Prova de Química do ENEM 2015 Resolvida
1) Hidrocarbonetos podem ser obtidos em laboratório por descarboxilação oxidativa anódica, processo conhecido como eletrossíntese de Kolbe. Essa reação é utilizada na síntese de hidrocarbonetos diversos, a partir de óleos vegetais, os quais podem ser empregados como fontes alternativas de energia, em substituição aos hidrocarbonetos fósseis. O esquema ilustra simplificadamente esse processo.
Com base nesse processo, o hidrocarboneto produzido na eletrólise do ácido 3,3-dimetilbutanoico é o
- A) 2,2,7,7-tetrametil-octano.
- B) 3,3,4,4-tetrametil-hexano.
- C) 2,2,5,5-tetrametil-hexano.
- D) 3,3,6,6-tetrametil-octano.
- E) 2,2,4,4-tetrametil-hexano.
A alternativa correta é letra C)
Eletrossíntese é a síntese de compostos químicos em uma célula eletroquímica.
A questão fornece o modelo a ser seguido( muito comum nos vestibulares este tipo de questão). A representação dada, foi em forma de bastonetes, mais conseguimos notar que irá ocorrer a formação de um alcano não ramificado e gás carbônico ( de acordo com o texto...descarboxilação – retirada de CO2).
Dado o esquema
Vamos escrever o ácido 3,3-dimetil-butanoico, representando os átomos de carbono
2) A química verde permite o desenvolvimento tecnológico com danos reduzidos ao meio ambiente, e encontrar rotas limpas tem sido um grande desafio. Considere duas rotas diferentes utilizadas para a obtenção de ácido adípico, um insumo muito importante para a indústria têxtil e de plastificantes.
Que fator contribui positivamente para que a segunda rota de síntese seja verde em comparação à primeira?
- Etapa única na síntese.Obtenção do produto puro.Ausência de reagentes oxidantes.Ausência de elementos metálicos no processo.Gasto de energia nulo na separação do produto.
A alternativa correta é letra A)
[A]
Analisando as duas rotas de síntese, é possível notar que o fato de a "rota marrom" apresentar diversas etapas faz com que ela gaste mais reagentes, mais tempo e mais recursos e gere mais resíduos. Isso torna a reação menos sustentável que a segunda, a "rota verde", em que a etapa única propicia o uso reduzido de reagentes, a formação de menos subprodutos tóxicos, a temperatura mais baixa, etc. Isso a torna menos desfavorável ao meio-ambiente que a primeira.
3) O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bioóleo extraído do resíduo de madeira, sendo ΔH1 a variação de entalpia devido à queima de 1g desse bio-óleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e ΔH2 a variação de entalpia envolvida na conversão de 1g de água no estado gasoso para o estado líquido.
A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 5g desse bio-óleo resultando em CO2 (gasoso) e H2O (gasoso) é:
- A) - 106
- B) - 94
- C) - 82
- D) - 21,2
- E) - 16,4
A alternativa correta é letra C)
[C]
Pelo gráfico, podemos determinar a entalpia da reação de combustão do bio-óleo (ΔH3):
Bio-óleo + O2 → CO2 + H2O
Temos:
ΔH3 = -18,8 kJ/g - (-2,4 kJ/g) = - 16,4 kJ/g
Agora, por uma relação de proporção, é possível determinar a entalpia de 5g de bio-óleo:
1g → -16,4 kJ/g
5g → x kJ/g
x = 5. (- 16,4) = - 82 kJ/g
4) Em um experimento, colocou-se água até a metade da capacidade de um frasco de vidro e, em seguida, adicionaram-se três gotas de solução alcoólica de fenolftaleína. Adicionou-se bicarbonato de sódio comercial, em pequenas quantidades, até que a solução se tornasse rosa. Dentro do frasco, acendeu-se um palito de fósforo, o qual foi apagado assim que a cabeça terminou de queimar. Imediatamente, o frasco foi tampado. Em seguida, agitou-se o frasco tampado e observou-se o desaparecimento da cor rosa.
MATEUS, A. L. Química na cabeça. Belo Horizonte: UFMG, 2001 (adaptado).
A explicação para o desaparecimento da cor rosa é que, com a combustão do palito de fósforo, ocorreu o(a)
- A) formação de óxidos de caráter ácido
- B) evaporação do indicador fenolftaleína.
