Prova EOQ - Ingresso - Escola Olímpica de Química

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Prova EOQ - Ingresso - Escola Olímpica de Química
Prova de Seleção
Avaliação Objetiva de Conhecimentos
6ª Escola Olímpica de Química - 2016
Supervisores: André Franco e Gabriel Polho
Coordenador: Pedro Furlam
Professores Instrutores
Docentes Colaboradores
André Franco - USP
Gabriel Polho - USP
Pedro Furlam - USP
Leonardo Tsuji - UNIFESP
João Gabriel Romeu - USP
Giuvanni Mutton - UNICAMP
Arthur Okuda - USP
Guilherme Bottino - UNICAMP
Henrique Magri Marçon - USP
Luiz Felipe Guain Teixeira - USP
Arthur Sueiro - ITA
Amanda Farhat - USP
Victor Costa - USP
Ta Corrales - MIT
Rogério Motisuki - USP
Ivano Gebhardt Rolf Gutz - USP
Omar Abdel Moneim Abou El Seoud - USP
Peter Wilhelm Tiedemann - USP
Claudimir Lucio do Lago - USP
Liliana Marzorati - USP
Sandro Roberto Marana - USP
Mauro Ribeiro - USP
Cassiana Nomura - USP
Apoio
Monitores
Paula Coelho
Amanda Farhat
Leandro Cordeiro
ESCOLA OLÍMPICA DE QUÍMICA
1
Instruções:
❖
❖
❖
❖
❖
❖
A prova contém 40 questões;
Para cada questão existe apenas uma alternativa correta;
Não deve haver consulta na realização da prova;
É recomendado o uso de tabela periódica simples;
É recomendado o uso de calculadora científica;
A prova deve ser realizada em até 6 horas.
Boa Prova e Não Desista das Questões!!
Pergunta 1 – O reagente de Grignard presente abaixo reage com um gás desconhecido, gerando
um composto intermediário, que reagirá com água, produzindo ácido dimetilpropanóico como
composto principal. Para solvente, utiliza-se éter dietílico anidro. Sabendo que foram produzidos
2,04 g de ácido dimetilpropanóico, com um rendimento de 80%, o número de gramas do gás
desconhecido consumidos no processo foram:
a)
b)
c)
d)
e)
0,45 g
0,70 g
1,10 g
1,30 g
1,45 g
Pergunta 2 – Qual o número de oxidação do Rênio em Mg(ReO4)2 ?
a)
b)
c)
d)
e)
+4
+5
+6
+7
+8
Pergunta 3 – Nas CNTP, misturou-se 2,00 L de um hidrocarboneto com 2,00 L de outro
hidrocarboneto. O primeiro composto possui X átomos de carbono por molécula, ao passo que o
segundo possuía Y átomos de carbono. Sabe-se que esses hidrocarbonetos têm baixa afinidade
em reações, são gasosos e não possuem mais que 4 átomos de carbono por molécula. A mistura
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em questão foi então submetida a combustão, consumindo 115 L de ar atmosférico, permitindo
concluir que os hidrocarbonetos em questão são:
(Adote: Composição do ar atmosférico – 78% Nitrogênio; 20% Oxigênio; 2% Outros gases)
a)
b)
c)
d)
e)
Metano e Propano
Meteno e Propeno
Propeno e Butano
Propano e Butano
Eteno e Buteno
Pergunta 4 – Qual conjunto de números quânticos n, l, ml, ms corresponde a um elétron na
camada de valência de um átomo de Arsênio em seu estado fundamental?
