$ de alumínio.

O composto diborano, $\ce{B2H6}$, já foi considerado como um possível combustível de foguetes. A reação de combustão é: $$\ce{ B2H6(g) + O2(l) -> HBO2(g) + H2O(l) }$$ O fato de que $\ce{HBO2}$, um composto reativo, é produzido, e não o composto $\ce{B2O3}$, relativamente inerte, foi um dos fatores da interrupção dos estudos de uso do diborano como combustível.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de oxigênio líquido (LOX) necessária para queimar $\pu{257 g}$ de $\ce{B2H6}$.

A combustão de um hidrocarboneto produz água e dióxido de carbono. A densidade da gasolina é $\pu{0,8 g.mL-1}$. Suponha que a gasolina está representado pelo octano, $\ce{C8H18}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de água produzida na combustão de $\pu{3,8 L}$ de gasolina.

A reação de Sabatier usa hidrogênio para gerar água a partir de resíduos de dióxido de carbono na estação espacial: $$\ce{ CO2(g) + H2(g) -> CH4(g) + H2O(l) }$$ O hidrogênio é estocado como líquido com densidade $\pu{0,07 g.cm-3}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de água que pode ser produzida na reação de $\pu{2 L}$ de $\ce{H2}$.

O composto $\ce{XCl2(NH3)2}$ forma-se da reação entre $\ce{XCl4}$ e amônia: $$\ce{ XCl4(aq) + NH3(g) -> XCl2(NH3)2(aq) + Cl2(g) }$$ Em um experimento, $\ce{3,57 g}$ de $\ce{XCl4}$ reagem com excesso de $\ce{NH3}$ formando $\pu{3,18 g}$ de $\ce{XCl2(NH3)2}$.

Assinale a alternativa com o elemento $\ce{X}$.

Uma amostra de massa $\pu{1,5 g}$ do metal estanho foi colocada em um cadinho de $\pu{26,5 g}$ e aquecida até que todo o estanho reagisse com o oxigênio do ar para formar um óxido. O cadinho e o produto pesaram $\pu{28,3 g}$.

Assinale a alternativa com a fórmula empírica do óxido.

A hidrazina, $\ce{N2H4}$, é um líquido oleoso usado como combustível espacial. Ela é preparada em água, oxidando-se a amônia com íons hipoclorito: $$\ce{ NH3(g) + ClO^-(aq) -> N2H4(aq) + Cl^-(aq) + H2O(l) }$$ Quando $\pu{35 g}$ de amônia reagem com um excesso de íon hipoclorito, formaram-se $\pu{25 g}$ de hidrazina.

Assinale a alternativa que mais se aproxima do rendimento da hidrazina na reação.

A redução de $\pu{15 kg}$ de óxido de ferro(III) em um alto-forno produziu $\pu{8,8 kg}$ de ferro na reação: $$\ce{ Fe2O3(s) + CO(g) -> Fe(s) + CO2(g) }$$

Assinale a alternativa que mais se aproxima do rendimento do ferro na reação.

A reação entre hidrazina e trifluoreto de cloro foi testada em motores-foguete experimentais: $$\ce{ N2H4(g) + ClF3(g) -> HF(g) + N2(g) + Cl2(g) }$$ Uma câmara de combustão foi alimentada com $\pu{12 mol}$ de $\ce{N2H4}$ e $\pu{12 mol}$ de $\ce{ClF3}$.

1. Identifique o reagente limitante.

2. Determine o número de mols de $\ce{HF}$ formada na reação.

3. Determine o número de mols de reagente em excesso que permanece ao final da reação.

A ureia pode ser preparada a partir da amônia: $$\ce{ NH3(g) + CO2(g) -> OC(NH2)2(s) + H2O(l) }$$ Uma batelada foi preparada com $\pu{14 kg}$ de amônia e $\pu{22 kg}$ de $\ce{CO2}$.

