Questões de Química do ENEM

A indústria sucroalcooleira, considerada uma das principais responsáveis pela movimentação interna da economia, gerando bilhões de dólares, mantém os cortadores de cana de açúcar no país, em condição subumana e com vida útil equiparada à dos escravos. Cerca de 97% do que o Maranhão colherá em cana de açúcar, na atual safra 2015/2016, será destinado à produção de etanol (C2H5OH) anidro e hidratado. O etanol anidro é misturado à gasolina com um dos objetivos de aumentar sua octanagem, pois um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18), combustível automotivo, que, por meio da sua combustão, libera energia, permitindo que o carro entre em movimento.

Jornal o Estado do Maranhão. Adaptado.

Suponha que determinada gasolina seja composta de hidrocarbonetos com fórmula (C8H18). Nessas condições, as equações químicas que representam as reações de combustão completas do etanol e do octano, devidamente balanceadas, permitem afirmar que a combustão de

Leia a seguinte manchete recentemente veiculada em emissora de televisão nacional. “Combustível é uma substância que em contato com outra provoca uma reação química, produzindo energia que é liberada na forma de calor”.

PETROBRAS. Peça publicitária veiculada na TV Globo.

Não é simples definir energia, mas é fácil perceber sua existência. Nesse contexto, pode-se inferir que energia é a

Um líquido e os sólidos 1 e 2, que não reagem entre si, foram adicionados, a 25 ºC, a um béquer, conforme representado no esquema.

A tabela apresenta as densidades e temperatura de fusão de algumas substâncias:

Considerando os dados da tabela, o sólido 1, o sólido 2 e o líquido representados no esquema são, respectivamente, as substâncias

Desde 1950, a tecnologia nuclear tem sido empregada em pesquisas voltadas à produção de baterias de uso portátil para geração de energia elétrica. Uma dessas baterias emprega o processo de decaimento radioativo do radioisótopo estrôncio-90, 90Sr.

O nome do grupo da Classificação Periódica ao qual o estrôncio-90 pertence e a quantidade de nêutrons desse radioisótopo são:

Bolas de Pilates, ou bolas suíças, são empregadas em atividades de fisioterapia e ginástica para exercícios de reforço e alongamento da musculatura.

Uma bola de Pilates foi preenchida com ar comprimido até atingir o volume de 180 L e a pressão interna de 1,2 atm, a 27 ºC.

Considere que o ar no interior dessa bola se comporta como um gás ideal, que a constante dos gases ideais é R = 0,08 atm · L · mol–1 · K–1 e que a massa molar média do ar é igual a 29 g/mol.

Nessas condições, a massa de ar contida nessa bola é de, aproximadamente,

Leia o texto para responder à questão.

Isoflavonas são substâncias químicas produzidas por vegetais e classificadas como compostos bioativos, pois seu consumo resulta em interações no organismo com benefícios à saúde. Uma dessas substâncias, a formononetina, apresenta a seguinte fórmula estrutural: 

A fórmula mínima da formononetina é:

Leia o texto para responder à questão.

O tricloreto de fósforo, PCl3 , é um composto sintético, empregado na produção de defensivos agrícolas e aditivos de plásticos. A obtenção do tricloreto de fósforo é feita a partir da reação entre o fósforo branco sólido, P4 , e o gás cloro, Cl2 .

Para cada 1 mol de fósforo branco, a quantidade, em mols, de gás cloro que reage e a quantidade, em mols, de tricloreto de fósforo que se forma são, respectivamente:

Leia o texto para responder à questão.

O tricloreto de fósforo, PCl3 , é um composto sintético, empregado na produção de defensivos agrícolas e aditivos de plásticos. A obtenção do tricloreto de fósforo é feita a partir da reação entre o fósforo branco sólido, P4 , e o gás cloro, Cl2 .

Considerando-se o composto tricloreto de fósforo, a classificação das ligações do fósforo e a geometria molecular são:

A fórmula estrutural a seguir é de um composto empregado em estudos de bioquímica e biotecnologia.

Esse composto é formado a partir da ligação química entre dois aminoácidos iguais, que resulta na liberação de uma molécula de água.