a)
b)
c)
d)
e)
3, 0, 0, +1/2
3, 2, 1, –1/2
4, 0, 0, +1/2
4, 2, 1, –1/2
5, 3, 2, –1/2
Pergunta 5 – André Francis, após romper o namoro com sua amada, decidiu utilizar o anel de
ouro puro que havia restado de sua relação para calcular a razão média entre o raio de um átomo
e o raio do núcleo do mesmo átomo. Para tal, inspirou-se no experimento de Rutherford, criando
lâminas ultrafinas de ouro, contendo 1 103 átomos de espessura. Emitindo partículas alfa em
direção à lâmina, descobriu que a cada 1 105 partículas, apenas uma sofria um desvio indicativo
de choque com o núcleo. Com esses dados, Francis concluiu, corretamente, que a razão entre o
raio do núcleo e o raio do átomo é:
a)
b)
c)
d)
e)
10-2
10-4
10-6
10-8
10-10
Pergunta 6 – O volume de água presente nos oceanos da Terra é de aproximadamente 1,33 1018
m3. Sabendo que um copo de água possui aproximadamente 360 mL, imagine que você tem um
copo com moléculas de água marcadas radioativamente, e que o lança ao mar. Após isso feito e
transcorrido o tempo necessário para que a água se distribua homogeneamente nos oceanos,
calcule a quantas moléculas radioativamente marcadas podem ser encontradas em um copo de
água, de mesmo volume do inicial, retirado de qualquer parte do oceano.
(adote: a água do copo lançado ao mar é a única fonte de moléculas radioativas; considere a densidade da
água como 1 g/mL)
a)
b)
c)
d)
e)
nenhuma
1
310
3240
4030
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Pergunta 7 – Suplementos de potássio normalmente contêm uma mistura de citrato de potássio
K3C6H5O7 e aspartato de potássio KC4H6O4N. Se um comprimido de 100 mg com uma mistura
dos dois compostos contém 35,2% em massa de potássio, quantos miligramas são de citrato de
potássio?
a)
b)
c)
d)
e)
32,4 mg
45,6 mg
50,0 mg
68,0 mg
80,3 mg
Pergunta 8 – Classifique os seguintes óxidos quanto a seu caráter: NO, CO, Al2O3, CrO3, ZnO,
CO2, Na2O, PbO.
a)
b)
c)
d)
e)
neutro, neutro, anfótero, ácido, anfótero, ácido, básico, anfótero
ácido, neutro, anfótero, neutro, anfótero, ácido, básico, básico
neutro, neutro, anfótero, básico, anfótero, ácido, básico, ácido
neutro, ácido, ácido, básico, básico, ácido, neutro, anfótero
neutro, neutro, anfótero, básico, anfótero, neutro, ácido, neutro
Pergunta 9 – Qual a estrutura correta do OF2 ?
Pergunta 10 – Nos últimos anos, a demanda por índio (In) aumentou, devido ao uso em
touchscreen. O elemento é relativamente raro, então seu preço subiu consideravelmente. Existe
uma preocupação em relação à oferta global do elemento, com a possibilidade de se esgotar. Seu
maior uso é em vidros transparentes condutores, formados por óxido de índio-estanho.
A composição do ITO é, em massa, de 90% óxido de índio (III) e 10% óxido de estanho (IV). A
touchscreen de um iPad, tem 27 mg de vidro ITO (óxido de Índio e Estanho). O conteúdo de índio
é por volta de 700 mg por metro quadrado. Sabendo que a densidade do ITO é 7,15 g/cm³,
calcule a espessura do ITO na touchscreen, em micrômetros.
a) 0,132
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b)
c)
d)
e)
0,253
0,309
0,101
0,698
Pergunta 11 – O carbeto de cálcio, popularmente conhecido como carbureto, é um composto
muito utilizado por exploradores de cavernas devido a sua reação com água. Na posse da
instrumentação adequada, Gabriel Palha, um entusiasta da química, colocou alguns gramas de
carbeto de cálcio na água, recolhendo o gás produzido, e armazenando o recipiente com água,
que havia se tornado turvo. Com o gás recolhido, Palha iniciou seu processo de aquecimento até
500ºC, sob catálise de Ferro, produzindo uma reação de trimerização. A água turva e o produto
da trimerização foram úteis à Palha, respectivamente, nas seguintes atividades:
a)
b)
c)
d)
e)
correção da acidez de sua horta e produção de bebidas
tratamento de água e limpeza de graxa
detecção de CO2 e solvente de composto polares
produção de borracha e lubrificante industrial
preparação de gesso e corante de roupas
Pergunta 12 – Um metal A é colocado em água pura à 25ºC, que não contém ar, sendo
observada a lenta liberação de um gás B, juntamente com a formação de um precipitado. Após o
termino da liberação de gás, é borbulhado na solução óxido sulfúrico, que leva a dissolução do
precipitado, formando um produto principal C, que em sua forma anidra é utilizado como:
a)
b)
c)
d)
e)
reciclagem de papel; A - Na, B - H2, C - Na2SO4
produção de bombas; A - Ca, B - O2, C - Rb2SO3
antiácido; A - Mg, B - O2, C - MgSO3
agente secante; A - Mg, B - H2, C - MgSO4
produção de giz; A - Ca, B - H2, C - CaSO4
Pergunta 13 – As geometrias quadrado planar e tetraédrica são comuns entre os compostos
contendo um átomo central ligado a outros quatro átomos (ou ligantes), como o PtCl2(NH3)2 e o
CH2Cl2, respectivamente. Uma substância genérica cuja fórmula é BX2Y2, onde B é o átomo
central da molécula (não confundir com o Boro) e X e Y são halogênios ligados ao átomo central,
possui 2 isômeros. Dessa forma, qual destas devem ser a geometria e a hibridização das ligações
mais provável?
Geometria tetraédrica e hibridização sp3;
b) Geometria quadrado planar e hibridização sp3;
c) Geometria tetraédrica e hibridização sp3d2;
d) Geometria quadrado planar e hibridização sp3d2;
e) Nenhuma das anteriores.
Pergunta 14 – Em um laboratório do Instituto de Química de USP, um aluno precisa identificar
qual o sal contido em uma de suas amostras. Para tanto, em uma solução aquosa desse sal, ele
borbulha três diferentes gases: Cloro, Bromo, Hidrogênio. Com os dois primeiros gases, foi
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observada a formação de uma coloração violeta, o que não ocorreu com o terceiro gás. Desta
forma, pode-se deduzir que o sal em questão era:
a)
b)
c)
d)
e)
NaCl
MgSO4
NaNO3
CdSO4
NaI
Pergunta 15 – Qual dos elementos abaixo tem a maior terceira energia de ionização?
a)
b)
c)
d)
e)
B
C
N
Ca
Al
Pergunta 16 – As quatro figuras abaixo mostram a mesma distribuição de energia. Na mesma
temperatura, quatro reações são possíveis, sendo que a energia de ativação (Ea) de cada uma
delas está marcada nas figuras. Qual das reações tem a maior velocidade?
E) As quatro reações tem a mesma velocidade
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Pergunta 17 – Qual das afirmativas abaixo é verdadeira?
a)
b)
c)
d)
e)
KNO3 é um sal sem capacidade oxidante
No composto PbO2, o oxigênio tem NOX -1 e, portanto, é um peróxido
C e Si estão no mesmo grupo, então CO2 e SiO2 são ambos gasosos a 298 K
No composto OF2, o oxigênio tem NOX +2
H2O2 tem capacidade oxidante, mas não tem capacidade redutora
Pergunta 18 – Considere uma pilha, que resulta da reação abaixo esquematizada. Para essa
pilha, deseja-se saber a partir de qual pH a reação passa a ocorrer de forma espontânea,
sabendo que o experimento foi realizado em temperatura de 20ºC e que a concentração de todas
as espécies, com exceção do H+, é de 1 M.
a)
b)
c)
d)
e)
pH < 3,80
pH < 3,70
pH < 3,44
pH > 4,35
pH > 4,55
Pergunta 19 – Em um domingo ensolarado, André decide diluir uma solução de ácido
monoprótico que possuía em sua casa. Precisando de grande quantidade de ácido diluído, optou
por diluir 1 L de sua solução, com concentração de 0,1 M, em 99 L de água pura, à 25ºC.
Sabendo que o grau de dissociação do ácido na concentração inicial era de 0,1%, qual foi o pH
que André encontrou ao aferí-lo na solução resultante?
a)
b)
c)
d)
e)
2
3
4
5
6
Pergunta 20 – Durante sua aula de química, Wesley, também conhecido com “O Safadão”,
descobriu quais são os principais gases que formam nossa atmosfera. Ciente disso, por meio de
um experimento mental, imaginou uma nova atmosfera, na qual a composição fosse 99% de
dióxido de carbono e 1% Xenônio, denominando-a de “SafadAir”. Safadão então imaginou qual
seria a razão entre o empuxo a que dois balões idênticos seriam submetidos, um solto na
atmosfera normal e outro solto na SafadAir, concluindo que o valor dessa razão é:
(adote: composição do ar atmosférico é 20% de oxigênio e 80% de nitrogênio; a pressão e a temperatura
não variam entre as atmosferas; todos os gases são perfeitos, assim como o penteado de Wesley)
a) R = 0,50
b) R = 0,64
c) R = 0,78
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d) R = 0,96
e) R = 1,34
Pergunta 21 – Uma placa de ferro foi submergida em 80 g de uma solução cuja percentagem em
massa de nitrato de prata era 12%. Após certo tempo, a placa foi retirada da solução e a nova
percentagem em massa do nitrato de prata foi determinada como sendo 8%. Determinar a massa
aproximada da placa após a reação, considerando que toda a prata obtida se depositou nela.
(Adote: E0 Fe2 + |Fe = - 0,44 V; E0 Ag + |Ag = + 0,8 V)
a)
b)
c)
d)
e)
21,56 g
23,55 g
18,94 g
19,47 g
23,02 g
Pergunta 22 – Henrique Magro, um brilhante químico, precisou estimar qual seria o pH
aproximado do ponto de equivalência de uma titulação que ele realizaria em seu laboratório. A
solução a ser titulada era de ácido acético, de concentração 0,150 M e volume de 30 mL. Para
essa titulação, foi utilizado solução de soda cáustica 0,200 M. Henrique, após alguns cálculos,
concluiu que o pH aproximado do ponto de equivalência era:
(adote: Ka ac.acético = 1,8 10-5 e Kw = 1 10–14)
a)
b)
c)
d)
e)
6,8
7,0
7,4
8,8
9,2
Pergunta 23 – Etanol e metanol formam uma solução ideal quando misturados. Qual é a pressão
de vapor de uma solução preparada por mistura de massas iguais de etanol e metanol em mmHg.
Dado: pressões de vapor de etanol e metanol, respectivamente, iguais a 44,5 mmHg e 88,7
mmHg).
a)
b)
c)
d)
e)
133
70,6
66,6
44,5
40,3
Pergunta 24 – Qual afirmação é verdadeira?
a) Reações com energia livre negativa ocorrem espontânea e rapidamente
b) Uma reação exotérmica em que são produzidas mais moléculas de gás do que são
consumidas tem uma energia livre padrão positiva
c) Um processo não espontâneo endotérmico com ΔS negativo pode se tornar espontâneo ao
elevar a temperatura
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d) Um processo não espontâneo exotérmico com ΔS positivo pode se tornar espontâneo ao
diminuir a temperatura
e) A entalpia de uma reação refere-se ao calor trocado a volume constante
Pergunta 25 – Franco, amante da Cinética Química, estava interessado em descobrir a lei de
velocidade da seguinte reação:
CHCl3(g)+ Cl2(g) → CCl4(g) + HCl(g)
Para isso, mediu a velocidade da reação em diversas situações, variando apenas a concentração
dos reagentes, obtendo a tabela a seguir:
Depois de muitas contas, Franco chegou a uma lei de velocidade. Qual a ordem global da
reação?
a)
b)
c)
d)
e)
2
3
1,5
3,5
1
Pergunta 26 – Nos organismos biológicos, a reação de hidrólise de ATP frequentemente ocorre
acoplada à fosforilação da glicose, tornando a fosforilação termodinamicamente mais favorável.
