exame nacional do ensino secundÁrio - resumos.net · – percurso óptico da radiação na amostra...
TRANSCRIPT
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×
��������������� ���������
������� �
�� ��
������
�� ��
������
����
�� ��
����
�
�� ��
������
�� ��������
�� �������
�� ��
������
�� �
������
�� ��������
�� ��
������
�� ��
������
�� ��
������
�� �������
�� ��
������
�� ��
������
�� �
��������
�� ��
��������
�� �!
��������
�� ��
�����
�� ��
�����
�� "�����
�� #�
�����
�� ��
�����
�� �
�����
�� �$ �����
�� ��
������
�� �%
������
�� �&
������
�� ��
������
�� �&
������
�� �!������
�� �!
������
�� ��
������
�� ��������
�� �������
�� '�
������
�� (�����
�� ��
�����
�� �$
�����
�� �������
�� )�����
�� ��
�����
�� �!
�����
�� *�
�����
�� �
�����
�� ��
�����
�� ��
�����
�� #!
�����
�� +�
�����
�� +�
�����
�� ��
�����
�� ��
�����
�� ��
�����
�� (�
�����
�� ��
�����
�� ��
�����
�� ������
�� ��
�����
�� ������
�� ������
�� ������
�� ��
�����
� ��
����
� ��
����
� ������
� ������
� ������
� �����
� *�����
�� ��
�����
� � ����
� ��
����
�� �%
������
�� ��
������
�� �������
�� �,
�����
�� ��
�����
�� �-
�����
�� �-
�����
�� �.
�����
�� ��
�����
�� ��
�����
���
*-
�����
���
�&
�����
���
�
�����
���
��
�����
�� ��
������
�� ��
������
�� �&
������
�� �-
�����
�� �-
������
�� ��
������
�� +&
������
�� ��
������
�� �/
������
�� �
������
�� ��
������
�� �-
������
�� "�
������
�� ��
������
�� *�
�����
�� ��
�����
�����
�� ������
�
���
��
�����
���
��
�����
���
�%
�����
���
��
�����
���
��
�����
���
����� �
���
�0�-�!�
!������ �������"� �#�
���
��
�����
���
��
�����
�� �$
�����
�� ��
������
���
��
�����
�
�
��
��
�
��
����
����
����
��
�
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
$ %
$ %&���� '( ���
)� ����
*"+,������"�� �-��*"+,������"�� �-��
!.'��/�0
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
–8
[H2CO3]e––————–
[HCO3
–]e
�
)
'
1
�� ��
���
���
��
�2� +"�� ��3����
4
*
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.
Apresente todas as etapas de resolução.
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.
5
'
5 5
6 66 6
6 6 66 6
666
�%
5
'
5 5
6
6
6
6 66
6666
�%
5
'
5 5
6
6 6 66 66
6
�%
6 6
6
6
6 6
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)
'7�
��������"
.(��8
�����.
���9��)
���9��)
���9��)
� �
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.
Apresente todas as etapas de resolução.
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.
6��'7���6 �'76�
'�
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