- C) vaporização de parte da água do frasco
- D) vaporização dos gases de caráter alcalino.
- E) aumento do pH da solução no interior do frasco
A alternativa correta é letra A)
[A]
A solução antes da queima do fósforo tinha caráter básico, o que justifica a coloração rosa.
O bicarbonato na água gera a seguinte reação:
NaHCO3 + H2O ⇔ Na+ + OH- + H2O + CO2
A presença de íons (OH-) determina a basicidade do meio;
Com a combustão do fósforo, liberam-se óxidos como SO2 e o CO2.
O aumento na presença de CO2 faz com que o equilíbrio da reação seja deslocado no sentido inverso ao dos produtos, reduzindo a quantidade de íons OH- e neutralizando a reação.
Ao mesmo tempo, ácidos são formados pela reação dos óxidos com a água, liberando íons H+ que acidificam o meio, e reagem com os íons OH-, contribuindo para a neutralização.
5) A calda bordalesa é uma alternativa empregada no combate a doenças que afetam folhas de plantas. Sua produção consiste na mistura de uma solução aquosa de sulfato de cobre(II), CuSO4, com óxido de cálcio, CaO, e sua aplicação só deve ser realizada se estiver levemente básica. A avaliação rudimentar da basicidade dessa solução é realizada pela adição de três gotas sobre uma faca de ferro limpa. Após três minutos, caso surja uma mancha avermelhada no local da aplicação, afirma-se que a calda bordalesa ainda não está com a basicidade necessária. O quadro apresenta os valores de potenciais padrão de redução (E0) para algumas semirreações de redução.
MOTTA, I. S. Calda bordalesa: utilidades e preparo. Dourados: Embrapa, 2008 (adaptado).
A equação química que representa a reação de formação da mancha avermelhada é:
- A)
- B)
- C)
- D)
- E)
A alternativa correta é letra E)
A reação ocorre numa faca de ferro (contém ferro metálico em sua composição) com CuSO4 (solução com Cu+2) e CaO (Ca+2 presente). A pilha gerada oxida o ferro metálico e reduz o cobre II (já que o cálcio produziria um processo eletroquímico com ddp negativa – não espontâneo), logo:
3 Cu2+(aq) + 2 Fe(s) → 3 Cu(s) + 2 Fe3+(aq)
6) Pesticidas são substâncias utilizadas para promover o controle de pragas. No entanto, após sua aplicação em ambientes abertos, alguns pesticidas organoclorados são arrastados pela água até lagos e rios e, ao passar pelas guelras dos peixes, podem difundir-se para seus tecidos lipídicos e lá se acumularem.
A característica desses compostos, responsável pelo processo descrito no texto, é o(a)
- A) baixa polaridade.
- B) baixa massa molecular.
- C) ocorrência de halogênios.
- D) tamanho pequeno das moléculas.
- E) presença de hidroxilas nas cadeias.
A alternativa correta é letra A)
Como é dito que estes compostos são arrastados pela água e, em seguida, são acumulados nos tecido lipídicos podemos concluir que estes compostos terão baixa polaridade já que podem ser arrastados pela água mas se acumulam em tecidos lipídicos que têm características apolares. Portanto, alternativa A.
7) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:1
2 ZnS + 3 O2 
2 ZnO + 2 SO2
ZnO + CO Zn + CO2
Considere as massas molares: ZnS (97 g.mol-1); O2 (32 g.mol-1); ZnO (81 g.mol-1); SO2 (64 g.mol-1); CO (28 g.mol-1); CO2 (44 g.mol-1); e Zn (65 g.mol-1).
Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?
- A) 25
- B) 33
- C) 40
- D) 50
- E) 54
A alternativa correta é letra C)
(Enem 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:
2 ZnS + 3 O2 
2 ZnO + 2 SO2
ZnO + CO 
Zn + CO2
Considere as massas molares: ZnS (97 g mol); O2 (32 g mol); ZnO (81g mol); SO2 (64 g mol); CO (28 g mol); CO2 (44 g mol); e Zn (65 g mol).
Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?