Ciente disso, o valor da variação de entropia na reação acoplada, sabendo que a temperatura
média do corpo humano é de 37ºC, é:
a)
b)
c)
d)
e)
+100 J/mol
-100 J/mol
-200 J/mol
-250 J/mol
-300 J/mol
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Pergunta 27 – Uma pequena massa de iodeto de chumbo II foi adicionada a um recipiente com
água. A maior parte do sólido precipitou no fundo do recipiente, mas uma pequena parte
dissolveu-se, estabelecendo um equilíbrio. As velocidades da reação no sentido direto
(dissolução) e no sentido inverso (precipitação) foram medidas, produzindo o gráfico abaixo:
O que aconteceu no instante t ?
a)
b)
c)
d)
e)
O recipiente foi colocado em banho de gelo
Certa quantidade de Pb(NO3)2 foi adicionada
Certa quantidade de KI foi adicionada
Certa quantidade de PbI2 foi adicionada
Certa quantidade de água foi adicionada
Pergunta 28 – O pH é um dos parâmetros físico-químicos utilizados no monitoramento ambiental
de lagos e rios. Este parâmetro pode ser medido experimentalmente montando-se uma célula
galvânica com um eletrodo de hidrogênio (ânodo), sendo a pressão do gás hidrogênio igual a 1,0
bar, e com um eletrodo de calomelano (cátodo), com a concentração de cloreto igual a 1,0 M. As
semirreações e os respectivos valores de potenciais de eletrodo padrão para os dois eletrodos
são dados abaixo. Assinale a alternativa que corretamente indica o pH de uma solução aquosa
em que o potencial de eletrodo da célula medido experimentalmente a 298,15 K foi de 0,565 V.
(Adote: R = 8,314 J K –1 mol –1 e F = 96.500 C mol –1)
Hg2Cl2(s) + 2e ⇋ 2Hg(l) + 2Cl–(aq) E0 = + 0,270 V (cátodo)
2H+(aq) + 2e ⇋ H2(g)
E0 = 0,000 V (ânodo)
a)
b)
c)
d)
e)
1
2
3
4
5
Pergunta 29 – O pH de uma solução aquosa a 60ºC é 7. Essa solução é:
a) Neutra
b) Ácido
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c) Básica
d) Depende do soluto
e) Não é possível determinar
Pergunta 30 – Considere um gás ideal com densidade d. Se ele é aquecido a volume constante,
chega à densidade dv; se é aquecido a pressão constante, chega à densidade dp. Se a
temperatura final é a mesma nos dois casos, qual a relação entre as densidades?
a)
b)
c)
d)
e)
d = dv < d p
dp = d v < d
dp < d v = d
dp < dv <d
d = dv = d p
Pergunta 31 – O estudante Pedro, durante suas aulas práticas de cinética química,
supervisionadas pelo Prof. Dr. Francis, construiu três curvas relativas à velocidade de reação
quando se variava a concentração de um dos três reagentes (X,Y e Z), mantendo os outros dois
fixos. As curvas produzidas estão ilustradas abaixo. Ciente de que a reação em questão possuía
3 etapas, Pedro concluiu, corretamente, que a soma dos coeficientes da etapa lenta era:
a)
b)
c)
d)
e)
1
1,5
2,5
3
5
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Pergunta 32 – Uma das reações de complexação mais conhecidas é a de íons prata com
amônia, formando [Ag(NH3)]2 +, diaminprata. Quando se estuda equilíbrios de solubilidade, as
reações de formação de íons complexos aumentam consideravelmente a solubilidade dos sais.
Ciente disso, imagine que você possui uma solução 0,10 M de NH3(aq), qual a solubilidade molar
do cloreto de prata, sabendo que o Kps é 1,6 10-10 e que a constante de formação do complexo é
Kf =1,6 107?
a)
b)
c)
d)
e)
3,2 mmol L-1
4,2 mmol L-1
4,6 mmol L-1
5,8 mmol L-1
6,0 mmol L-1
Pergunta 33 – Por meio das equações abaixo, é possível calcular o calor de formação do ácido
nitroso, em solução aquosa, à volume constante. Utilizando as equações adequadas, pode-se
concluir que esse calor, é de:
a)
b)
c)
d)
e)
-120,48 kJ/mol
-130,49 kJ/mol
-135,70 kJ/mol
-143,30 kJ/mol
-160,50 kJ/mol
Pergunta 34 – Um hidrocarboneto insaturado (composto A) produz, por ozonólise, propanona e
2-metilpropanal. Pode-se concluir que o composto A é:
a)
b)
c)
d)
e)
2,4-dimetilpent-3-ano
2,4-dimetilpent-2-eno
2-metilpent-4-ano
3,4-dimetilpent-2-ano
3,3-dimetilpent-4-ol
Pergunta 35 – A neocarzinostatina é uma molécula da família das enediinas que são produtos
naturais isolados de microrganismos e apresentam poderosa atividade anti-tumoral, por serem
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capazes de agir como intercalantes nas moléculas de DNA, interrompendo, dessa forma, o rápido
crescimento celular característico das células tumorais.
Analisando a estrutura da neocarzinostatina acima, pode-se afirmar que esta forma
canônica da molécula possui:
a)
b)
c)
d)
e)
256 isômeros ópticos e 11 ligações π
512 isômeros ópticos e 11 ligações π
256 isômeros ópticos e 13 ligações π
512 isômeros ópticos e 13 ligações π
168 isômeros ópticos e 13 ligações π
Pergunta 36 – Considere as seguintes substâncias:
Dessas substâncias, é (são) classificada(s) como cetona(s) apenas:
a)
b)
c)
d)
e)
I e II
II
II e III
II, III, IV
III
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Pergunta 37 – Ácido benzóico reage com o composto A produzindo um cloreto de acila que, por
sua vez, reage com etilamina formando o composto orgânico B. Os compostos A e B são,
respectivamente:
a)
b)
c)
d)
e)
CsCl e N-etilbenzamida
PCl3 e benzoato de etila
SOCl2 e anidrido benzóico
SOCl2 e N-etilbenzamida
PCl3 e anidrido p-etilbenzamida
Pergunta 38 – Sabendo que o enxofre tem duas fases sólidas (monoclínica e rômbica) e que a
fase rômbica é mais densa que a monoclínica, diga qual dos itens do diagrama de fases abaixo
representa a fase rômbica.
a)
b)
c)
d)
e)
A
B
C
D
Não é possível concluir
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Pergunta 39 – Pedro Fulano, preocupado com as despesas de morar sozinho, deseja calcular o
quanto de gás propano usa para aquecer a água do seu banho. A água chega a sua casa a 25ºC,
é aquecida a 40ºC e a estimativa é que cerca de 100 L de água são usados em cada banho. Se
Pedro toma um banho por dia, qual o volume aproximado de gás propano, medido a 25°C e 1
atm, gasto mensalmente?
Admita que não haja perda de calor para o ambiente e que a combustão seja completa.
(Adote: ΔHf (H2O)= - 58 kcal; ΔHf (CO2)= - 94 kcal; ΔHf (C3H8) = - 25 kcal)
a)
b)
c)
d)
e)
2,250 m3
0,074 m3
1,530 m3
1,250 m3
2,630 m3
Pergunta 40 – Um composto AgX tem a mesma estrutura cristalina do NaCl, uma densidade de
6477 kg/m³ e sua cela unitária tem aresta de 577,5 pm. Identifique o elemento X.
a)
b)
c)
d)
e)
Br
Cl
I
F
S
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