Fichas Formativas # Teste 1

Ficha 1 – Massa e tamanho dos átomos Domínio 1: Elementos químicos e sua organização

___________________________________________________ ______________________ Turma ______ Número ______ NOME _____________________________

Consulte a Tabela Periódica, tabelas de constantes e formulários sempre que necessário e salvo indicação em contrário.

1400000 km Sol

12700 km Terra

40 a 170 cm Ser humano

35 μm

7 μm

Óvulo

Célula da pele

134 pm Glóbulo vermelho

120 μm

Átomo de berílio

est ruturas, nas quais estão indicadas as respetivas dimensões. 1. Observe as representações de várias estruturas, a) Indique o nome da estrutura de menor tamanho. b) A altura de uma criança de 40 cm pode representar-se por: (A) 4000 m. (B) 400 m. (C) 4,0 m. (D) 0,40 m. c) Um micrómetro (1 μm) é a milésima parte do milímetro o que significa que o tamanho de um

glóbulo vermelho é: (A) 0,7 mm. (B) 0,07 mm.

(C) 0,007 mm.

(D) 0,0007 mm.

d) Sobre o Sol e a Terra podemos afirmar que um diâmetro: (A) solar, 1 400 000 km, está mais próximo de dez milhões de quilómetros do que de um

milhão de quilómetros. (B) solar, 1 400 000 km, está mais próximo de um milhão de quilómetros do que de dez milhões de quilómetros. (C) terrestre, 12 700 km, está mais próximo de dez mil quilómetros do que de doze mil quilómetros. (D) terrestre, 12 700 km, está mais próximo de doze mil quilómetros do que de treze mil quilómetros. e) O tamanho do óvulo humano está mais próximo de qual dos seguintes valores? (A) 100 μm. (B) 101 μm. (C) 102 μm. (D) 103 μm. f) Indique a ordem de grandeza expressa em metros, do diâmetro da Terra, da célula da pele e do átomo

de berílio. Editável e fotocopiável © Texto | Novo 10Q

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2. Indique o número de protões, neutrões e eletrões: 3+ e 27 . 13Al b) em 63Cu e na prata-107. c) no isótopo mais abundante do titânio, da figura.

a) em 22 10Ne,

34 2− 16S

Isótopos e abundância relativa

d) indique a posição relativa dos protões, neutrões e eletrões num átomo ou num ião. 3. Observe a imagem obtida por STM (Scanning Tunneling Microscope), uma técnica de micros-

copia aplicada à escala atómica, para um cristal do cloreto de sódio. a) Determine, em unidade SI, o valor

aproximado do raio iónico do ião cloreto. b) O raio iónico do ião cloreto, obtido através de mapas de densidade eletrónica de elevada resolução, é 1,64 Å. Compare com o resultado obtido em a) com referência às respetivas ordens de grandeza. 4. A figura permite fazer uma ideia da pequenez das

unidades estruturais, átomos e moléculas. mo léculas. Em 18 g de água existem 602 300 000 000 000 000 000 000 moléculas de água e, como se compreende, não é prático escrever o número de moléculas desta forma. a) Indique qual é o número de moléculas de água que existe em 36 g de água. b) A massa de uma molécula de estearina é: (A)

(C)

6,023

(B)

23 g

890 × 10

890 × 10 6,023

g

(D)

6,023 × 10 890

890 6,023 × 1023

g

g

c) Um átomo de mercúrio é mais: (A) leve que uma molécula de água e mais pesado que uma molécula de sacarose. (B) leve que uma molécula de água e que uma molécula de sacarose. (C) pesado que uma molécula de água e mais leve que uma molécula de sacarose. (D) pesado que uma molécula de água e que uma molécula de sacarose. 94

Editável e fotocopiável © Texto | Novo 10Q

d) Determine o número de átomos que existe em 36 g de água. e) Indique a massa atómica relativa do mercúrio e relacione-a com a duodécima parte da massa

do átomo de carbono-12. 5. Na tabela encontram-se informações sobre o silício. Isótopo

Massa isotópica

Abundância relativa/Fração

30

29,973770

0,03092

29

28,976495

0,04685

28

27,976927

0,92223

Si Si Si

a) Determine a massa atómica relativa média do silício.

Apresente o resultado com cinco algarismos significativos. b) O valor da massa atómica relativa média para o silício é apresentado na Tabela Periódica no formato 28,084; 28,086 . Tal significa que é válida a expressão: (A) Ar(Si)  28,084. (B) Ar(Si)  28,086. (C) 28,084  Ar(Si)  28,086. (D) 28,084  Ar(Si)  28,086. c) Relacione o resultado obtido em a) com a informação dada em b). d) Interprete a proximidade do valor da massa atómica relativa do silício com o valor da massa

isotópica do Si-28. 6. Determine a quantidade (número de moles) de átomos que existem em 23,04 g etanol, C 2H6O. 7. Identifique, pelo nome, a substância de fórmula química (Uu) 2SO4 sabendo que a massa molar é

142,01 g/mol, e que Uu não representa o verdadeiro símbolo químico do elemento. 8. De 28,87 g de uma amostra de ar, 6,72 g são de oxigénio, O2. Considere que o ar da amostra é

constituído apenas por oxigénio e nitrogénio, N2. a) Determine a fração molar de cada componente na amostra de ar. b) Determine a fração mássica de cada componente na amostra de ar.


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Ficha 2 – Energia dos eletrões nos átomos Domínio 1: Elementos químicos e sua organização NOME ___________________________________________________ Turma ______ Número ______


1. Observe o diagrama de energias para o átomo de

hidrogénio. a) Incidiram fotões de energia 3,4 eV, 10,2 eV e 13,0 eV sobre átomos de hidrogénio no estado fundamental. O átomo pode absorver os fotões de energia: (A) 3,4 eV

(B) 3,4 eV e 10,2 eV

(C) 3,4 eV e 13,0 eV

(D) 10,2 eV e 13,0 eV

b) Justifique a resposta à alínea anterior, com base em duas

ideias fundamentais do modelo atómico de Bohr que ainda prevalecem no modelo atual. c) Determine a energia da radiação envolvida na transição representada por P α, em joule, e localize essa radiação no espetro eletromagnético. (1 eV = 1,6 x 10 –19 J) d) Selecione o espetro atómico do átomo de hidrogénio correspondente às transições representadas por Hα, Hβ e Hγ. Violeta

Violeta

Vermelho

Violeta

Vermelho

Vermelho

Violeta

Vermelho

2. A energia dos eletrões nos átomos inclui: (A) apenas o efeito das atrações entre os eletrões e o núcleo. (B) apenas o efeito das repulsões entre os eletrões. (C) o efeito das atrações entre os eletrões e o núcleo e o das repulsões entre os eletrões. (D) o efeito das repulsões entre os eletrões e o núcleo e o das atrações entre os eletrões. 3. A espetroscopia fotoeletrónica é uma

das técnicas através da qual se podem obter as energias dos eletrões nos átomos e moléculas. Ao lado encontra-se o espetro fotoeletrónico de um elemento químico.

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a) A altura do pico C é tripla da altura do pico B porque: (A) a energia de remoção dos eletrões responsáveis pelo pico B é aproximadamente o triplo da

energia de remoção dos eletrões responsáveis pelo pico C. (B) a energia de remoção dos eletrões responsáveis pelo pico B é aproximadamente um terço da energia de remoção dos eletrões responsáveis pelo pico C. (C) o número de eletrões responsáveis pelo pico B é o triplo do número de eletrões responsáveis pelo pico C. (D) o número de eletrões responsáveis pelo pico B é um terço do número de eletrões responsáveis pelo pico C. b) Os picos A, B e C têm, respetivamente, correspondência com os subníveis de energia: (A) 2 p, 2s e 1s.

(B) 1s, 2s e 2 p.

(C) 2s, 1s e 2 p.

(D) 1s, 2 p e 2s.

c) Qual é a energia de remoção dos eletrões de valência mais energéticos? d) Escreva o nome e o símbolo químico do elemento. e) Verifica-se que aos seis eletrões responsáveis pelo pico C corresponde um único valor de energia. Relacione este resultado com a relação entre as energias das orbitais px, py e pz. 4. Considere o elemento químico de número atómico 8. a) Escreva a sua configuração eletrónica de forma a evidenciar a aplicação da regra de Hund

(maximização do número de eletrões desemparelhados em orbitais degeneradas) e estabeleça relações de ordem entre as energias das orbitais ocupadas. b) O diagrama de distribuição eletrónica permitido pelo Princípio de Exclusão de Pauli é: (A)

(B)

(C)

(D)

c) Escolha uma das opções que não selecionou na alínea anterior e justifique a sua incorreção. d) Os valores de energias de remoção obtidos para o átomo deste elemento químico são: 16 eV, 42 eV e 543 eV. Associe a cada subnível, 1 s, 2s e 2 p, um valor de energia de remoção. e) Escreva uma configuração eletrónica que não respeite o Princípio da Construção. 5. Observe o diagrama de energias para o átomo de sódio. a) A energia de cada eletrão que ocupa o subnível 2 p é: (A) –0,83 J.

(B) –0,83 × 10 –18 J.

(C) –4,98 J.

(D) –4,98 × 10 –18 J.

b) Indique qual é o valor da energia de remoção de um dos

eletrões mais interiores. c) Escreva a configuração eletrónica deste átomo num estado excitado. d) Por espetroscopia fotoeletrónica, quantos valores de energias de remoção se obtêm para o átomo de sódio? (A) 11.

(B) 6.

(C) 4.

(D) 3.


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6. Átomos de diferentes elementos têm entre si valores: (A) diferentes para as energias dos eletrões e espetros atómicos diferentes. (B) diferentes para as energias dos eletrões e espetros atómicos iguais. (C) iguais para as energias dos eletrões e espetros atómicos diferentes. (D) iguais para as energias dos eletrões e espetros atómicos iguais. 7. Associe a cada uma das seguintes representações, A, B e C, as orbitais s, p e d , indicando quantas orbitais existem,

de cada tipo e em cada nível.

8. Escreva a configuração eletrónica dos elementos químicos com os valores de número atómico 3, 6,

9, 13, 20, 21 e 23, indicando, para cada, quantos valores diferentes de energias de remoção se espera que sejam obtidos por espetroscopia fotoeletrónica. 9. Identifique o número de orbitais pelas quais se distribuem os eletrões e o número de eletrões

desemparelhados para os elementos com número atómico 3, 6, 9 e 13. 10. Identifique a configuração eletrónica que não respeita o Princípio da Construção. (A) 1s 2 2s2 2 p1x 2 p1y 2 p2z (B) 1s 2 2s3 2 p3 (C) 1s 2 2s2 (D) 1s2 2s1 2 p1

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Ficha 3 – Tabela Periódica Domínio 1: Elementos químicos e sua organização NOME ___________________________________________________ Turma ______ Número ______


1. Mendeleev usou o prefixo eka- para nomear provisoriamente elementos desconhecidos que viriam

a ocupar, na Tabela Periódica, o lugar abaixo de elementos já conhecidos na época. Dois desses elementos foram o eka-alumínio e do eka-silício. a) As propostas de Mendeleev para a organização dos elementos químicos numa tabela: (A) eram fechadas à incorporação de novos elementos. (B) incluíam todos os elementos conhecidos atualmente. (C) não incluíam a existência de lugares vazios. (D) previam a existência de novos elementos. b) Identifique, pelo nome e pelo símbolo químico, os elementos químicos que atualmente

correspondem ao eka-alumínio e ao eka-silício. 2. Abaixo pode ver um excerto da Tabela Periódica dos elementos químicos.

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

44,96

47,87

50,94

52,00

54,85

55,85

58,93

58,69

63,55

65,41

a) Na Tabela Periódica os elementos químicos estão ordenados por ordem crescente de: (A) massa atómica relativa, uma consequência dos trabalhos de Mendeleev. (B) massa atómica relativa, uma consequência dos trabalhos de Moseley. (C) número atómico, uma consequência dos trabalhos de Mendeleev. (D) número atómico, uma consequência dos trabalhos de Moseley. b) Os elementos químicos representados no excerto da Tabela Periódica pertencem ao bloco: (A) d e são elementos representativos. (B) s e são elementos representativos. (C) d e não são elementos representativos. (D) s e não são elementos representativos. c) Justificando com base na configuração eletrónica, localize na Tabela Periódica o elemento

químico que antecede o escândio.


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3. Associe a cada número da coluna I uma ou mais letras da coluna II de modo a estabelecer

correspondências corretas. Coluna I

Coluna II

1. 4.o período e grupo 4

a. Forma iões tripositivos estáveis

2. 1s22s22 p63s23 p3

b. Ião óxido

3. 1s22s22 p63s23 p1

c. Metal de transição

4. 1s22s22 p6

d. 3.o período e grupo 15 e. Fósforo f. 3.o período e grupo 13

4. Qual das seguintes correspondências entre um elemento e a configuração eletrónica do respetivo

ião mais estável, está correta? (A) Enxofre - 1s22s22 p63s23 p4 (B) Lítio - 1s22s2 (C) Magnésio - 1s22s22 p6 (D) Cloro - 1s22s22 p6 5. O sódio, que pertence à família dos metais alcalinos, tem ponto de fusão 371 K e energia de ionização

496 kJ/mol. a) Explique a formação do ião sódio mais estável. b) Represente a formação do ião sódio mais estável usando o modelo seguinte: F ([He]2s22 p5) + e – → F – ([He]2s22 p6) c) A ionização do sódio corresponde à transformação representada por: (A) Na (g) → Na+ (g) + e – com absorção de 496 kJ/mol. (B) Na (g) → Na+ (g) + e – com libretação de 496 kJ/mol. (C) Na (s) → Na+ (s) + e – com absorção de 496 kJ/mol. (D) Na (s) → Na+ (s) + e – com libertação de 496 kJ/mol. d) A energia de ionização é uma propriedade: (A) das substâncias elementares e o ponto de fusão é uma propriedade dos elementos. (B) das substâncias elementares e o ponto de fusão também. (C) dos elementos e o ponto de fusão é uma propriedade das substâncias elementares. (D) dos elementos e o ponto de fusão também. 6. Justificando com base na posição relativa dos elementos na Tabela Periódica, preveja a relação que

existe entre os raios atómicos do carbono e do silício.

100


7. Associe a cada um dos valores de raios atómicos, 48 pm, 79 pm e 88 pm, um dos átomos de oxigénio,

enxofre e cloro. 8. Os valores de energias de ionização, 1251, 1681 e 2081, em kJ/mol correspondem respetivamente

aos seguintes elementos: (A) cloro, flúor e néon. (B) cloro, néon e flúor. (C) néon, flúor e cloro. (D) néon, cloro e flúor. 9. Usando como exemplo os elementos sódio e magnésio, interprete a tendência geral para o aumento

da energia de ionização ao longo de um período da Tabela Periódica. 10. Analisando o espetro fotoeletrónico de um elemento químico, os picos correspondentes aos três

valores de energias de remoção permitiram concluir ser este um elemento com um eletrão no subnível p. Trata-se do elemento da Tabela Periódica de número atómico: (A) 3, do 2.o período.

(B) 5, do 2.o período.

(C) 11, do 3.o período.

(D) 13, do 3.o período.

11. Observe o espetro fotoeletrónico de um elemento químico do segundo período da Tabela Periódica.

a) A altura relativa dos picos A, B e C é: (A) 1,1,1. (B) 1,1,2. (C) 2,2,3. (D) 2,2,5. b) Indique o bloco a que pertence, e o número de níveis e de subníveis pelos quais se distribuem os

eletrões no átomo. c) Partindo da configuração eletrónica, identifique o elemento e o grupo da Tabela Periódica a que pertence. d) O elemento químico de configuração eletrónica He 2s2 2p2 tem energia de ionização: (A) igual a 2,1  10 –18 J. (B) igual a 66 10 –18 J (C) inferior a 2,1 10 –18 J. (D) superior a 66 10 –18 J Editável e fotocopiável © Texto | Novo 10Q

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Ficha 4 – Ligação química Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria NOME ___________________________________________________ Turma ______ Número ______


1. É a possibilidade de estabelecimento de ligações químicas de natureza diversa, entre átomos e

moléculas, que permite a diversidade de substâncias com propriedades físicas e químicas diferentes. a) A energia de um conjunto de átomos ou moléculas ligados é: (A) maior do que a do mesmo conjunto dessas entidades não ligadas, e resulta apenas

de atrações envolvendo eletrões e núcleos atómicos. (B) maior do que a do mesmo conjunto dessas entidades não ligadas, e resulta de atrações e repulsões envolvendo eletrões e núcleos atómicos. (C) menor do que a do mesmo conjunto dessas entidades não ligadas, e resulta apenas de atrações envolvendo eletrões e núcleos atómicos. (D) menor do que a do mesmo conjunto dessas entidades não ligadas, e resulta de atrações e repulsões envolvendo eletrões e núcleos atómicos. b) A ligação química pode ser classificada como: (A) covalente quando envolve partilha significativa e localizada de eletrões dos cernes atómicos. (B) intermolecular de van der Waals quando envolve partilha pouco significativa de eletrões de

valência. (C) iónica quando envolve transferência de eletrões de valência entre átomos de não metais. (D) metálica quando envolve partilha significativa e localizada de eletrões de valência de átom os de metais. 2. Na figura abaixo pode observar-se o gráfico da energia potencial, E p, em função da distância internuclear, r , entre dois átomos de hidrogénio.

102


a) O comprimento de ligação na molécula de hidrogénio é: (A) 45 pm e a energia de ligação é aproximadamente 144 kJ/mol. (B) 74 pm e a energia de ligação é 432 kJ/mol. (C) 150 pm e a energia de ligação é aproximadamente –278 kJ/mol. (D) 350 pm e a energia de ligação é 0 kJ/mol. b) Indique o tipo de interações, de repulsão ou de atração, que predominam quando os átomos se

encontram à distância de 45 pm. c) Também as moléculas HX, e X2, em que X é um elemento químico da família dos halogéneos, são diatómicas como a de hidrogénio, H 2. Associe cada um dos mapas de potencial eletrostático, A, B, C e D, a uma das moléculas, F2, H2, HF e HCℓ.

A

B

C

D

d) Compare, justificando com base na posição relativa dos elementos na Tabela Periódica, as energias

da ligação H-X nas moléculas HCℓ e HBr. 3. Considere as moléculas de hidrogénio, H 2, nitrogénio, N2, e oxigénio, O2. a) Escreva, por ordem crescente das energias de ligação, as fórmulas de estrutura de Lewis das

moléculas. b) A energia de ionização das moléculas de nitrogénio é 1503 kJ/mol, e dos átomos de nitrogénio, N, é 1402 kJ/mol. A energia dos eletrões mais energéticos na molécula de nitrogénio é: (A) maior do que a energia dos eletrões mais energéticos no átomo isolado, e a mo lécula é mais

estável que os dois átomos separados. (B) maior do que a energia dos eletrões mais energéticos no átomo isolado, e a molécula é menos estável que os dois átomos separados. (C) menor do que a energia dos eletrões mais energéticos no átomo isolado, e a molécula é mais estável que os dois átomos separados. (D) menor do que a energia dos eletrões mais energéticos no átomo isolado, e a molécula é menos estável que os dois átomos separados. 4. Considere as moléculas CH 4, CO2, H2O e NH3. a) Indique, sequencialmente, o nome da substância que corresponde a cada uma das simbologias. b) Descreva a geometria molecular de CH4, identificando a localização relativa dos átomos na

molécula e indicando o valor dos ângulos de ligação. c) Partindo das fórmulas de estrutura de Lewis das moléculas CO 2 e H 2O, relacione os ângulos de ligação nestas moléculas com base no modelo de repulsão dos pares eletrónicos de valência. d) Indique quais das seguintes moléculas são polares: (A) CH4 e CO2.

(B) CO2 e H2O.

(C) H2O e NH3.

(D) NH3 e CH4.

e) Indique o nome da geometria molecular de NH 3 e classifique a distribuição de carga na molécula

como simétrica ou assimétrica. Editável e fotocopiável © Texto | Novo 10Q

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5. Considere as substâncias, identificadas simbolicamente ou pelo nome, C2H2, C(CH3)4, CHCℓ3, cloreto de

sódio, eteno, hélio e 2-metilpentano. a) Escreva o nome e a fórmula química de uma substância que seja iónica. b) Escreva o nome das substâncias identificadas simbolicamente, e a respetiva fórmula de estrutura

com base na regra do octeto. c) Uma amostra de hélio é formada por: (A) átomos, He, entre os quais não se estabelecem quaisquer ligações. (B) átomos, He, entre os quais se estabelecem forças de van der Waals. (C) moléculas, He2, entre as quais não se estabelecem quaisquer ligações. (D) moléculas, He2, entre as quais se estabelecem forças de van der Waals. d) Das substâncias identificadas: (A) C(CH3)4 e CHCℓ3 são haloalcanos. (B) CHCℓ3 e o cloreto de sódio são haloalcanos. (C) C2H2 e C(CH3)4 são hidrocarbonetos saturados. (D) C2H2 e o eteno são hidrocarbonetos saturados. e) Faça corresponder a cada uma das moléculas, de eteno e C 2H2, um dos valores de comprimento

da ligação CC: 1,20 Å e 1,33 Å. f) Represente a fórmula de estrutura de Lewis para 2-metilpentano. 6. Observe as fórmulas de estrutura de Lewis de cinco substâncias: A, B, C, D e E.

a) Associe a cada uma das estruturas os grupos funcionais ácido carboxílico, aldeído, álcool, amina

e cetona. b) Classifique cada uma das ligações interatómicas na substância representada por B. c) Indique as substâncias nas quais se estabelecem ligações intermoleculares de hidrogénio. (A) A e B.

(B) A e C.

(C) B e C.

(D) B e D.

d) De acordo com a estrutura de Lewis, relativamente ao efeito dos eletrões de valência na formação

da molécula da substância D, há: (A) 7 eletrões ligantes e 4 eletrões não ligantes. (B) 8 eletrões ligantes e 4 eletrões não ligantes. (C) 14 eletrões ligantes e 8 eletrões não ligantes. (D) 16 eletrões ligantes e 8 eletrões não ligantes.

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Ficha 5 – Gases e dispersões Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria NOME ___________________________________________________ Turma ______ Número ______


1. Amedeo Avogadro (1776-1856), cientista italiano, num paper publicado no Journal de Physique, em 1811 , incluia a sua famosa hipótese: iguais volumes de gases diferentes, sob as mesmas condições de pressão e de temperatura, contêm igual número de moléculas. A constante de Avogadro, NA, foi

assim nomeada em sua homenagem. No Sistema Internacional de unidades (SI) a constante de Avogadro é definida como o número de átomos de carbono-12 em 12 g de carbono-12. O melhor valor medido é 6,022 140 82(18) × 1023 mol-1, com uma incerteza relativa de 30 partes por mil milhões. Os dois algarismos entre parenteses correspondem à incerteza absoluta lendo-se «mais ou menos 0,00000018 mol –1». (in http://www.nist.gov/pml/si-redef/kg_new_silicon.cfm, acedido em janeiro de 2015)

a) De acordo com a informação do texto, o melhor valor de NA medido é: (A) [6,022 140 82(18) ± 0,00000018]  1023 mol –1 , com uma incerteza relativa de 3,0  10 –9. (B) [6,022 140 82(18) ± 0,00000018]  1023 mol –1 , com uma incerteza relativa de 3,0  10 –8. (C) [6,022 140 82 ± 0,00000018]  1023 mol –1 , com uma incerteza relativa de 3,0  10 –9. (D) [6,022 140 82 ± 0,00000018]  1023 mol –1 , com uma incerteza relativa de 3,0  10 –8. b) Indique o número de átomos de carbono-12 que existem em 12 g de carbono-12. c) Sejam dois gases, A e B, nas mesmas condições de pressão e de temperatura. Mostre, partindo

da definição de volume molar e da Lei de Avogadro, que a relação entre as quantidades de cada um dos gases, nA e nB, e os respetivos volumes, V A e V B, pode ser traduzida pela expressão nAV B = nBV A. 2. Na figura ao lado podem ver-se amostras

de quatro gases diferentes nas condições normais de pressão e de temperatura (PTN). a) Indique os valores da pressão e da temperatura considerados normais. b) Ordene as amostras de gases por ordem crescente de densidade. c) As amostras têm igual: (A) massa de gás. (B) massa de gás por unidade de volume. (C) número de átomos. (D) quantidade de gás por unidade de volume. d) Determine a quantidade de matéria que existe em 5,6 dm 3 de O2 (g) nas condições PTN. e) Considere a mistura das quatro amostras de gases. Indique a fração molar de cada gás na mistura. Editável e fotocopiável © Texto | Novo 10Q

105

3. A troposfera é uma mistura de gases formada por cerca de 78%, em volume, de nitrogénio, e 21%,

em volume, de oxigénio. Outros gases, como vapor de água, dióxido de carbono (CO2), árgon, etc., existem em percentagens muito baixas, sendo a do CO2 de cerca de 3,9 x 10 –2 % em volume na atmosfera atual. a) O teor de CO 2 na troposfera, expresso em partes por milhão em volume (ppmV ), pode ser determinado pela expressão: b) (A)

102 × 106 3,9 × 102

(B)

3,9 × 102 × 106 102

(C)

3,9 × 102 102 × 106

(D)

102 3,9 × 102 × 106

b) Determine a percentagem, em massa, de carbono numa amostra de dióxido de carbono. c) Indique o valor da fração molar do nitrogénio e do oxigénio na troposfera. d) Determine a concentração (V molar, 20 °C = 24,2 dm 3/mol)

em massa de nitrogénio na troposfera, a 20 °C.

4. A atmosfera terrestre é uma solução gasosa na qual se pode encontrar matéria particulada dispersa,

líquida ou sólida, constituída por partículas de diâmetro inferior a 2,5 µm, PM 2,5, e inferior a 10 µm, PM10, como, por exemplo, nevoeiro e pó de cimento respetivamente. a) Ordene por ordem decrescente de dimensão das partículas, o nevoeiro, o oxigénio, e o pó de cimento. b) Classifique o nevoeiro como coloide ou suspensão, justificando com base na dimensão relativa das partículas constituintes destas dispersões. 5. O Decreto-Lei n.o 102/2010, de 23 de setembro estabelece o

regime de avaliação e gestão da qualidade do ar ambiente. Para efeitos de proteção da saúde humana, nesse diploma são definidos os valores dos limiares de alerta à população para alguns poluentes atmosféricos. Ao lado podem ler-se informações retiradas desse diploma. a) Disponha os poluentes referidos no Decreto-Lei por ordem crescente de riscos para a saúde. b) O limiar de alerta para o dióxido de nitrogénio, NO2, expresso em μmol/m 3, é: (A) 4,00

(B) 5,00

(C) 7,80

(D) 8,69

c) A expressão que representa o limiar de alerta, registado na figura, para qualquer um dos

poluentes gasosos é: (A)

npoluente V ar

(B)

mpoluente V ar

(C)

mpoluente V poluente

(D)

npoluente V poluente

d) Indique fontes antropogénicas e naturais de dióxido de enxofre. 6. A densidade do vapor de água, à temperatura de 100 °C e à pressão de 1 atm , é 0,590 g dm –3.

Determine o volume ocupado por 3,01 × 10 23 moléculas de H2O, contidas numa amostra pura de vapor de água, nas condições de pressão e de temperatura referidas.

106


7. O amoníaco é um gás à pressão e à temperatura ambientes. Considere que a densidade do NH 3 (g)

nas condições normais de pressão e de temperatura é 1,08 vezes maior do que a densidade desse gás à pressão e à temperatura ambientes. Determine o número de moles de amoníaco que existem numa amostra pura de 200 cm 3 de NH3 (g), à pressão e à temperatura ambientes. 8. Consulte, no rótulo apresentado ao lado, informações sobre

uma solução aquosa. a) Identifique o soluto e o solvente. b) Qual das seguintes expressões permite determinar a concentração da solução em mol/dm 3? (A)

0,95 × 98,08 1840

(B)

0,95 × 1840 98,08

(C)

1840 0,95 × 98,08

Ácido sulfúrico, H2SO4(aq) 95%(m/m) 1 L = 1,84 g/mol M = 98,08 g/mol

(D)

98,08 98,08 × 1840

9. Leia as informações sobre a solução designada como Dextrose em Soro Fisiológico usada no

tratamento da desidratação: APROVADO EM 24-04-2013 INFARMED 50 mg de glicose/mL + 9 mg de cloreto de sódio/mL (ou seja, 154 mmol de Na +/L e 154 mmol de Cℓ-/L) . Dose máxima diária: 40 mL por kg de massa cor poral, correspondente a 6 mmol de sódio por kg de massa corporal.

a) Indique a concentração, em mol/L, de cloreto de sódio na solução. b) A um adulto de 60 kg, pode ser administrado diariamente, no máximo: (A) 1,5 L de solução, correspondente a 0,223 g de sódio. (B) 1,5 L de solução, correspondente a cerca de 13,5 g de sódio. (C) 2,4 L de solução, correspondente a cerca de 8,28 g de sódio. (D) 2,4 L de solução, correspondente a cerca de 21,6 g de sódio. 10. Na figura ao lado pode ver-se a montagem experimental usada

para determinar o teor de álcool, C 2H6O, num vinho. Na tabela abaixo pode ver-se a correspondência entre o teor de álcool e a densidade, ρ, de vinhos, a 20 °C.

A partir de 120 mL de um vinho, à temperatura de 20 °C, o volume de álcool obtido foi 12,84 mL. a) Escreva a expressão matemática do volume de álcool em função do volume de vinho na forma V álcool = f(V vinho). b) Determine a densidade do vinho, a 20 °C. c) Determine a percentagem em massa, %(m/m), de álcool no vinho

sabendo que a a densidade do álcool, a 20 °C, é 0,79 g/cm3. d) Determine a concentração em massa de álcool no vinho.


(g mL-1)

Teor de álcool (%V /V )

0,9859

10,52

0,9858

10,61

0,9857

10,70

0,9856

10,78

ρ, 20 °C,vinho

107

Ficha 6 – Transformações químicas Domínio 2: Propriedades e transformações da matéria NOME ___________________________________________________ Turma ______ Número ______

Consulte os dados da tabela seguinte, a Tabela Periódica, tabelas de constantes e formulários sempre que necessário e salvo indicação em contrário.

As figuras dos exercícios 1, 9 e 8 contêm hiperligação à fonte. Ligação

Energia média da ligação / kJ mol -1

O–O

142

H – H

436

O –H

463

O=O

496

N≡N

941

1. No diagrama de níveis de entalpia da figura está representada a combustão do metano.

a) Interprete a combustão do metano, do ponto de vista energético, como resultado de um processo

que envolve ligações químicas. b) Compare a entalpia dos produtos da reação com a dos reagentes e conclua se a variação de entalpia é positiva ou negativa. 2. Uma reação química, que ocorreu num sistema isolado, provocou uma diminuição de temperatura

do sistema. Tal significa que a reação é: (A) endotérmica, e se o sistema não fosse isolado ocorreria transferência de energia do exterior

para o sistema. (B) endotérmica, e se o sistema não fosse isolado ocorreria transferência de energia do sistema para o exterior. (C) exotérmica, e se o sistema não fosse isolado ocorreria transferência de energia do exterior para o sistema. (D) exotérmica, e se o sistema não fosse isolado ocorreria transferência de energia do sistema para o exterior. 108


3. O gráfico da figura traduz a evolução da

energia de um sistema reacional, em que os reagentes A e B, (estado inicial), originam o produto da reação C, (estado final), segundo A + B → C, durante 20 s. a) Conclua, justificando com base na comparação das energias dos reagentes e do produto da reação, se esta reação é endoenergética ou exoenergética. b) Determine a taxa média de variação temporal da energia do sistema reacional até aos 20 segundos. c) Indique o sinal da variação de temperatura do sistema reacional caso a reação tivesse ocorrido num sistema isolado. d) Compare a soma das energias de ligação nos reagentes A e B com a soma das energias de ligação no produto C. 4. Na síntese do amoníaco, traduzida pela equação N2 (g) + 3 H2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g), é envolvida uma energia X que resulta das energias das ligações NN, HH e NH, respetivamente E NN, E HH e E NH. a) A formação da ligação NH é um processo (A) endoenergético e a rutura da ligação HH também. (B) endoenergético e a rutura da ligação NN é um processo exoenergético. (C) exoenergético e a rutura da ligação HH também. (D) exoenergético e a rutura da ligação NN é um processo endoenergético. b) Pode saber-se o valor da energia X recorrendo à expressão: (A) E NN + 3E HH – 2E HN

(B) E NN + 3E HH – 6E HN

(C) 2E NN + 6E HH – 2E NH

(D) 2E NN + 6E HH – 6E NH

c) Sabendo que o resultado obtido pela expressão identificada em b) é negativo pode concluir-se

que a síntese do amoníaco é um processo: (A) endotérmico, ocorrendo com absorção de energia. (B) endotérmico, ocorrendo com libertação de energia. (C) exotérmico, ocorrendo com absorção de energia. (D) exotérmico, ocorrendo com libertação de energia. d) Considerando que a síntese do amoníaco ocorre a pressão constante, como designa o valor obtido pela expressão identificada em b)? 5. As equações (1) e (2) representam a formação de água a partir das substâncias elementares,

H2 e O2, a 25 oC. (1) H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l)

ΔH = –286 kJ mol –1

(2) H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (g)

ΔH = –242 kJ mol –1


109

a) A formação de uma mole de água líquida dá-se com: (A) absorção de 44 kJ de energia a mais relativamente à formação da mesma quantidade de água

gasosa. (B) absorção de 44 kJ de energia a menos relativamente à formação da mesma quantidade de água gasosa. (C) libertação de 44 kJ de energia a mais relativamente à formação da mesma quantidade de água gasosa. (D) libertação de 44 kJ de energia a menos relativamente à formação da mesma quantidade de água gasosa. b) Conclua, justificando a partir da determinação da variação de entalpia (usando os valores médios

das energias de ligação), sobre o caráter energético da transformação inversa da representada por (2). 6. A síntese do óxido nítrico é traduzida pela seguinte equação:

N2 (g) + O2 (g) → 2 NO (g)

ΔH = +181 kJ mol –1

a) Desenhe um diagrama de níveis de entalpia para a síntese do NO. b) Determine o valor médio da energia da ligação NO. c) Indique o valor da variação de entalpia da reação de decomposição do óxido nítrico,

correspondente à transformação inversa da representada pela equação. 7. A tabela abaixo contém informações sobre ionização e dissociação dos dois gases mais abundantes

na atmosfera terrestre, e sobre o ozono que é o gás mais importante na estratosfera. Substância

Energia de 1. ionização / J

Energia de dissociação (atomização) / J

N2

2,5  10 –18

1,6  10 –18

O2

1,9  10 –18

8,2  10 –19

O3

–

6,0  10 –19

a

a) Represente, através de uma equação, a dissociação do oxigénio, O2. b) O valor da energia envolvida na transformação representada por N2 (g)→ N+2 (g) + e – é: (A) 1,6 × 10 –18 J (B) 3,2 × 10 –18 J (C) 2,5 × 10 –18 J (D) 5,0 × 10 –18 J c) Como se designa a transformação representada em b) pelo facto de ocorrer por ação da luz (na

atmosfera terrestre)? d) Interprete as reações fotoquímicas que envolvem as moléculas N 2, O2 ou O3 na atmosfera terrestre, relacionando-as com a energia da radiação e com a estabilidade dessas moléculas.

110


8. Na figura ao lado pode ver-se uma represen-

tação do processo de produção do ozono estratosférico. a) A equação que pode traduzir globalmente o

processo de formação do estratosférico representado é:

ozono

(A) O2 → 2 O (B) O + O2 → O3 (C) O + 2 O2 → 2 O3 (D) 3 O2 → 2 O3 b) Interprete, com base nas fotodissociações do

oxigénio e do ozono estratosféricos, que a estratosfera atue como um filtro de radiações ultravioletas UV –B e UV –C. Comece por escrever as equações correspondentes. c) Discuta a validade da seguinte afirmação: Os átomos de oxigénio são radicais livres. 9. Em zonas de grande tráfego rodoviário, óxidos de carbono e de nitrogénio, em determinadas

condições de temperatura e na presença da luz, podem reagir com oxigénio e conduzir à formação de ozono o qual provoca ou agrava problemas respiratórios das populações. Na atmosfera terrestre pode encontrar-se ozono na: (A) estratosfera, onde atua como poluente. (B) estratosfera, onde atua como poluente e como protetor de radiação ultravioleta. (C) troposfera, onde atua como poluente. (D) troposfera, onde atua como poluente e como protetor de radiação ultravioleta. 10. Medições da concentração de CFC, como CFCℓ3 e CF2Cℓ2, e de CH3CCℓ3 na troposfera, revelaram

que a taxa de diminuição temporal da concentração dos CFC era inferior à taxa de diminuição temporal da concentração do CH3CCℓ3. a) De acordo com o texto, CFC são substâncias formadas por cloro, flúor, (A) carbono e hidrogénio, mais estáveis na troposfera que CH 3CCℓ3. (B) carbono e hidrogénio, mais reativas na troposfera que CH 3CCℓ3. (C) e carbono, mais estáveis na troposfera que CH3CCℓ3. (D) e carbono, mais reativas na troposfera que CH3CCℓ3. b) Explique a formação de radicais livres traduzida

pela equação seguinte, identificando a camada da atmosfera onde tem maior probabilidade de ocorrer. c) Com base nas equações (1) e (2) explique o efeito do uso de CFCℓ3 na concentração de ozono estratosférico. (1) Cℓ + O3 → O2 + CℓO (2) CℓO + O3 → 2 O2 + Cℓ Editável e fotocopiável © Texto | Novo 10Q

111

Ficha global NOME ___________________________________________________ Turma ______ Número ______ Consulte a Tabela Periódica, tabelas de constantes e formulários sempre que necessário, salvo indicação em contrário.

1. Considere o gráfico do número de átomos em

função da quantidade de matéria (de átomos). a) Como classifica a relação matemática que existe

entre as duas variáveis em estudo? b) Determine o número de átomos por unidade de

quantidade de matéria (de átomos). Apresente o resultado arredondado às décimas e em notação científica. 2. Um recipiente contém uma mistura gasosa, nas

condições PTN, constituída por 5,5 g de dióxido de carbono, CO2, e 7,5 x 1022 moléculas de oxigénio, O2. Determine a: a) fração molar do oxigénio. Apresente o resultado na forma de fração. b) capacidade do recipiente na unidade do SI. c) percentagem, em volume, de dióxido de carbono. d) densidade da mistura. 3. Na primeira figura pode observar-se a realização de um teste de chama a uma amostra de sal e na

segunda figura, o espetro de emissão do átomo de hidrogénio obtido por espetroscopia atómica. Ambas as técnicas são usadas na identificação de elementos químicos.

a) Indique sumariamente em que é que se fundamenta qualquer uma das técnicas, e o que é que

se pode concluir do facto do espetro de emissão do átomo de hidrogénio ser descontínuo. b) Descreva sucintamente o espetro atómico de emissão do átomo de hidrogénio. c) Indique o valor lógico da seguinte afirmação «Elementos do mesmo grupo da Tabela Periódica originam espetros atómicos de absorção iguais». 4. O átomo de um elemento representativo, no estado fundamental, tem um eletrão de valência

desemparelhado no terceiro nível de energia. a) O elemento pode ser: (A) lítio, sódio ou potássio. (B) sódio, alumínio ou cloro. (C) sódio, alumínio ou silício. (D) sódio, silício ou fósforo. 112


b) Para um dos elementos selecionados em a) escreva uma configuração eletrónica num estado

excitado. c) Indique o que significa átomo no estado fundamental (do ponto de vista energético). 5. Os iões mais estáveis de um elemento químico têm a seguinte configuração eletrónica.

[Ne]3s2 2 p6 a) O número atómico do elemento é: (A) 8 e os iões são dinegativos. (B) 9 e os iões são monopositivos. (C) 19 e os iões são mononegativos. (D) 20 e os iões são dipositivos. b) Conclua sobre o número de orbitais p que foram ocupadas, partindo da indicação do número de

eletrões de valência nestas orbitais, e justificando com base no Princípio de Exclusão de Pauli. 6. A energia de ionização ao longo do grupo da Tabela Periódica não evolui da mesma forma do que ao

longo do período. Os fatores que determinam essa evolução ao longo do grupo e do período são diferentes. De um modo geral a energia de ionização aumenta ao longo do: (A) grupo devido ao efeito predominante do aumento da carga nuclear. (B) grupo devido ao efeito predominante do aumento do número de eletrões. (C) período devido ao efeito predominante do aumento da carga nuclear. (D) período devido ao efeito predominante do aumento do número de eletrões. 7. Os átomos estabelecem ligações entre si, formando moléculas, e as posições relativas dos átomos

na molécula definem a sua geometria molecular. a) Estabeleça correspondências corretas entre as informações das colunas I, II e III. Coluna I – molécula

Coluna II – geometria

Coluna III – ligação covalente

1. Nitrogénio, N2

a. Angular

A. Simples

2. Fosfina, PH3

b. Linear

B. Dupla

3. Sulfureto de carbono, CS 2

c. Piramidal

C. Tripla

3. Sulfureto de hidrogénio, H 2S

b) Em qual das seguintes opções é que as moléculas se encontram dispostas por ordem crescente

da energia da ligação interatómica? (A) HBr, HCℓ, HI.

(B) HCℓ, HBr, HI

(C) HI, HBr, HCℓ.

(D) HI, HCℓ, HBr.

c) Classifique o sulfureto de carbono como uma substância polar ou apolar. d) Determine a energia da ligação H –F a partir das informações abaixo.

H2 + F2 → 2HF

H = –530 kJ

H2 → H + H

H = 436 kJ

F + F → F2

H = –158 kJ


113

8. As moléculas também estabelecem ligações entre si, como se ilustra na primeira figura para a

molécula de fluoreto de hidrogénio, com o seu mapa de potencial eletrostático ao lado. As ligações intermoleculares podem ser relacionadas com a miscibilidade de substâncias.

a) A molécula HF é: (A) apolar, de geometria angular, e a ligação intermolecular é mais fraca que a ligação interatómica. (B) apolar, de geometria linear, e a ligação intermolecular é mais forte que a ligação interatómica. (C) polar, de geometria angular, e a ligação intermolecular é mais forte que a ligação interatómica. (D) polar, de geometria linear, e a ligação intermolecular é mais fraca que a ligação interatómica. b) Entre moléculas de fluoreto de hidrogénio estabelecem-se: (A) apenas ligações de hidrogénio. (B) apenas forças de van der Waals entre moléculas polares. (C) apenas ligações de hidrogénio e forças de van der Waals entre moléculas polares. (D) ligações de hidrogénio e forças de van der Waals entre moléculas polares e forças de London. c) Preveja se o fluoreto de hidrogénio e o sulfureto de carbono são substâncias miscíveis. 9. Observe as estruturas de Lewis de quatro moléculas diferentes.

a) Identifique sequencialmente a família de compostos orgânicos correspondente a cada substância. b) Indique o número de eletrões de valência da molécula representada em último lugar. c) Indique o número e a localização dos eletrões de valência com caráter não ligante na molécula

representada em primeiro lugar. 10. Pretende-se preparar 50 mL de uma solução aquosa de sacarose de concentração 0,050 g cm –3, a

partir de uma solução aquosa do mesmo soluto de concentração 0,40 g cm –3. a) Determine o volume necessário de solução concentrada. b) Dos materiais seguintes identifique o que deve ser utilizado na medição do volume necessário de solução concentrada e indique qual deve ser a sua capacidade.

114

(A) Balão volumétrico.

(B) Pipeta graduada.

(C) Pipeta volumétrica.

(D) Proveta graduada.


Fichas Formativas # Teste 1

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