RESOLUÇÃO:
Multiplicamos a segunda reação por 2 e somamos com a primeira para obter a reação global de formação do Zn:
2 ZnS + 3 O2 
2 ZnO + 2 SO2
+
2 ZnO + 2 CO 
2 Zn + 2 CO2
=
2 ZnS + 3 O2 + 2 CO 
2 Zn + 2 CO2 + 2 SO2
Vemos então que a proporção estequiométrica entre ZnS e Zn é de 1 para 1, ou seja, para cada mol de ZnS que reage, forma-se 1 mol de Zn.
No entanto, como o rendimento da reação não é 100%, mas de 80%, temos que ao reagir 1 mol de ZnS será formado somente 0,8*1 mol = 0,8 mol de Zn.
Agora só nos resta calcular a massa de ZnS que reage:
Massa de esfarelita: 100 kg = 100*103 g
Pureza de ZnS na esfarelita: 0,75
Massa de ZnS utilizada: 0,75 * 100*103 g = 75*103 g
Agora uma regra de 3:
1 mol de ZnS ----- está para ----- 0,8 mol de Zn
mudando para massa, temos:
97 gramas de ZnS ----- está para ----- 0,8*65 gramas de Zn, assim como
75*103 g de ZnS ----- está para ----- m
Resolvendo a regra de três, temos que:
8) A bomba reduz neutros e neutrinos, e abana-se com o leque da reação em cadeia.
ANDRADE C. D. Poesia completa e prosa. Rio de Janeiro. Aguilar, 1973 (fragmento).
Nesse fragmento de poema, o autor refere-se à bomba atômica de urânio. Essa reação é dita “em cadeia” porque na
- A) fissão do
ocorre liberação de grande quantidade de calor, que dá continuidade à reação.
- B) fissão de
, enriquecendo-o em mais
- C) fissão do
- D) fusão do
- E) fusão do
A alternativa correta é letra C)
[C]
A reação abordada no poema é uma reação de fissão, em que um átomo instável (no caso, de ) é bombardeado, liberando nêutrons que bombardeiam outros núcleos, que liberam mais nêutrons que bombadreiam novos núcleos. Dessa forma, cria-se uma cadeia de liberação de energia, responsável pelo efeito da bomba.
9) Vários ácidos são utilizados em indústrias que descartam seus efluentes nos corpos d’água, como rios e lagos, podendo afetar o equilíbrio ambiental. Para neutralizar a acidez, o sal carbonato de cálcio pode ser adicionado ao efluente, em quantidades apropriadas, pois produz bicarbonato, que neutraliza a água. As equações envolvidas no processo são apresentadas:
I. CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O (ℓ) ↔ Ca2+ + 2 HCO3– (aq)
II. HCO3–(aq) ↔ H+(aq) + CO32-(aq) K1 = 3,0 × 10-11
III. CaCO3 (s) ↔ Ca2+(aq) + CO32-(aq) K2 = 6,0 × 10-9
IV. CO2 (g) + H2O(ℓ) ↔ H+(aq) + HCO3–(aq) K3 = 2,5 × 10-7
Com base nos valores das constantes de equilíbrio das reações II, III e IV a 25 °C, qual é o valor numérico da constante de equilíbrio da reação I?
- A) 4,5 × 10-26
- B) 5,0 × 10-5
- C) 0,8 × 10-9
- D) 0,2 × 105
- E) 2,2 × 1026
A alternativa correta é letra B)
Visando chegar na reação (I), inverte-se a reação (II) e mantém as reações (III) e (IV). Somando tais reações e lembrando que as constantes precisam ser multiplicadas, chegamos a:
10) O permanganato de potássio (KMnO4) é um agente oxidante forte muito empregado tanto em nível laboratorial quanto industrial. Na oxidação de alcenos de cadeia normal, como o 1-fenil-1-propeno, ilustrado na figura, o KMnO4 é utilizado para a produção de ácidos carboxílicos.
Os produtos obtidos na oxidação do alceno representado, em solução aquosa de KMnO4, são:
- A) Ácido benzoico e ácido etanoico.
- B) Ácido benzoico e ácido propanoico.
- C) Ácido etanoico e ácido 2-feniletanoico.
- D) Ácido 2-feniletanoico e ácido metanoico.
- E) Ácido 2-feniletanoico e ácido propanoico.
A alternativa correta é letra A)
[A]
Ocorrerá a seguinte reação, em que a oxidação do composto 1-fenil-1-propeno gerará dois ácidos carboxílicos:
