Questões Sobre Estequiometria - Química - 2º ano do ensino médio

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21) Somando a massa de todas as formigas do mundo, ela pesa, pelo menos, vinte vezes mais do que a massa de todos os seres humanos. Considere que a massa de uma formiga seja 2,6 g e que 70% dessa massa seja constituída de moléculas de água, 20% de átomos de carbono e 10% de outros elementos. Analise as seguintes afirmações em relação à formiga:

I – Existem mais moléculas de água do que átomos de carbono.

II – O número de moléculas de água é aproximadamente um décimo do número de Avogadro.

III – O número de átomos de carbono é maior que o número de Avogadro.

A) apenas I.
B) apenas II.
C) apenas III.
D) apenas I e II.
E) apenas II e III.

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A alternativa correta é letra D

Analisando-se cada uma das afirmações da questão, temos:

I - Existem mais moléculas de água do que átomos de carbono. VERDADEIRO

Sendo a massa de uma formiga igual a 2,6g e que 70% desse valor corresponde a massa de água, temos que em uma formiga há aproximadamente 1,8g de água. Utilizando-se a massa molar da água, podemos determinar o número de mols de água correspondentes a esta massa:

\begin{array}{l} M a s s a M o l a r H_{2} O = 18 g / m o l \\ 18 g H_{2} O \to 1 m o l \\ 1, 8 g H_{2} O \to X m o l \\ X = 0, 1 m o l d e H_{2} O \end{array}

Sabendo-se o número de mols de água presentes numa formiga e utilizando-se o número de Avogadro igual a 6,02 x 10²³, podemos determinar o número de moléculas correspondente:

\begin{array}{l} 1 m o l \to 6, 02 x 10^{23} m o l é c u l a s \\ 0, 1 m o l \to X m o l é c u l a s \\ X = 0, 6 x 10^{23} m o l é c u l a s H_{2} O \end{array}

Devemos agora fazer os cálculos para a quantidade de átomos de carbono:

20 % d e 2, 6 g = 0, 52 g

Sabendo-se que há 0,52g de átomos de C por formiga e que a massa molar do carbono é 12g/mol, podemos determinar o número de mols de C numa formiga:

\begin{array}{l} 12 g d e C \to 1 m o l \\ 0, 52 g d e C \to X m o l \\ X = 0, 042 m o l d e C \end{array}

Multiplicando-se este valor pelo número de Avogadro, obtemos o total de 0,25 x 10²³ átomos de C numa formiga.

Portanto, pode-se concluir que existem mais moléculas de água do que átomos de carbono.

II - O número de moléculas de água é aproximadamente um décimo do número de Avogadro. VERDADEIRO

Conforme a resolução anterior, foi encontrado um valor de 0,6 x 10²³ moléculas de água, o que é aproximandamente um décimo do número de Avogadro, que é 6,02 x 10²³.

III - O número de átomos de carbono é maior que o número de Avogadro. FALSO

O número de átomos de C determinado foi de 0,25 x 10²³ que corresponde a paroximandamente 1/24 do número de Avogadro.

Assim, a alternativa que contém as afirmações corretas é D.

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22) Na reação equacionada X+Y→ XY, a razão entre as massa é X e Y de 0,5. Ao se adicionarem 30g de X a 90g de Y, obtém-se 90g do produto XY. Pode-se dizer que:

A) há excesso de 30 g de Y
B) a Lei de Lavoisier não foi obedecida
C) a Lei de Proust não foi obedecida
D) há excesso de 15g de X
E) reagiram 20 g de X e 70 g de Y.

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A alternativa correta é letra A

Sabendo que a razão entre as massas de X e Y é igual a 0,5, conclui-se que a quantidade de Y necessária para a reação é o dobro da de X.

Assim, quando reagem 30g de X e 90g de Y, formando 90g de XY, nota-se um excesso de Y igual a 30g, já que para reagir com 30g de X, precisa-se de 60g de Y.

Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

23) O endurecimento do gesso ocorre devido à reação química representada por:

CaSO₄. 1/2H₂O(s) + 3/2H₂O(l)→CaSO₄. 2H₂O(s)
gesso gesso endurecido

Quando 1,45 kg de gesso endurecem, o aumento de massa verificado é, em gramas, igual a

A) 360.
B) 270.
C) 150.
D) 90.
E) 45.

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A alternativa correta é letra B

Analisando as fórmulas moleculares e as massas moleculares de cada elemento, tem-se as seguintes massas moleculares dos reagentes e produtos:

CaSO₄ . 1/2H₂O: 145g/mol

H₂O: 18g/mol

CaSO₄ . 2H₂O: 172g/mol

Feito isso, tem-se que 1,45kg de gesso equivale a:

n = 1450g/145g.mol^-1

n = 10mols

Analisando proporcionalmente, a cada mol de gesso que endurece, o aumento de massa é de 27g. Assim, para 10mols de gesso, o aumento de massa é de 10.27 = 270g.

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

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24) Em um mundo onde as fronteiras estão cada vez mais próximas, a competitividade do álcool frente aos combustíveis fósseis aumenta significativamente as possibilidades de intercâmbio comercial e tecnológico, e se transforma num dos mais importantes negócios da agroindústria de cana-de-açúcar neste século. Uma das vantagens da utilização do álcool como combustível é a emissão de CO2. Sabe-se que para liberar a mesma quantidade de energia que 10 L de gasolina , são necessários cerca de 17 L de etanol, o que corresponde a 65 mols de octano e 280 mols de etanol, respectivamente. Admitindo combustão completa com rendimento de 100%, as quantidades de CO2, em mols, produzida por 1,7 L de álcool hidratado e 1,0 L de gasolina são, respectivamente Dado: considere para a reação de combustão: etanol como o componente do álcool hidratado e octano da gasolina.

A) 6,5 e 28.
B) 5,6 e 5,2.
C) 28 e 65.
D) 56 e 52.
E) 560 e 520.

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A alternativa correta é letra D

Admitindo combustão completa tanto para a gasolina quanto para o álcool, tem-se as seguintes equações balanceadas:

Gasolina: C₈H₁₈ + O₂ → 8CO₂ + 9H₂O

Álcool: C₂H₅OH + 3O₂→ 2CO₂ + 3H₂O

Relacionando as informações contidas no texto com a equação balanceada, tem-se:

Gasolina:

1 mol de C₈H₁₈ –––––– 8 mol de CO₂
1,0L → 6,5 mol de C₈H₁₈–––––– x mol de CO₂
x = 52 mol de CO₂
Álcool:
1 mol deC₂H₅OH –––––––––– 2 mol de CO₂
1,7L → 28 mol deC₂H₅OH ––––––––– y mol de CO₂

y = 56 mol
As quantidades de CO₂, em mols, produzida por 1,7 L de álcool hidratado e 1,0 L de gasolina são, respectivamente 56 e 52. Alternativa D.

25) O rótulo de um pacote de batata frita indica que o produto possui 5% do valor diário de referência (VD) de NaCl. Dadas as massas molares em g mol–1, Na+= 23; Cl–= 35,5 e a constante de Avogadro, 6,02 x 1023mol–1, e sabendo-se que o VD definido pela Organização Mundial da Saúde para o NaCl é de 2,4 g, quantos íons Na+ são ingeridos se o conteúdo total desse pacote for consumido?

A) 0,012.
B) 0,020.
C) 12 x 10²⁰.
D) 31 x 10^20.
E) 20 x 10²⁰.

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A alternativa correta é letra C

Inicialmente devemos saber qual é a quantidade, em gramas, referentes aos 5%, baseado no VD, assim:

\begin{array}{l} 2, 4 g - 100 % \\ x - 5 % \\ x = \frac{2, 4 g . 5 %}{100 %} = 0, 12 g \end{array}

A seguir, como já sabemos a quantidade de NaCl ingerida caso o conteúdo total desse pacote seja consumido, transformamos este valor em quantidade de matéria (mol), como mostra abaixo:

\begin{array}{l} 1 mol - 58, 5 g \\ y - 0, 12 g \\ y = \frac{1 m o l . 0, 12 g}{58, 5 g} = 2, 1 . 10^{- 3} mol \end{array}

Como a quantidade de cloreto de sódio (NaCl), em mol, é equivalente a quantidade de íons Na⁺, temos que o número de íons Na⁺, ingeridos caso sejam consumidos os 0,12g (2,1.10^-3mol) é:

\begin{array}{l} \frac{2, 1 . 10^{- 3} m o l . 6, 02 . 10^{23}}{m o l} = 12, 6 . 10^{20} \end{array}

Assim, a alternativa correta é a alternativa C.

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26) Há analgésicos que apresentam como um de seus constituintes a aspirina, que pode ser sintetizada através da reação representada pela equação abaixo: 2 C7H6O3 + C4H6O3 → 2 C9H8O4 + H2O ácido anidrido aspirina salicílico acético Se misturarmos 1,38 g de ácido salicílico com excesso de anidrido acético, a massa de aspirina obtida, em gramas, será:

A) 3,60
B) 1,80
C) 3,18
D) 0,90
E) 1,38

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A alternativa correta é letra B

Calculando as massas molares do ácido salicílico e da aspirina, tem-se, respectivamente, 138g/mol e 180g/mol. Assim, tem-se a seguinte relação:

2mols de ácido salicílico ----------- 2mols aspirina

2 . 138g --------------------2 .180g

1,38g -------------------- x

x = 1,80g de aspirina

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

27) Há livros da famosa escritora Agatha Christie que fazem menção a crimes que foram cometidos com o uso de substâncias químicas. Em O misterioso caso de Styles, é citada a substância hidrocloreto de estricnina, extremamente venenosa, cuja solubilidade em água é cerca de 1 g / 40 mL. Sabendo-se que a massa molar dessa substância é aproximadamente 400 g/mol, calcula-se que a solubilidade em água do veneno em questão, expressa em mol / L, seja da ordem de

A) 2 .10^–2.
B) 4 . 10^–2.
C) 6 . 10^–2.
D) 4 . 10^–1.
E) 6 . 10^–1.

