Nome: ___________ _______________________ _________________________ __________________________ ____________________ _______ Bimestre: 1º
Ano / série: 2ª série ____
Componente Componente Curricular: Química Data:
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Ensino: Médio
Professor: Ricardo Honda
/ 2012
Lista Lis ta de Exercícios Exercícios 2 Cálculos Estequiométricos – Parte 1 Relacionando Relacionando mol com mol 1. Dada a reação não-balanceada: Zn + HCl
→
ZnCl 2 + H2
Qual o número de mols de átomos de zinco que reagem completamente com 20 mol de ácido clorídrico (HCl) ? Resolução * Balanceando a equação química, temos que: 1 Zn + 2 HCl → 1 ZnCl 2 + 1 H2 * Cálculo do número de mols de zinco que reagem com 20 mol de HCl: 1 mol de Zn ---------- 2 mol de HCl x ---------- 20 mol de HCl x = 10 mol de Zn
2. A combustão completa do metano (CH4) produz dióxido de carbono (CO2) e água. Qual o número de mols de CO2 produzido na combustão
de 0,3 mol de CH4? CH4 + 2 O2
→
CO2 + 2 H2 O
Resolução * Cálculo do número de mols de CO 2 produzidos na combustão de 0,3 mol de CH 4: 1 CH4 + 2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O 1 mol de CH 4 ---------- 1 mol de CO 2 0,3 mol de CH4 ---------x x = 0,3 mol de CO
compl eta do met metanol anol pode ser repr esentad esentadaa pela equaç ão não-balancead não- balanceada: a: 3. (FAAP) – A combust ão completa CH3OH + O2 CO2 + H2O →
Quando se utilizam 5,0 mols de metanol nessa reação, quantos mols de CO2 são produzidos? Resolução * Balanceando a equação química, temos que: 1 CH3OH + 3/2 O2 → 1 CO2 + 2 H2O * Cálculo do número de mols d e CO 2 produzidos na combustão de 5,0 mol de CH 3OH: 1 mol de CH 3OH ---------- 1 mol de CO 2 5,0 mol de CH 3 OH ---------x x = 5,0 mol de CO 2
4. Na reação de óxido de alumínio com ácido sulfúrico forma-se sulfato de alumínio, Al2(SO4)3. Para se obterem 3 mols desse sulfato, quantos
mols do ácido são necessários?
Resolução * A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é: 1 Al2 O3 + 3 H2SO4 → 1 Al 2(SO4)3 + 3 H2O * Cálculo do número de mols de H 2SO4 necessários para produzir 3 mol de Al 2 (SO4)3: 3 mol de H 2SO4 ---------- 1 mol de Al2 (SO4)3 x ---------- 3 mol de Al2(SO4)3 x = 9 mol de H2SO4
5. (UFF-RJ) – Quantos mols de HCl são produzidos na reação de 0,43 mol de fosgênio (COCl2) com água, conforme a reação: COCl 2 + H2O CO2 + 2 HCl →
Resolução * Cálculo do número de mols de HCl produzidos a partir de 0,43 mol de COCl 2: 1 COCl 2 + 1 H2O → 1 CO2 + 2 HCl 1 mol de COCl 2 ---------- 2 mol de HCl 0,43 mol de COCl 2 ---------x x = 0,86 mol de HCl
6. (VUNESP) – O metano (CH4), também conhecido por gás dos pântanos, é produzido pela decomposição de compostos orgânicos, na
ausência de oxigênio, por determinadas bactérias e consumido na própria atmosfera. Quando 5 mols de metano reagem com 3 mols de oxigênio, qual será o número de mols de gás carbônico (CO2) liberados? CH4 + 2 O2
CO2 + 2 H2 O
→
Resolução * Cálculo do número de mols de CO 2 produzidos a partir da reação entre 5 mol de CH 4 com 3 mol de O 2 : 1 CH4 + 2 O2 → 1 CO 2 + 2 H 2 O (Nota-se que cada mol de CH 4 reage com 2 mol de O 2; assim, 3 mol de O 2 reagem com 1,5 mol de CH 4. Como juntamente com 3 mol de O2 há 5 mol de CH 4, pode-se dizer que há 3,5 mol de CH 4 em excesso, ou seja, o O 2 é o limitante). 2 mol de O 2 ---------- 1 mol de CO 2 3 mol de O 2 ---------x x = 1,5 mol de CO2
Relacionando mol com massa 7. Qual é a quantidade de água em MOL produzida pela combustão completa de 40 g de gás hidrogênio?
(Dados: H2 = 2 g/mol). 2 H2 + O2
→
2 H2O
Resolução * Cálculo do número de mols de H 2O produzidos a partir da combustão de 40 g de H 2: 2 H2 + 1 O2 → 2 H2 O 2 · 2 g de H 2 ---------- 2 mol de H2O 40 g de H 2 ---------x x = 20 mol de H2O
não-balanceada: 8. Dada a equação q uímica não-balanceada: Na2CO3 + HCl
→
NaCl + CO2 + H 2O
Qual é a massa de carbonato de sódio que reage completamente com 0,25 mol de ácido clorídrico? (Dado: Na2 CO3 = 106 g/mol). Resolução * A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é: 1 Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + 1 CO2 + 1 H2O * Cálculo da massa de Na 2CO3 que reage completamente com 0,25 mol d e HCl: 1 · 106 g de Na 2CO3 ---------- 2 mol de HCl x ---------- 0,25 mol de HCl x = 13,25 g de Na2 CO3
9. No motor de um carro a álcool, o vapor do c ombustível é misturado com ar e se queima à custa de faísca elétrica produzida pela vela interior
do cilindro. A queima do álcool pode ser representada pela equação: C2H6O + 3 O2
→
2 CO2 + 3 H 2O + ENERGIA
Qual é a quantidade, em mols, de água formada na combustão completa de 138g de etanol (C2H6 O)? (Dado: C2 H6O = 46 g/mol). Resolução * Cálculo da quantidade, em mols, de água formada a partir de 138 g de C 2 H6O: 1 C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2 O + ENERGIA 1 · 46 g de C 2H6O ---------- 3 mol de H 2O 138 g de C 2H6 O ---------x x = 9 mol de H2O
10. Ácido fosfórico impuro, para uso em preparação de fertilizantes, é produzido pela reação de ácido sulfúrico sobre rocha de fosfato, cujo
componente principal é Ca3(PO4)2. A reação é: Ca3(PO4 )2 + 3 H2SO4 → 3 CaSO4 + 2 H3 PO4
Quantos mols de H3PO 4 podem ser produzidos pela reação de 200 kg de H2SO4? (Dados: massas molares (em g/mol): g/mol): H = 1; O = 16; S = 32; P = 31; Ca = 40). Resolução * Cálculo da quantidade, em mols, de H 3PO4 (massa molar = 98 g/mol) produzidos a partir da reação de 200 kg de H 2SO4: 1 Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 → 3 CaSO4 + 2 H3 PO4 3 · 98 g de H 2SO4 ---------- 2 mol de H3PO4 3 200 · 10 g de H 2SO4 ---------x x = 1360,5 mol de H 3PO4 –5
11. (UFG-GO) – O corpo humano necessita diariamente de 12 mg de ferro. Uma colher de feijão contém cerca de 4,28 x 10 mol de ferro.
Quantas colheres de feijão, no mínimo, serão necessárias para que se atinja a dose diária de ferro no organismo? (Dado: Fe = 56 g/mol). Resolução -5 * Cálculo da massa de ferro, em m g, equivalente a 4,28 · 10 mol de Fe (1 colher de feijão): 1 mol de Fe ---------- 56 g de Fe -5 4,28 · 10 mol de Fe ---------x -3 x = 2,3968 · 10 g = 2,3968 mg * Cálculo do número de colheres de feijão correspondente a 12 mg de ferro: 1 colher de feijão ---------- 2,3968 mg de Fe y ---------- 12 mg de Fe y = 5 colheres de feijão
Relacionando massa com massa 12. O mármore (CaCO3) reage com o ácido sulfúrico formando o gesso (CaSO4), de acordo com a equação balanceada: H2SO4 + CaCO3 CaSO 4 + H2O + CO2 →
Qual é a massa de gesso formada pela reação de 25g de mármore com H2SO4 suficiente? (Dados: CaCO3 = 100 g/mol; CaSO4 = 136 g/mol) Resolução * Cálculo da massa de gesso formada a par tir de 25 g d e CaCO 3: 1 H2SO4 + 1 CaCO3 → 1 CaSO4 + 1 H 2O + 1 CO2 1 · 100 g de CaCO3 ---------- 1 · 136 g d e CaSO4 25 g de CaCO 3 ---------x x = 34 g de CaSO4
13. O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita (Al2O3). Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com os eletrodos de
carbono utilizados no processo. A equação que representa o processo global é: 2 A l 2 O3 + 3 C
→
3 CO2 + 4 A l
Qual é a massa de A l2O3 consumida na obtenção de 54g de alumínio? (Dados: C = 12 u; O = 16 u; Al = 27 u). Resolução * Cálculo da massa de Al 2O3 (massa molar = 102 g/mol) consumida na obtenção de 54 g de Al (massa molar = 27 g/mol): 2 Al 2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Al 2 · 102 g de Al 2O3 ---------- 4 · 27 g de Al x ---------- 54 g de Al x = 102 g de Al2O3
14. O ácido fosfórico, usado em refrigerante tipo “cola” e possível causador da osteoporose, pode ser formado a partir da equação não-
balanceada: Ca3(PO4)2 + H2SO4
→
H3 PO4 + CaSO4
Partindo-se de 62g de Ca3(PO4)2 e usando-se quantidade suficiente de H2SO 4, qual é, em gramas, a massa aproximada de H3PO4 obtida? (Dados: H = 1u; O = 16u; P = 31u; Ca = 40u). Resolução * A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é: 1 Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 → 2 H3PO4 + 3 CaSO4 * Cálculo da massa de H 3PO4 (massa molar = 98 g/mol) obtida a partir de 62 g de Ca 3(PO4)2 (massa molar = 310 g/mol): 1 · 310 g de Ca 3(PO4)2 ---------- 2 · 98 g de H 3PO4 62 g de Ca 3(PO4)2 ---------x x = 39,2 g de H3PO4
15. O magnésio (Mg) reage com o oxigênio (O2) do ar, produzindo óxido de magnésio (MgO) de acordo com a equação: 2 Mg + O2 → 2 MgO
Calcule a massa de O2 necessária para produzir 40g de óxido de magnésio. (Dados: MgO = 40 g/mol; O2 = 32 g/mol). Resolução * Cálculo da massa de O 2 necessária para produzir 40 g de MgO: 2 Mg + 1 O 2 → 2 MgO 1 · 32 g de O 2 ---------- 2 · 40 g de MgO x ---------- 40 g de MgO x = 16 g de O2
16. O vinho torna-se ácido, quando o etanol, C2H5OH, é convertido em ácido acético por meio da reação: C2 H5 OH + O2 → CH3COOH + H2O
Considerando-se que, em uma garrafa, há um determinado volume de vinho contendo 4,6g de etanol e que, depois de um certo tempo, 50% desse álcool acidificou-se, calcule a quantidade, em gramas, de ácido acético presente no vinho. (Dados: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u). Resolução * Cálculo da massa de ácido acético (massa molar = 60 g/mol) formada a partir de 2,3 g de C 2H5OH (massa molar = 46 g/mol). Obs.: dos 4,6 g de C 2 H5OH, apenas 50% é acidificado, ou seja, 2,3 g: 1 C2H5OH + 1 O2 → 1 CH3COOH + 1 H2O 1 · 46 g de C 2H5OH ---------- 1 · 60 g de CH 3 COOH 2,3 g de C 2H5OH ---------x x = 3 g de CH3 COOH
Relacionando Relacionando massa ou mol com m oléculas 17. (PUC-SP) – Dada a reação: 2 Fe + 6 HCl
→
2 FeCl 3 +3 H2
Qual é o número de moléculas de gás hidrogênio, produzidas pela reação de 112g de ferro? (Dado: Fe = 56 g/mol). Resolução * Cálculo do número de moléculas de H 2 produzidas a partir de 112 g de Fe: 2 Fe + 6 HCl → 2 FeCl 3 + 3 H2 23 2 · 56 g de Fe ---------- 3 · 6 ∙ 10 moléculas de H 2 23 24 Verifica-se que 112 g de Fe produzem 18 ∙ 10 moléculas, ou seja, 1,8 ∙ 10 moléculas de H 2.
18. (PUCCAMP-SP) – O acetileno, utilizado em maçaricos, pode ser obtido pela hidrólise do carbureto de cálcio, de acordo com a equação
não-balanceada: CaC2 + H2O
→
C2H2 + Ca(OH)2
Determine o número de moléculas de água que hidrolisam 2 mols de carbureto. Resolução * A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é: 1 CaC2 + 2 H2O → 1 C2 H2 + 1 Ca(OH)2 * Cálculo do número de moléculas de H 2O que hidrolisam 2 mol de CaC 2: 23 1 mol de CaC 2 ---------- 2 · 6 ∙ 10 moléculas de H 2O 2 mol de CaC 2 ---------x 24 23 x = 24 ∙ 10 moléculas = 2,4 ∙ 10 moléculas de H 2O
19. Nas usinas siderúrgicas, a obtenção de ferro metálico a partir da hematita envolve a seguinte reação (não balanceada): Fe2 O3 + CO Fe + CO2 →
Percebe-se desta reação que o CO2 é liberado para a atmosfera, podendo ter um impacto ambiental grave relacionado com o efeito estufa. Qual o número de moléculas de CO2 liberadas na atmosfera, quando dois mol de óxido de ferro (III) é consumido na reação? Resolução * A equação química corretamente balanceada que corresponde ao processo é: 1 Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 * Cálculo do número d e moléculas de CO 2 liberadas na atmosfera a partir de 2 mol de Fe 2O3: 23 1 mol de Fe2O3 ---------- 3 · 6 ∙ 10 moléculas de CO 2 2 mol de Fe2O3 ---------x 24 23 x = 36 ∙ 10 moléculas = 3,6 ∙ 10 moléculas de CO 2
Gabarito: Gabarito: 1. 10 mol; 2. 0,3 mol; 3. 5 mol; 4. 9 mol; 5. 0,86 mol; 6. 1,5 mol; 7. 20 mol; 8. 13,25 g; 9. 9 mol; 10. 1360,5 mol; 11. 5 colheres; 12. 34 g; 13. 102 g; 14. 39,2 g; 15. 16 g; 16. 3 g; 17. 1,8 x 1024 moléculas; 18. 2,4 x 1024 moléculas; 19. 3,6 x 1024 moléculas.
