2ª Olimpíada de Química do Rio de Janeiro

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MODALIDADE EM3

  Leia atentamente as instruções abaixo:

  • Essa prova destina-se exclusivamente a alunos das 3ª série do Ensino Médio.

  • A prova contém vinte questões objetivas e três questões discursivas.
  • Cada questão objetiva contém cinco alternativas, das quais apenas uma é correta.

  Assinale na folha de respostas das questões objetivas a alternativa que julgar correta.

  • As questões discursivas devem ser respondidas apenas com caneta azul ou preta.
  • Cada folha de resposta discursiva deve conter somente solução de um único problema.
  • Cada questão objetiva tem o valor de 2 pontos. E cada questão discursiva tem o valor de 20 pontos (serão consideradas soluções parciais e o raciocínio apresentado).
  • As questões discursivas só serão corrigidas caso o aluno atinja um mínimo de pontos na parte objetiva. Este mínimo será determinado posteriormente.
  • A duração da prova será de 4 horas e 30 minutos.
  • É permitido o uso de calculadora científica e régua, estando proibida a utilização de calculadoras gráficas e celulares.
  • Fica proibida a consulta a qualquer material.

  Boa prova! RIO DE JANEIRO, 23 DE JUNHO 2007.

  Algumas fórmulas úteis:

  b) 29%

  QUESTÕES OBJETIVAS 1)

  Um oleum corresponde a uma mistura de H

  2 SO 4 e SO 3 . Quando se diz “H

  2 SO 4 a 109%” significa que o peso de 100g de oleum ficaria 109g após todo SO

  3 livre se combinar com água. Qual o percentual de SO

  3 livre em um oleum 109%?

  a) 9%

  c) 40%

  − = 64 , 10 )

  d) 50%

  e) 65% 2)

  A que temperatura as moléculas de O

  2 teriam a mesma velocidade média dos átomos de He a 27°C?

  a) 216 °C

  b) 300°C

  c) 1000°C

  d) 2127 °C

  (2,291 10 x log -11 − =

  63 , 6 ) (2,334 10 x log -7

  f v λ

  −34 , 10 626

  = 2 E mc ∆ = ∆ E = hf S T H G

  ∆ − ∆ = ∆ K RT G ln º

  − = ∆

  Constantes:

  Constante dos gases: 1 1 082 , − − ⋅ ⋅ ⋅ =

  K mol L atm R 1 1 314 ,

  8 − − ⋅ ⋅ = K mol J R

  Constante de Planck: s J h ⋅ ⋅ =

  6 1 1 . . ( 1 ) − − ° =

  Alguns potenciais de redução Alguns valores logarítmicos:

  C g cal água c Velocidade da luz: s m c /

  10

  3 8 ⋅ =

  J cal 2 ,

  4

  1 =

  1 Å m 10

  10 =

  e) 2700°C 3)

  a) é a temperatura na qual líquido e vapor coexistem em equilíbrio.

  b) não varia com a pressão atmosférica.

  c) é a temperatura na qual a pressão de vapor é 1 atm.

  d) é diretamente proporcional a massa molecular do líquido.

  e) é a temperatura na qual a pressão de vapor é igual à pressão externa. 4) 20 mL de uma solução 0,100 M de Ba(NO ) foram misturados com 30 mL de uma solução 0,400 M de NH NO . A

  3

  2

  4

  3

  • [NO ] na solução resultante é:

  3

  a) 0,100 M

  b) 0,250 M

  c) 0,280 M

  d) 0,320 M

  e) 0,400 M 5) Um precipitado será formado quando uma solução aquosa de ácido clorídrico for adicionado a uma solução

  aquosa de:

  a) HgNO

  3

  b) Ba(NO )

  3

  2

  c) NaNO

  3

  d) ZnSO

  4

  e) FeSO

  4

  6)

  A pressão de vapor de um líquido irá diminuir se: a) o líquido for movido para um recipiente no qual sua área superficial seja muito menor.

  b) o volume do líquido no recipiente for reduzido.

  c) o volume da fase do vapor for aumentado.

  d) o número de mols do líquido for reduzido.

  e) a temperatura for reduzida.

  • 14

  7)

  K para o iodato de chumbo II, Pb(IO ) é 3,2 x 10 a uma dada temperatura. Qual a solubilidade de Pb(IO ) em ps

  3

  2

  3

  2 mol/L?

  • 7

  a) 1,8 x 10

  • 7

  b) 3,6 x 10

  • 5

  c) 2,0 x 10

  • 5

  d) 4,0 x 10

  • 5

  e) 8,0 x 10 8)

  Uma solução aquosa de qual composto abaixo não irá conduzir corrente elétrica?

  a) Ca(CH COO)

  3

  2

  b) Ba(OH)

  2

  c) KOH

  d) H COH

  3 e) Todos os compostos anteriores irão conduzir corrente elétrica.

  9)

  Qual das seguintes substâncias, a ser adicionada em água, não irá alterar o pH?

  a) NaHCO

  3

  b) NH Cl

  4

  c) KCN

  d) KCl

  e) CO

  2

  10) Misturando-se 1L de solução aquosa de HCl de pH = 1 com 10 L de solução aquosa de HCl de pH = 4, qual das opções

  a) pH = 0,4

  b) pH = 1,0

  c) pH = 2,0

  d) pH = 4,0

  e) pH = 5 11) Qual a relação entra as estruturas abaixo?

  a) compostos idênticos

  b) enantiômeros

  c) diasteroisômeros

  d) isômeros cis/trans

  e) isômeros constitucionais 12) Assinale a alternativa contendo os ácidos na ordem crescente de pKa:

  a) CH

  3 COOH < HOOCCHClCOOH < HOOCCH

  2 COOH < HCOOH < CH 3 (CH 2 )

  6 COOH

  b) HOOCCHClCOOH < CH

  3 (CH 2 )

  6 COOH < HOOCCH

  2 COOH < HCOOH < CH

  3 COOH

  c) HOOCCHClCOOH < HOOCCH

  2 COOH < HCOOH < CH

  3 COOH < CH 3 (CH 2 )

  6 COOH

  d) CH

  3 COOH < HOOCCH

  2 COOH < HOOCCHClCOOH < HCOOH < CH 3 (CH 2 )

  6 COOH

  e) CH

  3

  2

  6

  3

  

2

(CH ) COOH < CH COOH < HCOOH < HOOCCH COOH < HOOCCHClCOOH

  13) Uma reação qualquer tem a velocidade equacionada por v = k [A] [B]. Pode-se afirmar que a constante de velocidade k

  de reações químicas não depende de:

  a) Temperatura

  b) Energia de ativação

  c) Energia cinética das moléculas

  d) Pressão

  e) Presença de catalisador

  • 3+

  14)

  Os íons Au e Au são necessariamente:

  a) Isoeletrônicos

  b) Isótopos

  c) Isótonos

  d) Isóbaros

  e) Alótropos

  10

  1

  15) A distribuição eletrônica do

24 Cu dada como [Ar] 3d 4s

  a) está ativada

  b) é a distribuição real pois nesta situação há simetria

  c) está incorreta

  d) é a distribuição real porque o nível 3 sempre vem antes do 4 em níveis energéticos

  e) é a única distribuição eletrônica que mesmo no estado não ativado não obedece ao diagrama de Linus Pauling 16) Se uma hemoglobina tem 0, 335% de ferro, qual o valor aproximado para a menor massa molar possível para esta

  hemoglobina?

  4

  a) 1,0 x 10

  4

  b) 1,7 x 10

  4

  c) 2,5 x10

  4

  d) 6,7 x 10

  4

  e) 7,0 x 10 17)

  Assinale dentre as alternativas abaixo aquela contendo a correta correlação entre a molécula e sua geometria molecular:

  a) CH – quadrado planar

  4

  b) NH

  • – trigonal plana

  3

  c) XeO – tetraédrica

  4

  d) BF – piramidal

  3

  e) H

2 O – linear

  18) Considerando os possíveis tipos de ligações carbono-carbono no naftaleno, qual tem menor comprimento?

  8

  1

  7

  

9

  2

  6

  

10

  3

  5

  4

  a) 1-2

  b) 1-9

  c) 2-3

  d) 9-10

  e) Todas têm comprimentos iguais 19) A respeito da radioatividade, é correto afirmar que:

  a) se a meia-vida do polônio é três minutos, após nove minutos uma amostra desse nuclídeo reduzir-se-á a da sua massa inicial.

  b) as radiações emitidas por um átomo são diferentes para o átomo combinado e não combinado.

  • c) os raios alfa ( ) são íons lítio (Li ) emitidos por núcleos de átomos radioativos, os raios beta ( ) são elétrons emitidos pelos núcleos radioativos e os raios gama ( ) são ondas eletromagnéticas semelhantes aos raios X.

  d) quando um elemento emite um raio alfa, o seu número atômico decresce três unidades e o seu número de massa decresce cinco unidades.

  e) quando um átomo X, de número atômico Z e número de massa A, emite um raio beta, forma-se um átomo Y.

  Assim X e Y são isóbaros.

  20) Analise as alternativas: I.

  A coloração de uma solução de iodo desaparece com a adição de Zn metálico a essa solução.