O nome da ligação formada entre os dois aminoácidos que originaram esse composto e a fórmula molecular desse aminoácido são:

No campo da fisiologia e da bioquímica, a glicose (C6H12O6) é a principal fonte de energia para as células humanas. Através do complexo processo de respiração celular, que em termos energéticos é análogo a uma combustão completa, a glicose reage com o oxigênio transportado pela hemoglobina para produzir dióxido de carbono, água e, crucialmente, energia. Essa energia liberada é utilizada para a síntese de ATP (trifosfato de adenosina), a "moeda energética" que alimenta todas as funções vitais, desde a contração muscular até a transmissão de impulsos nervosos. Estudos calorimétricos detalhados sobre o metabolismo celular indicam que a oxidação da glicose no corpo libera uma quantidade de energia de aproximadamente 1 x 10² kcal por cada mol de oxigênio (O2) consumido no processo. Um paciente em recuperação metabólica está recebendo uma dieta controlada que, ao longo de um dia, fornece uma quantidade de carboidratos que, após a digestão e absorção, equivale a 5 mols de glicose disponíveis para a respiração celular. Para avaliar o balanço energético diário deste paciente, o nutricionista precisa calcular a energia total que será disponibilizada para o corpo a partir dessa quantidade de glicose. Considerando a reação de combustão completa da glicose como um modelo preciso para a respiração celular, qual é a energia total liberada, em kcal, a partir da metabolização completa dos 5 mols de glicose?

Durante a calibração de um sistema automatizado para produção de fertilizantes nitrogenados, um técnico supervisiona a síntese de amônia a partir de nitrogênio e hidrogênio em um reator fechado. A reação entre os dois gases ocorre em condições controladas de temperatura e pressão, e a eficiência do processo depende da correta proporção dos reagentes conforme a equação química balanceada. Considerando que o controle da produção exige o monitoramento preciso das quantidades de matéria envolvidas em cada etapa, inclusive em termos de mols, massa, volume e número de partículas, avalie as interpretações quantitativas da reação e assinale a alternativa correta.

Reação de Síntese da Amônia (Processo de Haber-Bosch):

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

As relações entre os participantes dessa reação podem ser lidas das seguintes maneiras:

Em Proporção de Moléculas: 

A nível microscópico, 1 molécula de gás nitrogênio reage com 3 moléculas de gás hidrogênio para formar 2 moléculas de amônia.

Em Proporção de Mols:

Para quantidades molares, 1 mol de gás nitrogênio reage com 3 mols de gás hidrogênio, produzindo 2 mols de amônia.

Em Proporção de Massa:

Considerando as massas molares, 28 gramas de gás nitrogênio reagem com 6 gramas de gás hidrogênio para produzir 34 gramas de amônia, o que demonstra a conservação da massa.

Em Proporção de Volume (CNTP):

Nas Condições Normais de Temperatura e Pressão, 22,4 litros de gás nitrogênio reagem com 67,2 litros de gás hidrogênio para formar 44,8 litros de amônia.

Em Proporção de Número de Partículas:

Utilizando a constante de Avogadro, 6,02 x 1023 moléculas de gás nitrogênio reagem com três vezes esse número de moléculas de gás hidrogênio (aproximadamente 18,06 x 1023 moléculas) para formar duas vezes esse número de moléculas de amônia (aproximadamente 12,04 x 1023 moléculas).

A preparação de soluções com concentrações específicas é uma rotina fundamental em laboratórios de química. Frequentemente, soluções diluídas são preparadas a partir de um estoque de reagentes mais concentrados, um processo conhecido como diluição, que envolve a adição de solvente a uma alíquota da solução-estoque. Neste procedimento, a quantidade de matéria do soluto permanece constante, enquanto o volume da solução aumenta e, consequentemente, a concentração diminui. Para realizar essa tarefa com precisão, é crucial relacionar as diferentes formas de expressar a concentração, como a porcentagem em massa, a densidade e a molaridade. Com base nesses princípios, analise o procedimento laboratorial descrito e assinale a alternativa que indica o volume correto da solução-estoque a ser utilizado.

No laboratório você dispõe de uma solução-estoque que apresenta 70%(m/m) de HNO3 e cuja densidade é 1,42 g cm-3. Calcule o volume dessa solução necessário para preparar 500 mL de uma solução diluída de HNO3(aq) 1,5 mol L-1.

A Tabela Periódica organiza os elementos químicos em ordem crescente de número atômico, revelando uma repetição periódica em suas propriedades físicas e químicas. Essas tendências, como raio atômico, energia de ionização e afinidade eletrônica, variam de forma previsível ao longo dos períodos e grupos. A compreensão dessas propriedades é fundamental para prever o comportamento químico dos elementos. Com base na análise das tendências periódicas, assinale a alternativa que apresenta uma afirmação correta.

