2ª Olimpíada de Química do Rio de Janeiro

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MODALIDADE EM2

Leia atentamente as instruções abaixo:

Essa prova destina-se exclusivamente a alunos das 2ª 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 proibido a utilização

de calculadoras gráficas.

Fica proibida a consulta a qualquer material.

Boa prova!

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Algumas fórmulas úteis:

f

v

=

λ

2

mc

E

=

hf

E

=

G

=

H

T

S

K

RT

G

º

=

ln

Constantes:

Constante dos gases: 1 1

082

,

0

=

atm

L

mol

K

R

R

=

8

,

314

J

mol

−1

K

−1

Constante de Planck:

h

=

6

,

626

10

−34

J

s

(

)

1

.

−1

.

−1

°

=

cal

g

C

água

c

Velocidade da luz:

c

=

3

10

8

m

/

s

1

cal

=

4

,

2

J

1 Å

=

10

−10

m

Alguns calores de formação

Hfº [H2O] = –285,8 kJ/mol

Hfº [Mg(OH)2] = –924,5 kJ/mol

QUESTÕES OBJETIVAS

1) Um oleum corresponde a uma mistura de H2SO4 e SO3. Quando se diz “H2SO4 a 109%” significa que o peso de 100g de oleum ficaria 109g após todo SO3 livre se combinar com água. Qual o percentual de SO3 livre em um oleum 109%?

a) 9%

b) 29%

c) 40%

d) 50%

e) 65%

2) A que temperatura as moléculas de O2 teriam a mesma velocidade média dos átomos de He a 27°C?

a) 216 °C

b) 300°C

c) 1000°C

d) 2127 °C

e) 2700°C

3) Sobre o ponto de ebulição de um líquido, é correto afirmar:

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

b) 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.

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4) 20 mL de uma solução 0,100 M de Ba(NO3)2 foram misturados com 30 mL de uma solução 0,400 M de NH4NO3. A [NO3-] na solução resultante é:

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) HgNO3

b) Ba(NO3)2

c) NaNO3

d) ZnSO4

e) FeSO4

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.

7) O Kps para o iodato de chumbo II, Pb(IO3)2 é 3,2 x 10-14 a uma dada temperatura. Qual a solubilidade de Pb(IO3)2 em mol/L?

a) 1,8 x 10-7

b) 3,6 x 10-7

c) 2,0 x 10-5

d) 4,0 x 10-5

e) 8,0 x 10-5

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

a) Ca(CH3COO)2

b) Ba(OH)2

c) KOH

d) H3COH

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) NaHCO3

b) NH4Cl

c) KCN

d) KCl

e) CO2

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 abaixo contém o valor aproximado de pH da mistura?

a) pH = 0,4

b) pH = 1,0

c) pH = 2,0

d) pH = 4,0

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11) 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

12) Os íons Au+ e Au3+ são necessariamente:

a) Isoeletrônicos

b) Isótopos

c) Isótonos

d) Isóbaros

e) Alótropos

13) A distribuição eletrônica do 29Cu dada como [Ar] 3d10 4s1

a) está ativada

b) é a distribuição real pois corresponde à situação de menor energia

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

14) Se uma hemoglobina tem 0,335% de ferro, qual o valor aproximado para a menor massa molar possível para esta hemoglobina?

a) 1,0 x 104

b) 1,7 x 104

c) 2,5 x104

d) 6,7 x 104

e) 7,0 x 104

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

a) CH4 – quadrado planar

b) NH3 – trigonal plana

c) XeO4 – tetraédrica

d) BF3 – piramidal

e) H2O – linear

16) Dentre as estruturas CH4, CH3CN, CH3OH, NaCN e CH3NH2, a que apresenta maior momento dipolo é:

a) CH4

b) CH3CN

c) CH3OH

d) NaCN

e) CH3NH2

17) Entre as opções abaixo, assinale aquela que contém a afirmação errada:

a) Um sistema monofásico tanto pode ser uma substância pura quanto uma solução.

b) Existem tanto soluções gasosas, como líquidas, como ainda soluções sólidas.

c) Temperatura de fusão constante é característica apenas de substância pura.

d) A ebulição da água pode acontecer a uma temperatura inferior a 100 ºC.

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18) Qual a pressão parcial do SO2 se 100 g de O2 são misturados com 100 g de SO2, e a pressão total é 600 mmHg?

a) 500 mmHg

b) 400 mmHg

c) 300 mmHg

d) 200 mmHg

e) 100 mmHg

19) Em campanhas de pode ser necessário utilizar rações militares de emergência. Elas são fornecidas em embalagens de plástico aluminizado, contendo dois recipientes independentes e impermeáveis. Esta disposição permite o chamado “esquenta ração sem chama”. Para o aquecimento do alimento, introduz-se água no recipiente externo, através de orifício próprio. Em presença de Fe e NaCl, a reação Mg(s) + H2O(l) Mg(OH)2(s) + H2(g) ocorre rapidamente.

Se só a água do alimento fosse aquecida e tivéssemos 400g de alimento com 50% de água, calcule a que temperatura chegaria o alimento. Considerando que este se encontra a 25 °C e a massa de magnésio consumida é de 2g. Admita ainda que a água acrescentada seja apenas suficiente para reagir com os 2 g de Mg.

a) 33,61 ºC

b) 42,23 °C

c) 59,46 ºC

d) 93,92 ºC

e) 438,52 ºC

20) Acrescentou-se 200 mL de uma solução 0,1mol.L-1 de açúcar e 200 mL de uma solução 0,1mol.L-1 de NaCl respectivamente em 1 e 2 como mostra a figura abaixo. As soluções ficaram separadas por uma membrana semipermeável. Qual deve ser a pressão exercida e em que lado?

a) 249 Pa do lado 1

b) 249 Pa do lado 2

c) 500 Pa do lado 1

d) 500 Pa do lado 2

e) Nenhuma, pois ambas as soluções estão à mesma concentração

QUESTÕES DISCURSIVAS

ATENÇÃO: 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.

Problema 1

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

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a) Tem-se 25 cm3 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.

b) Se formos extrair trimistina a partir de n extrações sucessivas, sendo utilizado um volume V1 de ligroína em cada extração sobre um volume V2 de solução aquosa contendo uma massa m de trimistina original, quanto de trimistina ficará em solução aquosa em função de n, V1, V2 e m?

Problema 2

O elemento X é um importante regulador do metabolismo humano, sendo essencial na composição de alguns hormônios reguladores da atividade fisiológica. X é encontrado nas condições ambiente sob a forma de um sólido violeta capaz de formar diferentes substâncias, dentre eles, quatro compostos binários com oxigênio A, B, C e D, em ordem crescente de número de oxidação de X. Todos esses compostos A, B, C e D ao reagirem com água formam outros compostos, respectivamente, E, F, G e H, dos quais, H é um oxidante muito forte. Além disso, X também é encontrado como um composto binário com o elemento Y, sob forma do composto M, que pertence a mesma classe das substâncias E, F, G e H. Também pode ser encontrado em sais, dentre os quais, um é componente está presente no sal de cozinha, NaZX. Ainda pode simplesmente encontrar-se sob a forma de substância simples na fase gasosa a temperaturas não muito elevadas, mesmo à pressão ambiente.

a) Determine quais são os elementos X e Y.

b) Quais os compostos representados por A, B, C, D, E, F, G, H e M?

c) Qual o valor de Z? E quais os números de oxidação de X nos compostos A, B, C e D?

d) Represente as equações balanceadas das reações químicas citadas no texto.

e) Qual a geometria molecular do composto X7-?

Problema 3

O ouro encontrado na natureza contém muitas vezes impurezas. Suponha que uma amostra de 1,45 g de ouro contém ferro como impureza. A amostra é dissolvida em ácido e o ferro obtido é o Fe2+(aq).

a) Qual elemento sofre redução para que o ferro sofra oxidação? Escreva a equação balanceada da reação entre os dois compostos.

O permanganato, MnO4-(aq), é um forte agente oxidante. A quantidade de ferro em solução pode ser determinada através de uma titulação com permanganato.

b) Diga o que acontecerá com o Fe2+

(aq), e com o MnO4-(aq). Escreva a equaçao balanceada da reação entre os dois íons.

c) Sabendo que foram necessários 21,6 mL de KMnO4(aq) 0,102 M para titular a solução, calcule a porcentagem de ferro no ouro.

Na reação que ocorre na letra a, um gás é liberado.

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