  II. Quando se adiciona Ag metálica a uma solução de iodo, a coloração da solução não desaparece.

  III.

  Quando se adiciona Ni metálico a uma solução de iodeto, a solução permanece incolor.

  IV. Quando se adiciona Ag metálica a uma solução de iodeto, a solução fica colorida.

  V. Quando se adiciona Ni metálico a uma solução de iodo, a coloração não desaparece.

  VI. Ao ser adicionada a uma solução de iodeto uma solução de alvejante doméstico – solução de hipoclorito

  • (ClO ) -, a solução é colorida.

  Estão corretas:

  a) I, II, III e VI

  b) I, II e III

  c) III, IV e V

  d) II, IV e VI

  e) Todas são corretas QUESTÕES DISCURSIVAS ATENđấO: Cada folha de resposta deve conter somente solução de um único problema. Caso não haja espaço suficiente, mais de uma folha de resposta pode ser utilizada para resolver o mesmo problema.

  • (aq)
    • (aq)
    • H
    • H

  • (aq) CO
    • (aq) pK a2 = 10,64

  Problema 3

  e) A solubilidade do carbonato de cálcio em água à 0 ºC é 0,0012g por 100 mL de água. Calcule a concentração de íons de cálcio em uma solução saturada de carbontato de cálcio em água.

  2 CO3 saturada com dióxido de carbono sob uma pressão parcial de 1 bar. Ignore a auto-ionizaçao da água.

  d) Calcule a concentração de íons hidrogênio no equilíbrio em uma solução aquosa 0,01 mol/L de Na

  3 saturada com dióxido de carbono sob uma pressão parcial de 1 bar.

  c) Calcule a concentração de íons hidrogênio no equilíbrio em uma solução aquosa 0,01 mol/L de NaHCO

  

2

no equilíbrio, na água saturada com dióxido de carbono sob uma pressão parcial de 1 bar.

  b) Calcule a concentração de íons hidrogênio e de CO

  de 1 bar é 0,0752 mol/L. Calcule o volume do gás dióxido de carbono que pode ser dissolvido em um litro de água nessas condições.

  a) A concentração total de dióxido de carbono na água saturada com dióxido de carbono sob uma pressão parcial

  2 pode ser desprezado. A temperatura assumida nos itens abaixo é de 0 ºC.

  A mudança de volume devido a dissolução de CO

  3 2- (aq) + H

  3

  = 6,63 HCO

  pK a1

  3

  2 O (l) HCO

  O dióxido de carbono é um ácido diprótico em solução aquosa. Os valores de pKa à 0 ºC são: CO 2(aq)

  Problema 2

  1 de solução aquosa contendo uma massa m de trimistina original, qunto de trimistina ficará em solução aquosa em função de n, V1, V2 e m?

  2 de ligroína em cada extração sobre um volume V

  b) Se formos extrair trimistina a partir de n extrações sucessivas, sendo utilizado um volume V

  3 de uma solução aquosa contendo 2 g de trimistina. Esta solução é agitada com 5mL de ligroína, deixando-se em seguida que este decante. Sabendo que a solubilidade da trimistina, por unidade de volume, é 7,5 vezes maior na ligroína do que na água, à temperatura da experiência, e que ambas as soluções saturadas podem ser consideradas diluídas, calcule a quantidade de trimistina que permanece na camada aquosa.

  a) Tem-se 25 cm

  O processo mais frequente é o de extração simples (líquido-líquido), consistindo em agitar a solução ou

suspensão da substância desejada com um solvente imiscível em um funil de separação. Os vários solutos presentes,

se distribuem, então, entre as camadas (geralmente aquosa e orgânica) de acordo com suas solubilidades relativas. É o

caso da trimistina, o principal componente da noz moscada.

  Problema 1 A extração é um dos processos de separação mais antigo e mais utilizado pelos químicos.

  Dada a rota sintética apresentada a seguir, responda ao que se segue:

  CDH CH CH H Br

  2

2 A

  • A
  • H Br B

  FeBr 3 HNO KMnO 4 3 B C E H SO 2 4 a) Determine as estruturas representadas pelas letras A, B, C e E e seus respectivos nomes IUPAC.

  b) Se a primeira reação fosse conduzida em meio com peróxido, seria obtido o mesmo produto A? Em caso negativo, mostre a estrutura e o nome do composto obtido. Justifique.

  c) Baseado na estrutura proposta para o composto B, seria pertinente esperar que o mesmo pudesse apresentar mais de um comportamento diante de uma dada enzima? Justifique.

  Nota: na estrutura do primeiro composto, D representa um átomo de deutério.

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