1. Identifique o reagente limitante.

2. Determine a massa de ureia formada na reação.

3. Determine a massa de reagente em excesso que permanece ao final da reação.

Na síntese do ácido nítrico, $\pu{28 kg}$ de $\ce{NO2}$ reagem com $\pu{18 kg}$ de água segundo a reação: $$\ce{ NO2(g) + H2O(l) -> HNO3(aq) + NO(g) }$$ Foram produzidos $\pu{22 kg}$ de ácido nítrico

Assinale a alternativa que mais se aproxima do rendimento do ácido nítrico na reação.

O antiperspirante cloreto de de alumínio é feito pela reação de óxido de alumínio sólido, carbono sólido e gás cloro. $$\ce{ Al2O3(s) + C(s) + Cl2(g) -> AlCl3(s) + CO(g) }$$ Em uma batelada, $\pu{185 kg}$ de óxido de alumínio foram aquecidos com $\pu{25 kg}$ de carbono e $\pu{100 kg}$ de cloro. O rendimento percentual da reação foi de $\pu{80}\%$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de cloreto de alumínio produzida na reação.

Um vaso de reação contém $\pu{5,77 g}$ de fósforo branco e $\pu{5,77 g}$ de oxigênio. A primeira reação que ocorre é a formação de óxido de fósforo(III), $\ce{P4O6}$: $$\ce{ P4(s) + O2(g) -> P4O6(s) }$$ Se o oxigênio estiver em excesso, a reação prossegue, com formação de óxido de fósforo(V), $\ce{P4O10}$: $$\ce{ P4O6(s) + O2(g) -> P4O10(s) }$$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de $\ce{P4O10}$ obtida no experimento.

O brometo de sódio, $\ce{NaBr}$, que é usado para produzir $\ce{AgBr}$ para uso em filmes fotográficos, pode ser preparado da seguinte forma: $$\begin{aligned} \ce{ Fe(s) + Br2(l) &-> FeBr2(s) } \\ \ce{ FeBr2(s) + Br2(l) &-> Fe3Br8(s) } \\ \ce{ Fe3Br8(s) + Na2CO3(s) &-> NaBr(s) + CO2(g) + Fe3O4(s) } \end{aligned}$$ Em uma batelada, deseja se produzir $\pu{2,5 ton}$ de $\ce{NaBr}$. O rendimento percentual global do processo industrial é de $\pu{75\%}$. O reator é alimentado com ferro de $90\%$ de pureza.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de ferro necessária para essa batelada.

A cafeína, substância estimulante do café e do chá, foi analisada em laboratório:

• A massa molar foi determinada como $\pu{194 g.mol-1}$.

• A análise elementar revelou que essa substância é formada possivelmente por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.

• A análise por combustão de uma amostra de $\pu{0,376 g}$ formou $\pu{0,682 g}$ de dióxido de carbono, $\pu{0,174 g}$ de água e $\pu{0,110 g}$ de nitrogênio.

Determine a fórmula molecular da cafeína.

Um subproduto industrial foi analisado em laboratório:

• A análise elementar revelou que essa substância é formada possivelmente por carbono, hidrogênio, oxigênio e cloro.

• A análise por combustão de uma amostra de $\pu{0,1 g}$ formou $\pu{0,0682 g}$ de dióxido de carbono, $\pu{0,0140 g}$ de água.

• A fração mássica de cloro foi determinada como $55\%$.

Determine a fórmula empírica do composto.

Bifenilas policloradas (PCBs) já foram produtos químicos muito usados na indústria, mas descobriu-se que eles eram perigosos para a saúde e para o meio ambiente.

Aroclor-1254 é o nome comercial de um PCB que foi submetido à análise em laboratório:

• PCBs contêm somente carbono, hidrogênio e cloro.

• A massa molar foi determinada como $\pu{361 g.mol-1}$.

• A análise por combustão de uma amostra de $\pu{1,52 g}$ formou $\pu{2,22 g}$ de dióxido de carbono.

• A análise por combustão de uma amostra de $\pu{2,53 g}$ formou $\pu{0,253 g}$ de água.

Determine a fórmula molecular do Aroclor-1254.

Um composto encontrado no núcleo de uma célula foi analisado em laboratório:

• A análise elementar revelou que essa substância é formada possivelmente por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.

• Os produtos da combustão de uma amostra de $\pu{1,35 g}$ foram passados primeiro por um tubo contendo $\ce{P4O10}$ e em seguida por um tubo contendo solução aquosa de $\ce{NaOH}$. A massa dos tubos aumentou $\pu{0,9 g}$ e $\pu{2,2 g}$, respectivamente.

• A análise para nitrogênio de uma amostra de $\ce{0,5 g}$ produziu $\pu{0,13 g}$ de nitrogênio.

Determine a fórmula empírica do composto.

Um composto obtido como subproduto em uma síntese industrial de polímeros foi analisado em laboratório:

• A análise elementar revelou que essa substância é formada possivelmente por carbono, hidrogênio, oxigênio e iodo.

• A análise por combustão de uma amostra de $\pu{1,7 g}$ produziu $\pu{1,32 g}$ de $\ce{CO2}$ e $\pu{0,63 g}$ de $\ce{H2O}$.

• A fração mássica iodo no composto foi determinada pela conversão do iodo contido em uma amostra de $\pu{0,85 g}$ em $\pu{1,15 g}$ de iodeto de chumbo(II), $\ce{PbI2}$.

Determine a fórmula empírica do composto.

Além da determinação da composição elementar de compostos desconhecidos puros, a análise por combustão pode ser usada para a determinação da pureza de compostos conhecidos.

Um composto orgânico de fórmula $\ce{C14H20O2N}$ foi recristalizado a partir de 1,1,2,2-tetracloretano, $\ce{C2H2Cl4}$.

• A análise por combustão de uma amostra de $\pu{100 g}$ formou $\pu{250 g}$ de dióxido de carbono e $\pu{74 g}$ de água.

Como esses resultados são muito diferentes do que se esperaria para $\ce{C14H20O2N}$ puro, a amostra foi examinada e encontrou-se uma quantidade significativa do solvente.

Determine a pureza percentual em massa da amostra.

Uma amostra de oxalato de cálcio monoidratado foi submetida à análise termogravimétrica:

Considere as proposições:

1. A água de hidratação é eliminada em $\pu{100 \degree C}$.

2. Ocorre liberação de $\ce{CO}$ em $\pu{500 \degree C}$ e $\ce{CO2}$ em $\pu{700 \degree C}$.

3. A fase sólida é composta majoritariamente por $\ce{CaCO3}$ em $\pu{580 \degree C}$ e $\ce{CaO}$ em $\pu{900 \degree C}$.

4. $40\%$ da massa inicial é perdida na forma de gases.

Assinale a alternativa que relacionas as proposições corretas

Uma amostra de uma substância desconhecida foi submetida à análise termogravimétrica:

Assinale a alternativa com uma possível substância.

Um laboratório forense está analisando uma mistura de dois sólidos, cloreto de cálcio di-hidratado, $\ce{CaCl2.2H2O}$, e cloreto de potássio, $\ce{KCl}$. A mistura foi aquecida para eliminar a água de hidratação: $$\ce{ CaCl2.2H2O(s) ->[$\Delta$] CaCl2(s) + 2 H2O(g) }$$ A massa de uma amostra da mistura antes do aquecimento era $\pu{2,54 g}$. Após o aquecimento, a massa da mistura de $\ce{CaCl2}$ e cloreto de potássio diminuiu para $\pu{2,31 g}$.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração mássica de cloreto de potássio na amostra original.

A dolomita é um carbonato misto de cálcio e magnésio. O carbonato de cálcio, $\ce{CaCO3}$, e o carbonato de magnésio, $\ce{MgCO3}$, se decompõe por aquecimento, liberando dióxido de carbono.

Quando se aquece $\pu{10 g}$ de dolomita até a decomposição completa, $\pu{5,12 g}$ de um resíduo sólido permanecem.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração mássica de carbonato de magnésio na dolomita.