Questões de Química do ENEM

Em uma investigação forense que utiliza técnicas espectroscópicas avançadas, analistas precisam distinguir entre compostos orgânicos e inorgânicos presentes em vestígios de cena de crime. Durante a análise, observa-se que os compostos orgânicos tipicamente exibem cadeias de carbono com ligações C–H, a presença de grupos funcionais e manifestações de isomeria (tanto estrutural quanto estereoisomérica), enquanto os compostos inorgânicos são frequentemente caracterizados por estruturas cristalinas, ligações predominantemente iônicas ou ligações covalentes simples e, geralmente, pela ausência de cadeias de carbono. Dadas as afirmativas sobre as características que diferenciam os compostos orgânicos dos inorgânicos,

I. Compostos orgânicos são definidos pela presença de ligações carbono-hidrogênio (C–H) e estruturas de cadeias ou anéis de carbono, podendo conter outros elementos, mas mantendo a base de carbono como elemento estruturante.

II. Compostos inorgânicos, em geral, não possuem cadeias de carbono e são, frequentemente, constituídos por estruturas cristalinas ou moléculas simples, com predominância de ligações iônicas ou covalentes sem a complexidade de arranjos de carbono.

III. A capacidade de exibir isomeria, seja estrutural ou estereoisomérica, é uma propriedade essencialmente dos compostos orgânicos, já que os arranjos complexos e a versatilidade das ligações do carbono permitem múltiplas configurações, o que é incomum em compostos inorgânicos.

verifica-se que está/ão correta/s  

As definições de ácidos e de bases evoluíram ao longo da história da química, sendo inicialmente estabelecidas pela teoria de Arrhenius, expandindo-se para os conceitos de BrønstedLowry e Lewis. Essas definições permitiram uma compreensão mais ampla das interações químicas, incluindo a formação de soluções-tampão, a hidrólise salina e a regulação do pH em sistemas biológicos e industriais. Considere as reações ácidobase e suas classificações:  

Com base nos conceitos de ácidos e de bases, assinale a alternativa correta.  

Em um laboratório de química avançada, uma equipe de pesquisadores analisou uma amostra contendo diversos isótopos de um elemento. Durante a investigação, eles determinaram o número atômico e o número de massa dos isótopos e calcularam a massa atômica média do elemento a partir das abundâncias relativas dos isótopos. Além disso, utilizaram o conceito de mol, com base no número de Avogadro, para determinar a quantidade de átomos presentes em uma dada massa da substância.

Considerando os conceitos de número atômico, número de massa, isotopia, isobaria, massa atômica, mol e número de Avogadro, qual das alternativas apresenta a definição correta desses termos e sua aplicação para relacionar a massa de uma substância com o número de átomos presentes?  

A termodinâmica química permite prever a quantidade de energia envolvida em reações químicas por meio da entalpia de reação (∆H), que pode ser calculada a partir das entalpias de formação (∆Hf°) das substâncias envolvidas. Considere a combustão completa do propano (C2H8) em condições padrão, conforme a equação  

Sabendo que as entalpias padrão de formação (∆Hf°) são:

e considerando que a entalpia padrão de formação do oxigênio molecular (O2(g)) é zero, assinale a alternativa correta sobre a variação da entalpia nessa combustão. 

A entropia (S) é uma grandeza termodinâmica fundamental que mede o grau de desordem de um sistema. A energia livre de Gibbs (ΔG) é usada para prever a espontaneidade das reações químicas. Para um processo ocorrer espontaneamente em condições constantes de temperatura e de pressão, é necessário que ΔG < 0. Em muitos sistemas biológicos e industriais, a manipulação da temperatura e das condições do meio pode ser usada para controlar a direção e a viabilidade de reações químicas.

Dado o equilíbrio de decomposição do carbonato de cálcio: 

sabe-se que a variação de entalpia padrão para essa reação é positiva (ΔH° > 0) (e que há um aumento na entropia do sistema (ΔS ° > 0). Com base nesses dados e na equação de energia livre de Gibbs, assinale a alternativa correta. 

Um grupo de pesquisadores está testando um novo catalisador heterogêneo para a oxidação de um poluente orgânico. Na ausência de catalisador, a constante de velocidade é igual a 2,0 × 10⁻⁶ s⁻¹ a 310 K, e a energia de ativação é 85 kJ·mol⁻¹. Na presença do catalisador, a constante de velocidade da reação a 310 K aumenta 10 vezes. Considere que: (i) o fator pré-exponencial e a ordem da reação não se alteram com a adição do catalisador; e (ii) a concentração inicial do poluente é de 0,200 mol·L⁻¹.

Assinale a alternativa que melhor representa, respectivamente, a energia de ativação e o tempo necessário para que a concentração do poluente caia para 0,050 mol·L⁻¹ na presença do catalisador.

Considere as seguintes afirmações:

I. A primeira energia de ionização do átomo de nitrogênio é menor que a primeira energia de ionização do átomo de oxigênio.

II. O íon Rb⁺ tem menor raio iônico que o Sr²⁺.

III. A molécula CH₂O apresenta geometria trigonal plana e é apolar.

IV. A molécula PCl₅ apresenta geometria bipirâmide trigonal e é polar.

Das afirmativas acima, está(ão) CORRETA(S)

Considere uma célula galvânica constituída de um béquer, contendo uma solução S aerada, na qual estão imersas duas barras metálicas, uma de ferro e outra de cobre. As barras são conectadas externamente por um condutor metálico.

Sobre essa célula galvânica, são feitas as seguintes afirmações:

I. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em NaCl, o meio torna-se mais básico.

II. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em CuSO₄, a massa da barra de cobre aumenta.

III. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em HCl, há formação de bolhas de gás sobre a barra de cobre.

IV. Quando S é uma solução aquosa a 1 mol·L⁻¹ em HNO₃, a massa da barra de cobre diminui.

Dados de potenciais padrão de eletrodo eventualmente necessários:

Com base nas informações do enunciado, está(ão) CORRETA(S) apenas:

Considere que a reação A → 3B é um processo elementar que ocorre em meio aquoso. As substâncias A e B não são voláteis. No início da reação, 1 mol de A está dissolvido em 90 g de água. Após 20 horas, a pressão de vapor da solução é igual a 16 mmHg. Considere que: (i) a temperatura é de 25 °C durante a reação; e (ii) a pressão de vapor da água pura a 25 °C é igual a 24 mmHg.

Assinale a alternativa que apresenta a pressão de vapor da solução após 30 horas.

São feitas as seguintes afirmações sobre séries orgânicas:

I. O subconjunto de moléculas {CH₄, C₂H₆, C₃H₈, CH₃OH, C₂H₅OH, C₃H₇OH} pode ser dividido em três subconjuntos que representam três séries homólogas distintas.

II. As propriedades químicas das substâncias em uma dada série isóloga são próximas entre si.

III. As substâncias em uma dada série heteróloga são constituídas por diferentes números de carbono em suas cadeias.

Das afirmativas acima, está(ão) CORRETA(S)

Considere as seguintes afirmações sobre a constituição e propriedade da matéria:

I. O modelo atômico de Rutherford evidenciou a existência do núcleo atômico carregado densamente por partículas positivas, tendo os elétrons dispostos em torno dele. A partir desse modelo, os elementos químicos passaram a ser diferenciados pelo número de elétrons que ocupam a região conhecida como eletrosfera.

II. O experimento dos raios catódicos permitiu calcular a relação entre a carga elétrica e a massa de um próton. Isso possibilitou, posteriormente, a determinação experimental da massa do elétron.

III. O cobre (Cu) possui dois isótopos estáveis: ⁶³Cu (69,09%) e ⁶⁵Cu (30,91%), com massas atômicas iguais a 62,93 u e 64,93 u, respectivamente. Com base nessas informações, a massa atômica média do cobre é de aproximadamente 63,55 u.

IV. Foram realizadas análises químicas de duas amostras de hidrocarbonetos. A amostra 1 contém 2,65 g de carbono e 0,665 g de hidrogênio. A amostra 2 contém 4,56 g de carbono e 0,383 g de hidrogênio. Os resultados de massa obtidos estão de acordo com a lei de proporções múltiplas, e as amostras 1 e 2 poderiam ser o etano e o eteno, respectivamente.

Assinale a opção que contém as afirmações ERRADAS.

A reação abaixo, entre haloalcanos e um nucleófilo (Nu), depende de fatores como a estrutura dos grupos ligados ao carbono sp³ do haloalcano, as características do solvente, a estabilidade do haleto no solvente, entre outros. Considerando essa reação, avalie as afirmações a seguir.

R₁R₂R₃C–X + Nu → R₁R₂R₃C–Nu + X⁻

I. Comparando dois possíveis haloalcanos para essa reação, (CH₃)H₂C–I é mais suscetível a formar um carbocátion do tipo R₁R₂R₃C⁺ do que o (C₃H₇)₃C–I.

II. Entre haloalcanos do tipo (CH₃)₃C–X, a tendência de se formar um carbocátion do tipo (CH₃)₃C⁺ em um solvente polar aumenta na ordem (CH₃)₃C–F > (CH₃)₃C–Cl > (CH₃)₃C–Br > (CH₃)₃C–I.

III. O carbocátion (C₃H₇)₃C⁺, formado a partir do haloalcano, é suscetível ao ataque de nucleófilo, resultando em enantiômero puro como produto da reação.

Das afirmativas acima, está(ão) CORRETA(S)

O polietileno tereftalato (PET), um polímero termoplástico, é formado pela polimerização por condensação entre o ácido tereftálico (C₈H₆O₄) e o etilenoglicol (C₂H₆O₂). A densidade do PET é 1,38 g·cm⁻³, e um fio de PET tem massa molar média de 38.400 g·mol⁻¹. Em uma reação, 332 g de ácido tereftálico reagem completamente com excesso de etilenoglicol, com rendimento de 100%. Assinale a alternativa que melhor apresenta a massa molar da unidade repetitiva do PET (em g·mol⁻¹), a massa teórica de PET produzida (em g), o volume do PET produzido (em cm³) e o número médio de unidades repetitivas por cadeia polimérica, respectivamente.

Considere a seguinte reação química hipotética, que ocorre em fase gasosa:

2X(g) + W(g) → Y(g) + Z(g).

Um reator de volume fixo e temperatura constante foi alimentado com 36 atm de uma mistura gasosa composta de X, W e uma substância inerte I, na proporção molar X:W:I igual a 3:2:1. Assinale a alternativa que apresenta a pressão interna no reator (em atm) quando 75% do reagente W forem consumidos.

O SO2 atmosférico, produzido pela queima de combustíveis de alto teor de enxofre, é um sério problema de poluição do ar. A quantidade de SO2 no ar pode ser determinada borbulhando-se o ar através de uma solução ácida de KMnO₄ que oxida o SO2 a SO42-.Em uma análise típica, 500.0 dm3 de ar, comum a densidade de 1.20 g/dm3, são passados através da solução de KMnO4 e 1.50x10-5 molde KMnO4 são reduzidos a Mn2+.

A reação balanceada que ocorre é: 

2MnO4- + 5SO2 + 2H2O  → 2Mn2+ + 5SO42- + 4H⁺

Considerando essa informação, a concentração de SO2 em ppm (partes por milhão) é:

Uma amostra de um analgésico, um ácido monoprótico C9H8O4, foi analisada como aspirina por meio de uma titulação com uma base. Uma amostra de 0.500 g da droga consumiu 21.5 cm3 de uma solução 0.10 M de NaOH.

O percentual em massa de aspirina, na amostra analisada, é: 

Uma estudante coletou gás natural de uma tubulação de gás de laboratório a 25 oC, em um frasco de 250.0 cm3 , até que a pressão atingisse o valor de 73.5 kPa. A estudante determinou, portanto, que a amostra do gás pesava 0.118 g a uma temperatura de 25 oC. Considerando-se os dados apresentados e sabendo-se que o valor de R, nesse caso, é 8.31 kPa dm3mol-1K -1 , a massa molar do gás será, aproximadamente, igual a:

A célula de hidrogênio-oxigênio usada em cápsulas espaciais é chamada de célula a combustível alcalina, porque seu eletrólito é uma base. Ambos os eletrodos são de níquel, mas em algumas versões é utilizado um catalisador de platina. Embora seu preço impeça seu uso em muitas aplicações, as células a combustível alcalinas são as mais usadas na indústria aeroespacial, pois apresentam alta densidade de potência. Um problema é a reação do eletrólito básico com o dióxido de carbono do ar para formar carbonato de potássio, que entope as aberturas na placado eletrodo. 

Nessa célula, ocorrem as seguintes semirreações:

Ânodo: 2H2(g) + 4OH-(aq) →  4H2O(ℓ) + 4e-

Eletrólito: KOH(aq)

Catodo: O2(g) + 4e- + 2H2O(ℓ) → 4OH- (aq)

Um dos métodos mais usados em laboratório para a obtenção de gás cloro é o da reação de permanganato de potássio com ácido clorídrico. A equação a seguir representa a reação não balanceada que ocorre nesse método.

KMnO4 + HCl → Cl2 + KCl + MnCl2 + H2O

Para se obter 177.5 gramas de cloro, são necessários:

Considere os seguintes processos:

I “Desaparecimento” de bolinhas de naftalina colocadas no armário para matar traças.

II Enferrujamento de um prego.

III Acender um fósforo.

IV Acender uma lâmpada elétrica com filamento de tungstênio.

São processos químicos somente: