Questões Sobre Teoria Atômica-Molecular - Química - 1º ano do ensino médio

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11) Sabendo-se que a massa molecular da sacarose – C12H22O11 – é de 342 u.m.a. pode-se afirmar que:

A) uma molécula de sacarose pesa 342 g.
B) uma molécula de sacarose pesa 342 mg.
C) 6,02 x 10²³ moléculas de sacarose pesam 342 g.
D) 342 moléculas de sacarose pesam 6,02 x 10²³g.
E) 6,02 x 10²³ moléculas de sacarose pesam 342 u.m.a.

A alternativa correta é letra C

Sabendo-se que a definição de massa molar é a seguinte: massa total de um mol de moléculas, ou seja, é a massa total de 6,02 x 10²³moléculas do determinado composto. Assim, sabendo que uma molécula de sacarose tem massa igual a 342 u.m.a, pode-se concluir que um mol de moléculas de sacarose tem massa total de 342 g.

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

12) Um estudante teve a curiosidade de saber qual é a massa de oxigênio puro e qual é o número de átomos existente em um recipiente de 2,46 litros, quando submetido à pressão de 1,0 atm e à temperatura de 27ºC. Para tanto, solicitou sugestões ao professor, de Química, que lhe deu algumas aulas sobre comportamento térmico dos gases e estas informações: esse gás é diatômico e a notação química do átomo de oxigênio é 8O16. Além disso, o professor lhe forneceu os valores de algumas constantes, que estão indicadas no quadro abaixo. (Número de Avogadro = 6,02.1023 e Constante universal dos gases perfeitos = 0,082 atm.litro/mol.kelvin)Se o estudante efetuou todas as operações corretamente, encontrou:

A) 3,2 g e 6,02.10²²átomos.
B) 3,2 g e 3,01.10²²átomos.
C) 3,2 g e 12,04.10²²átomos.
D) 1,6 g e 6,02.10²²átomos.
E) 1,6 g e 3,01.10²²átomos.

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A alternativa correta é letra C

Primeiramente, é necessário encontrar a quantidade de matéria existentes em 2,46 litros nas condições de 1 atm e 27°C.

Aplicando a equação de Clapeyron, e substituindo T=27+273 = 300 K, tem-se o seguinte:

\begin{array}{l} p . V = n . R . T \\ n = \frac{p . V}{R . T} \\ n = \frac{1 a t m . 2, 46 l i t r o s}{0, 082 a t m . l i t r o . m o l^{- 1} . K^{- 1} . 300 K} \\ n = 0, 1 m o l \end{array}

Como a quantidade de matéria foi de 0,1 mol e como o O₂ é diatômico, a quantidade de átomos é o dobro da quantidade de matéria encontrado (número de átomos é de 0,2 mol).

Assim, utilizando a constante de Avogadro e a massa molar, encontram-se, respectivamente:

\begin{array}{l} N = 6, 02 . 10^{23} \frac{á t o m o s}{m o l} . 0, 2 m o l \\ N = 12, 04 . 10^{22} á t o m o s d e O \\ m = 0, 1 m o l . 32 \frac{g d e O_{2}}{m o l} \\ m = 3, 2 g d e O_{2} \end{array}

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

13) Dois óxidos de enxofre foram analisados separadamente, revelando as seguintes porcentagens:

A) SO₂; S₂O_3.
B) SO₂; SO₃.
C) SO₃; SO_2.
D) S₂O₃; SO_2.
E) SO₂: S₂O₅.

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A alternativa correta é letra C

Nos dois casos, tem-se óxido de enxofre, ou seja, apenas os elementos oxigênio e enxofre estão presentes.

Para o óxido I, adotando como base 100g de óxido, temos que 60g é oxigênio e 40g é enxofre. Dividindo cada massa pela massa molar de cada elemento, calcula-se o número de mols de cada um deles:

\begin{array}{l} n_{O} = \frac{60 g}{16 g} = 3, 75 m o l \\ n_{S} = \frac{40}{32} = 1, 25 m o l \end{array}

Fazendo a divisão entre os números de mol de oxigênio e enxofre,

\frac{n_{O}}{n_{S}} = \frac{3, 75}{1, 25} = 3

chega-se na proporção entre Oxigênio e Enxofre igual a 3. Assim, arredondando para o inteiro mais próximo, chega-se no composto : SO₃.

De maneira análoga para o Óxido II, tem-se o inteiro mais próximo igual a 2, portanto, o óxido em questão é o SO₂.

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

14) Para descrever o comportamento dos gases ideais em função do volume V, da pressão P e da temperatura T, podem ser utilizadas as seguintes equações:

A) $\frac{1}{6} \times 10^{- 23}$
B) $\frac{1}{6} \times 10^{23}$
C) $6 \times 10^{- 23}$
D) $6 \times 10^{23}$

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A alternativa correta é letra D

Primeiramente vamos escrever as duas equações:

(1) PV = nRT
(2) PV = NkT

Agora vamos dividir uma pela outra (1)/(2):
PV/PV = nRT/NkT
1 = nR/Nk
R/k = N/n
N - é o número de moléculas
n - é o número de mols
Para calcular o número de moléculas de uma amostra devemos fazer o produto do número de mols que tem tal amostra vezes a constante de Avogadro (6,023 x 10²³).
N = 6,023 x 10²³ * n
Substituindo esta expressão na fórmula acima:
R/k = ( 6,023 x 10²³ * n)/n = 6,023 x 10²³
O que é aproximadamente 6 x 10²³.

Alternativa D)

15) A definição atual de massa atômica de um elemento corresponde a:

A) 1 x (massa do átomo desse elemento: massa do átomo 12
B);
C) 12 x (massa do átomo desse elemento: massa do átomo 12
D);
E) 1/12 x (massa do átomo desse elemento: massa do átomo 12

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A alternativa correta é letra C

A definição de massa atômica de um elemento corresponde a quantas vezes a sua massa é maior que a 1/12 da massa do átomo de carbono-12. Isto está citado na alternativa C de uma maneira "encoberta".

Portanto, a resposta correta é a alternativa C.

16) A grafite de um lápis tem quinze centímetros de comprimento e dois milímetros de espessura. Dentre os valores abaixo, o que mais se aproxima do número de átomos presentes nessa grafite é

A) 5 x 10²³
B) 1 x 10²³
C) 5 x 10²²
D) 1 x 10²²
E) 5 x 10²¹

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A alternativa correta é letra C

Para resolver este problema, precisamos saber o volume total de grafite em questão:

V_grafite = A_base . h

Como o diâmetro da base é de 2 milímetros, o raio será de 1 milímetro e a área da base será:

Convertendo milímetros para metros:

R = 1mm = 10^-1cm

Calculando área da base:

A_base = $π . R^{2}$ = $π$ . 10^-2

Aproximando $π$ = 3,14 temos:

A_base = 3,14 . 10^-2cm²

Para encontrar o volume basta multiplicarmos a área da base pela altura:

h = 15 cm

V_grafite = 3,14 . 10^-2 . 15 = 0,471 cm³

Agora que conhecemos o volume de grafite, utilizamos a relação dada no enunciado 2,2g/cm³ para encontrar a massa total de grafite:

M_grafite = 2,2 . 0,471 = 1,0362 g

Conhecendo a massa, utilizamos a relação 12g/mol, massa molar do carbono, para encontrar a quantidade de mols de carbono presente na massa de grafite:

Q_mols = $\frac{1, 0362}{12}$ = 0,08635 mols

Finalmente, utilizamos a constante de Avogadro para converter o número de mols em número de átomos:

N_átomos = 0,08635 . 6 . 10²³ = 0,5181 . 10²³

N_átomos = 5,181 . 10²²

Portanto, a alternativa que mais se aproxima do número de átomos presente nessa grafite é a letra c.

17) Os dados da tabela apresentam a composição elementar média de um humano adulto com 70 kg, considerando apenas os cinco elementos que estão presentes com mais de 1 kg.

A) o número de átomos de N no corpo de um adulto corresponde a 30% do número de átomos de H.
B) H é o elemento que, isoladamente, contribui com o maior número de átomos.
C) por ter maior massa molar, o elemento cálcio é o mais abundante no corpo humano.
D) não é possível saber qual elemento é o mais abundante no corpo humano, pois todos formam moléculas.
E) os átomos do elemento C, presentes no corpo humano, são diferentes daqueles átomos do elemento C que formam o CO₂.

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A alternativa correta é letra B

Para a resolução da questão, devemos calcular a quantidade em mols de cada elemento químico. Isto pode ser feito através da fórmula:

n = \frac{m}{M}

onde n é o numero de mols, m é a massa fornecida na tabela e M é a massa molar. Efetuando-se os cálculos temos:

O = 2.718,75 mols

C = 1.050 mols

H = 7.000 mols

N = 150 mols

Ca = 26,25 mols

Sabendo que o número de átomos é proporcional à quantidade de mols, podemos concluir que é elemento hidrogênio (H) é o que mais contribui em número de átomos. Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

18) As substâncias indicadas abaixo são de grande importância como fertilizantes porque fornecem nitrogênio. Indique qual delas é potencialmente a mais rica fonte desse elemento.

A) uréia, CO(NH₂)_2.
B) nitrato de amônio, NH₄NO_3.
C) sulfato de amônio, (NH₄)₂SO_4.
D) guanidina, HCN(NH₂)_2.
E) nitrato de potássio, KNO_3.

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A alternativa correta é letra D

A Massa Molar de cada composto acima é, respectivamente, 60, 80, 132, 59 e 101 g/mol. Porém, a massa de nitrogênio (por mol) de cada é respectivamente, 28, 28, 28, 42 e 14 g.

Portanto, para descobrir qual deles é mais rico em nitrogênio, é preciso calcular a relação massa de nitrogênio por massa molar:

\begin{array}{l} R u = \frac{28}{60} = 0, 467 \\ R n a = \frac{28}{80} = 0, 35 \\ R s a = \frac{28}{132} = 0, 212 \\ R g = \frac{42}{59} = 0, 712 \\ R n p = \frac{14}{101} = 0, 139 \end{array}

Logo, aquele que obtiver a maior razão é o composto mais rico em nitrogênio por grama de massa. Como podemos observar os resultados, a guanidina é a potencialmente mais rica.

Alternativa D.

19) O cobre consiste em dois isótopos com massa 62,96u e 64,96u e abundância isotópica de 70,5% e 29,5%, respectivamente. A massa atômica do cobre é:

A) 63,96u.
B) 63,00u.
C) 63,80u.
D) 62,55u.
E) 63,55u.

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A alternativa correta é letra E

A massa atômica do cobre é determinada pela média ponderada da abundância de cada isótopo, dessa forma, tem-se:

\begin{array}{l} M . A . C u = \frac{70, 5 * 62, 96 + 29, 5 * 64, 96}{100} \\ M . A . C u = 63, 55 u \end{array}

Portanto, a resposta correta é a alterativa E.

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20) A ductilidade é a propriedade de um material deformar-se, comprimir-se ou estirar-se sem se rompe

A) 1,2 x 10²².
B) 1,2 x 10²³.
C) 1,2 x 10²⁰.
D) 1,2 x 10¹⁷.
E) 6,0 x 10²³.

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A alternativa correta é letra B

Primeiramente, é necessário conhecer o volume de prata contido no fio, para isso, tem-se:

\begin{array}{l} V = A . l \\ V = 2, 0 . 10^{- 7} . 10 \\ V = 2 . 10^{- 6} m^{3} \end{array}

Encontrado o volume, determina-se a quantidade de átomos de prata através do uso da densidade, massa molar e constante de Avogadro, como é mostrado a seguir:

\begin{array}{l} n = \frac{V . d e n s i d a d e}{M a s s a M o l a r} \\ n = 2 . 10^{- 6} m^{3} . 10, 5 \frac{g}{c m^{3}} . \frac{m o l}{108 g} . \frac{10^{6} c m^{3}}{1 m^{3}} \\ n = \frac{21}{108} m o l \\ q t d d d e á t o m o s = n . N \\ q t d d d e á t o m o s = \frac{21}{108} . 6 . 10^{23} \\ q t d d d e á t o m o s = 1, 16 . 10^{23} á t o m o s \\ q t d d d e á t o m o s \sim 1, 2 . 10^{23} á t o m o s \end{array}

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

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