No desenvolvimento de materiais para a área da saúde, a combinação de diferentes polímeros é frequentemente utilizada para criar compósitos com propriedades otimizadas. Um exemplo notável são os curativos avançados para feridas crônicas, que requerem um material estrutural, quimicamente inerte, e uma camada com altíssima capacidade de absorção de exsudato (líquidos liberados pela ferida). Para a camada absorvente, é empregado um hidrogel à base de poliacrilato de sódio, polímero que, quando em contato com soluções aquosas, forma um gel capaz de reter grandes volumes de líquido. A camada externa do curativo, que oferece suporte mecânico e uma barreira protetora, é fabricada com uma malha de polipropileno, um polímero conhecido por sua alta resistência química e inércia biológica. Um engenheiro de materiais, ao redigir a ficha técnica do produto para submissão a órgãos regulatórios, precisa classificar os polímeros constituintes de acordo com o mecanismo de reação pelo qual são sintetizados. Essa classificação é fundamental para o controle de qualidade e a documentação do processo de fabricação.

Quanto ao método de preparação, os polímeros poliacrilato de sódio e polipropileno são classificados como:

No contexto da formação de substâncias químicas, a estabilidade das espécies atômicas é explicada, em grande parte, pela Teoria do Octeto, a qual estabelece que os átomos tendem a realizar ligações químicas, sejam elas iônicas ou covalentes, com o objetivo de adquirir uma configuração eletrônica semelhante à dos gases nobres, caracterizada por oito elétrons na camada de valência. Essa busca pela estabilidade depende de diversas propriedades periódicas, como a eletronegatividade, a energia de ionização e a eletroafinidade, que variam entre os elementos e determinam se um átomo terá maior tendência a perder, ganhar ou compartilhar elétrons. Com base nessa teoria e nas características atômicas de elementos representativos da Tabela Periódica, analise as afirmativas a seguir e, ao final, indique a sequência correta, assinalando V, para as verdadeiras, e F, para as falsas: 

(__) O Silício (Si), por possuir alta eletronegatividade, tem forte tendência a receber quatro elétrons para formar o ânion Si4-, atingindo assim a estabilidade segundo a Teoria do Octeto.

(__) O Cálcio (Ca), sendo um metal de baixa energia de ionização, tende a perder dois elétrons de sua camada de valência para formar o cátion Ca2+, alcançando uma configuração eletrônica estável.

(__) Na formação de um composto entre Cálcio (Ca) e Enxofre (S), o átomo de Enxofre, por sua elevada eletroafinidade, doa dois elétrons para o Cálcio, formando uma ligação covalente em que ambos os átomos compartilham um octeto.

(__) O átomo de Enxofre (S) pode atingir a estabilidade tanto ao ganhar dois elétrons, devido à sua alta eletroafinidade, quanto ao compartilhar dois elétrons para completar seu octeto.

Após análise, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta dos itens acima, de cima para baixo:

Na Grécia Antiga, a busca por compreender a constituição fundamental do universo não se baseava em experimentação controlada, mas em raciocínio lógico e observação da natureza. Por volta do século V a.C., o filósofo Empédocles propôs uma teoria influente, postulando que toda a matéria seria formada pela combinação de quatro "raízes" ou elementos primordiais: terra, ar, fogo e água. Essa visão foi posteriormente adotada e expandida por Aristóteles, que associou a cada elemento propriedades como quente, frio, seco e úmido, dominando o pensamento ocidental por quase dois milênios. Dentro dessa concepção, a água era vista como uma substância fundamental, um elemento em si, indivisível em componentes mais simples. Contudo, com o advento do método científico a partir do século XVII e, especialmente, com os trabalhos quantitativos de químicos como Antoine Lavoisier no século XVIII, essa concepção começou a ser desconstruída. Experimentos como a eletrólise, por exemplo, demonstraram de forma inequívoca que a água podia ser decomposta em dois gases distintos, com propriedades próprias: o hidrogênio e o oxigênio. Essa descoberta foi fundamental para estabelecer a concepção moderna de elemento químico (uma substância que não pode ser decomposta em substâncias mais simples por meios químicos) e de substância composta (formada pela combinação química de dois ou mais elementos diferentes em proporções fixas).

De acordo com a concepção moderna de elemento químico, desenvolvida a partir de evidências experimentais, os cientistas propõem que a água é uma: