GASES.

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1 GASES

2 QUESTÃO 31 Uma certa massa de gás perfeito que se encontra no estado1, caracterizado por p1 = 2,0 atm, V1 = 40 litros e T1 = 400 K, sofre as seguintes transformações: I. isobárica, até que sua temperatura absoluta dobre; II. a seguir, isotérmica, até que o volume ocupado se reduza à metade; III. finalmente, isocórica, até que a pressão se reduza à quarta parte. Os valores finais da pressão, em atm, do volume, em litros e da temperatura, em K, serão, respectivamente, a) 2,0 , 40 , 800 b) 2,0 , 20 , 200 c) 1,0 , 40 , 200 d) 1,0 , 20 , 800 e) 0,50 , 40 , 400

3 RESOLUÇÃO RESPOSTA: C Estado inicial Estado final V1 = 40L T1 = 400K
ISOBÁRICA ISOCÓRICA V1 = 40L T1 = 400K Estado inicial P1 = 2 atm V = 80L T = 800K P = 2 atm V = 40L T = 800K P = 4 atm V = 40L T = 200K P = 1 atm Estado final ISOTÉRMICA RESPOSTA: C

4 QUESTÃO 32 Analise as considerações a seguir, sendo R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1 I. A pressão exercida por 24.6 L de dois mols de um gás a 27ºC é 2 atm. II. 32 g de SO2 em CNTP ocupam um volume de 11,2 L. III. O volume de vapor d’água a 27ºC e 2 atm, formado a partir de 64 g de gás oxigênio, é de 49,2 L. IV. Um mol de gás hidrogênio tem massa de dois gramas, 6, moléculas do gás e ocupa um volume de 22,4 L em CNTP. Estão corretas apenas as afirmativas: a) I e II b) I e IV c) III e IV d) I, II e III e) I, II, III e IV.

5 I. A pressão exercida por 24,6 L de dois mols de um gás a 27ºC é 2 atm.
RESOLUÇÃO P . V = n . R . T P . 24,6 = 2 . 0,082 . 300 2 atm P = 49,2 24,6 = CORRETA

6 Massa Molar do SO2 = 64g/mol
II. 32 g de SO2 em CNTP ocupam um volume de 11,2 L. RESOLUÇÃO Massa Molar do SO2 = 64g/mol Na CNTP 64g SO2 32g SO2 1 mol 22,4L 11,2L CORRETA

7 IV. Um mol de gás hidrogênio tem massa de dois gramas, 6,02
IV. Um mol de gás hidrogênio tem massa de dois gramas, 6, moléculas do gás e ocupa um volume de 22,4 L em CNTP. RESOLUÇÃO CORRETA Um mol de gás H2 Massa molar 2g/mol 1 mol de H2 6, moléculas Na CNTP Ocupa volume de 22,4L RESPOSTA: E

8 QUESTÃO 33 a) H2 b) CH4 c) C2H6 d) CO e) C4H10
Cilindros contendo os gases hidrogênio (H2), metano (CH4), etano (C2H6), monóxido de carbono (CO) e butano (C4H10) estão armazenados inadequadamente em local rebaixado, com pouca ventilação. No caso de haver vazamento nos cilindros, um dos perigos é o acúmulo de gás nas partes inferiores, resultando numa atmosfera explosiva e/ou pobre de oxigênio. Entre os gases citados, qual tenderia a se acumular nas partes inferiores do local? (Dados: massas atômicas (u): H = 1,0; C = 1 2,0; N = 14,0; O = 16,0; massa molecular média do ar = 29 - aproximadamente 20% de O e 78% de N2) a) H2 b) CH4 c) C2H6 d) CO e) C4H10

9 H2 MM = 2g/mol CH4 MM = 16g/mol C2H6 MM = 30g/mol CO MM = 28g/mol
RESOLUÇÃO RESPOSTA: E massa molar densidade H2 MM = 2g/mol CH4 MM = 16g/mol C2H6 MM = 30g/mol Maior densidade CO MM = 28g/mol C4H10 MM = 58g/mol

10 QUESTÃO 34 O estado de um gás ideal pode ser descrito por algumas de suas propriedades: quantidade de matéria expressa em mols, pressão, volume e temperatura. Essas propriedades não são totalmente independentes; estão relacionadas entre si de tal modo que, definindo-se três delas, a quarta torna-se também definida. Considere os gases reais I, II, III e IV (supostos diferentes), cujo comportamento pode ser considerado ideal. Como exemplo, observe as propriedades do gás I: atribuindo-se valores para n1, p1 e T1 fica determinado o valor V1.

11 Gás I Gás II Gás III Gás IV
n1 = 1,00 mol p1 = 1,00 atm T1 = 273 K V1 = 22,4L Gás II p2 = 1,00 atm V2 = 44,8 L T2 = 273 K n2 Gás III n3 = 2,00 mol V3 = 22,4 L T3 = 273 K p3 Gás IV n4 = 1,00 mol p4 = 2,00 atm V4 = 22,4 L T4 Sobre as propriedades dos gases acima, é correto afirmar: a) A comparação dos valores referentes aos diversos gases não leva a conclusões válidas, porque se trata aqui de gases diferentes. b) p1V1 = p3V3 c) n2 = n4 d) p3 = p1 e) T4 = 546K

12 P . V = n2 . R . T n2 2 mols RESOLUÇÃO Gás II 1 . 44,8 = n2 . 0,082 .
p2 = 1,00 atm V2 = 44,8 L T2 = 273 K n2 1 . 44,8 = n2 . 0,082 . 273 n2 = 2 mols

13 P3 . V = n . R . T P3 2 atm RESOLUÇÃO Gás III P3 . 22,4 = 2 . 0,082 .
n3 = 2,00 mol V3 = 22,4 L T3 = 273 K p3 P3 . 22,4 = 2 . 0,082 . 273 P3  2 atm

14 P . V = n . R . T4 T4 546 K RESOLUÇÃO Gás IV 2 . 22,4 = 1 . 0,082 . T4
n4 = 1,00 mol p4 = 2,00 atm V4 = 22,4 L T4 2 . 22,4 = 1 . 0,082 . T4 T4 = 546 K RESPOSTA: E

15 QUESTÃO 35 Sobre o estudo dos gases, analise as proposições abaixo.
01) Reconhece-se a lei de Boyle, em uma transformação, desde que se tenha PV = constante, quando a temperatura e a natureza do gás forem constantes. 02) Pode-se verificar que, se o gás tiver comportamento de gás ideal, seu volume molar, nas condições ambiente de temperatura e pressão, será igual a 100 litros. 04) No ar atmosférico, o oxigênio é o gás que entra em maior porcentagem, em mols. 08) Pode-se afirmar que a pressão parcial de um gás, numa mistura gasosa, é dada por Pparcial = x Ptotal, onde x = fração molar. 16) O ar atmosférico tomar-se-á poluído quando tiver % apreciável de compostos orgânicos em fase gasosa.

16 Uma amostra de gás (n constante) a temperatura constante.
01) Reconhece-se a lei de Boyle, em uma transformação, desde que se tenha PV = constante, quando a temperatura e a natureza do gás forem constantes. RESOLUÇÃO CORRETA Uma amostra de gás (n constante) a temperatura constante. P = k. 1 V Em equação: P = n.R.T V constante(k) Em palavras: “Para uma quantidade fixa de gás ideal a uma dada temperatura constante, a pressão e o volume são inversamente proporcionais.” Comentário: É a lei de Boyle.

17 Condições ambiente de temperatura e pressão.
02) Pode-se verificar que, se o gás tiver comportamento de gás ideal, seu volume molar, nas condições ambiente de temperatura e pressão, será igual a 100 litros. FALSA RESOLUÇÃO C.A.T.P Condições ambiente de temperatura e pressão. T = 25ºC P = 1 atm V = 100L n = 1 mol R = atm.L.K-1.mol-1 PV = n RT V = 1 . 0, 1 V = 24,4 Litros

18 COMPOSIÇÃO DO AR SECO FALSA
04) No ar atmosférico, o oxigênio é o gás que entra em maior porcentagem, em mols. RESOLUÇÃO COMPOSIÇÃO DO AR SECO NOME FÓRMULA PROPORÇÃO Nitrogênio N2 78,08% % em mol Oxigênio O2 20,95% % em mol Argônio Ar 0,934% FALSA

19 CÁLCULO DAS FRAÇÕES MOLARES CÁLCULO DAS PRESSÕES PARCIAIS
08) Pode-se afirmar que a pressão parcial de um gás, numa mistura gasosa, é dada por Pparcial = x Ptotal, onde x = fração molar. RESOLUÇÃO CORRETA CÁLCULO DAS FRAÇÕES MOLARES = XO2 = nO2 nO2 + nH2 6 6+4 = 6 10 = NO2 = 6 mols 0,6 ou 60% NH2 = 4 mols = XH2 = nH2 nO2 + nH2 4 6+4 = 4 10 = 0,4 ou 40% CÁLCULO DAS PRESSÕES PARCIAIS PO2 = XO2 . PT PT = 10 atm PO2 = 0, = 6 atm PH2 = XH2 . PT PO2 = 0, = 4 atm

20 Compostos orgânicos em fase gasosa podem ser formados de:
16) O ar atmosférico tomar-se-á poluído quando tiver % apreciável de compostos orgânicos em fase gasosa. RESOLUÇÃO CORRETA Compostos orgânicos em fase gasosa podem ser formados de: Hidrocarbonetos, álcoois, aldeídos, cetonas, haletos orgânicos, aerossóis... SOMATÓRIA: = 25

21 QUESTÃO 36 Em um recipiente de capacidade igual a 50 L, a uma temperatura de 300 K, são misturados 3 mols de O2, 1 mol de N2 e 2 mols de NH3. Em relação a essa mistura, é correto afirmar: 01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. 02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão. 04) A pressão total da mistura é aproximadamente 3 atm. 08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio. 16) A fração molar do oxigênio é 0,5.

22 01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. RESOLUÇÃO CORRETA = dO2 dN2 MMO2 MMN2 n = 3 mols O2 N2 n = 1 mol = dO2 dN2 32 28 NH3 n = 2 mols 1,14g/cm3 V = 50L = dO2 dN2 T = 300K

23 Lei de Graham VNH3 > VN2 > VO2
02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão. RESOLUÇÃO Lei de Graham A velocidade de difusão é inversamente proporcional a raiz quadrada da densidade. velocidade densidade massa molar massa molar MMO2 = 32g/mol VNH3 > VN2 > VO2 MMN2 = 28g/mol massa molar MMNH3 = 17g/mol CORRETA

24 PV = nT.RT 04) A pressão total da mistura é aproximada-mente 3 atm.
RESOLUÇÃO PV = nT.RT n = 3 mols O2 N2 NH3 n = 1 mol n = 2 mols PV = (nO2 + nN2 + nNH3).RT P.50 = ( ).0, P = 146,7 50  3 atm V = 50L T = 300K CORRETA

25 08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio.
CORRETA RESOLUÇÃO fração molar pressão parcial n = 3 mols PT = 3 atm O2 N2 NH3 n = 1 mol n = 2 mols frações molares XO2 = 3 6 XN2 = 1 6 XNH3 = 2 6 maior pressão parcial 3 6 = PO2 = .3 1,5 atm pressões parciais PO2 = XO2.PT 1 6 = PN2 = .3 0,5 atm PN2 = XN2.PT 2 6 = PNH3 = .3 1 atm PNH3 = XNH3.PT

26 FRAÇÃO MOLAR DO OXIGÊNIO
16) A fração molar do oxigênio é 0,5. RESOLUÇÃO CORRETA FRAÇÃO MOLAR DO OXIGÊNIO n = 3 mols V = 50L T = 300K O2 N2 NH3 n = 1 mol n = 2 mols XO2 = nO2 nO2 + nH2 + nNH3 0,5 3 = 6 SOMATÓRIA: = 31

27 QUESTÃO 37 Sobre gases e a atmosfera pode-se afirmar que:
01) O volume molar de gás a 27oC e 2 atm de pressão é igual a 25 L/mol (Dado: R = 8,2 x 10-2 atm L K-1 mol-1). 02) O nitrogênio atmosférico é matéria-prima para a produção de amônia e é obtido por destilação fracionada do ar líquido. 04) Na atmosfera, o SO2 emitido na queima de combustíveis transforma-se em íons S2-(sulfeto) formando H2S que é um dos principais responsáveis pela chuva ácida, pelo efeito estufa e pelos buracos na camada de ozônio. 08) A temperatura termodinâmica de um gás é inversamente proporcional à energia cinética das moléculas que o constituem. 16) A quantidade de matéria presente em certo volume de gás a 1 atm e 273 K é 1,0 mol. Dobrando-se a pressão e a temperatura, a relação entre o volume e a quantidade de matéria NÃO se altera.

28 01) O volume molar de gás a 27oC e 2 atm de pressão é igual a 25 L/mol (Dado: R = 8,2 x 10-2 atm L K-1 mol-1). RESOLUÇÃO PV = nRT T = 27ºC = 300k nRT P V = V = 1.0, 2 P = 2 atm n = 1 mol 12,3 Litros FALSA

29 02) O nitrogênio atmosférico é matéria-prima para a produção de amônia e é obtido por destilação fracionada do ar líquido. RESOLUÇÃO 1º O nitrogênio é obtido por destilação fracionada. O ar é comprimido e resfriado até atingir o estado líquido; a seguir passa por destilação fracionada. 2º N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) CORRETA

30 S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O H2SO4 RESOLUÇÃO
04) Na atmosfera, o SO2 emitido na queima de combustíveis transforma-se em íons S2-(sulfeto) formando H2S que é um dos principais responsáveis pela chuva ácida, pelo efeito estufa e pelos buracos na camada de ozônio. RESOLUÇÃO O “S” é a impureza dos combustíveis fósseis. A sua combustão produz SO2. S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O H2SO4 FALSA

31 é diretamente proporcional a
08) A temperatura termodinâmica de um gás é inversamente proporcional à energia cinética das moléculas que o constituem. RESOLUÇÃO A temperatura é diretamente proporcional a energia cinética. T Ec FALSA

32 PV = nRT = RT P V n V n V1 n1 = RT P R2T 2P = 1 RESOLUÇÃO
16) A quantidade de matéria presente em certo volume de gás a 1 atm e 273 K é 1,0 mol. Dobrando-se a pressão e a temperatura, a relação entre o volume e a quantidade de matéria NÃO se altera. RESOLUÇÃO = RT P V n PV = nRT T = 273K P = 1 atm n = 1 mol V n V1 n1 = RT P R2T 2P A relação entre o volume e a quantidade de matéria “n” – não se altera. = 1 CORRETA SOMATÓRIA: = 31

33 QUESTÃO 38 O gráfico representa evoluções de um gás ideal. P(atm) v(l) A D C B 8 4 2 1 2 4 Analise o gráfico e marque as afirmativas corretas. Some os valores correspondentes.

34 01) A evolução AB é isocórica.
02) A evolução BC é isométrica. 04) A evolução AC é isotérmica. 08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor. 16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K.

35 Evolução isocórica 01) A evolução AB é isocórica. CORRETA RESOLUÇÃO A
Ponto A ® V = 1L 8 4 2 P(atm) Evolução isocórica volume constante A D C B Ponto B ® V = 1L 1 2 4 v(l) CORRETA

36 Evolução isobárica 02) A evolução BC é isométrica. FALSA RESOLUÇÃO A D
8 4 2 P(atm) Evolução isobárica Ponto B P = 2 atm A D C B pressão constante Ponto C P = 2 atm 1 2 4 v(l) FALSA

37 temperatura constante
04) A evolução AC é isotérmica. RESOLUÇÃO 8 4 2 P(atm) A D C B pV 8 x 1 = 8 = temperatura constante = pV K pV = 2 x 4 = 8 Evolução isotérmica 1 2 4 v(l) CORRETA

38 = PAVA TA PBVB TB RESOLUÇÃO
08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor. RESOLUÇÃO Fixamos uma temperatura para o ponto A: TA = 200K = PAVA TA PBVB TB 8 4 2 P(atm) A D C B = 8 . 1 200 2 . 1 TB = 400 8 TB = TB 50K A temperatura reduz de 200K para 50K. 1 2 4 v(l) CORRETA

39 CORRETA = PBVB TB PCVC TC SOMATÓRIA: 01 + 04 + 08 + 16 = 29
16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K. RESOLUÇÃO CORRETA = PBVB TB PCVC TC 8 4 2 P(atm) A D C B = 2 . 1 TB 2 . 4 300 = 2 . 4 TB = TB 75K 1 2 4 v(l) SOMATÓRIA: = 29