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A alternativa correta é letra C

Sabendo-se que a massa molar da substância é de 400 g/mol, podemos determinar a quantidade de matéria (mol) da substância correspondente a 1 g da mesma:

400 g da substância → 1 mol

1 g da substância → X

X = 0,0025 mol

Com base neste valor, podemos inferir que a solubilidade da substância em água é de 0,0025 mol / 40 mL. Para o volume de 1 L da solução, temos:

0,0025 mol → 0,04 L (40 mL)

X → 1 L

X = 0,0625 mol

Ou seja, a solubilidade da substância em água é de 0,0625 mol/L. Este valor corresponde a uma ordem de grandeza de 6 . 10^-2. Alternativa correta, C.

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28) A partir de considerações teóricas, foi feita uma estimativa do poder calorífico (isto é, da quantidade de calor liberada na combustão completa de 1 kg de combustível) de grande número de hidrocarbonetos. Dessa maneira, foi obtido o seguinte gráfico de valores teóricos:

Dados: Massas molares (g/mol) C = 12,0 e H = 1,00.

Com base no gráfico, um hidrocarboneto que libera 10.700 kcal/kg em sua combustão completa pode ser representado pela fórmula

Dados: Massas molares (g/mol) C = 12,0 e H = 1,00.

Com base no gráfico, um hidrocarboneto que libera 10.700 kcal/kg em sua combustão completa pode ser representado pela fórmula

A) CH₄
B) C₂H₄
C) C₄H₁₀
D) C₅H₈
E) C₆H₆

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A alternativa correta é letra B

De acordo com o gráfico, para uma liberação de 10700kcal/kg, a relação massa de carbono/massa de hidrogênio deve ser igual a 6.
Analisando cada item, podemos obter a relação de massa/massa entre carbono e hidrogênio:

a) 1 carbono * 12(g/mol) / 4 hidrogênios * 1 (g/mol)

Relação (m/m) = 12

b) 2 carbonos * 12(g/mol) / 4 hidrogênios * 1 (g/mol)

Relação (m/m) = 6

c) 4 carbonos * 12(g/mol) / 10 hidrogênios * 1 (g/mol)

Relação (m/m) = 4,8

d) 5 carbonos * 12(g/mol) / 8 hidrogênios * 1 (g/mol)

Relação (m/m) = 7,5

e) 6 carbonos * 12(g/mol) / 6 hidrogênios * 1 (g/mol)

Relação (m/m) = 12

Portanto alternativa correta, B.

29) Em determinada experiência, a reação de formação da água está ocorrendo com consumo de 4 mols de oxigênio por minuto. Consequentemente, a velocidade de consumo de hidrogênio é de:

H_2(g) + ½ O_2(g) → H₂O_(g)

A) 2 mols/min
B) 8 mols/min
C) 16 mols/min
D) 4 mols/min
E) 12 mols/min

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A alternativa correta é letra B

Como a reação consume 4 mol de O₂ por minuto, e a relação de O₂ e H₂ é 2:1 respectivamente, logo, o consumo de H₂ é de 8 mol por minuto.

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30) Os carboidratos são uma importante fonte de energia em nossa dieta alimentar. Nas células, as moléculas de monossacarídeos são metabolizadas pelo organismo, num processo que libera energia, representado pela equação:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6 H₂O + energia

Essa equação química corresponde ao processo global popularmente denominado “queima da glicose”. Cada grama desse açúcar metabolizado libera cerca de 4kcal de energia, usada para movimentar músculos, fazer reparos nas células, manter constante a temperatura corporal etc. A massa de oxigênio consumida, em gramas, quando a “queima” desse açúcar metabolizado liberar 1200 kcal é:

A) 300
B) 320
C) 400
D) 800
E) 1800
Dados: massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; O = 16

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A alternativa correta é letra B

O problema pede a massa de oxigênio, mas para isso precisamos calcular também a massa de glicose.

O problema mostra a quantidade de calorias liberadas, fazemos a seguinte relação, para sabermos a quantidade para 1200kcal.

1 g de Glicose ----- 4Kcal

X -------------- 1200Kcal.

x= 300g de glicose

Para calcular a massa molar da glicose fazemos:

MM = ( massa atômica) x (quantidade de mols)

MM = (6.12 + 12. 1 + 6. 16) = 180g/mol

Para o cálculo da massa de oxigênio temos:

MM = 2 . 16 = 32g/mol

Com as massas molares e a quantidade total de glicose, fazemos a relação com o oxigênio atraves dos coeficientes estequiometricos, que indicam a relação entre a quantidade de produtos para a queima.

180g de glicose --------- 6 . 32g de O₂

300g de glicose ------- y

y = 320g de O₂

A alternativa correta é a letra B

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