DESEMPENHO NESTA PROVA
Claude Fable 5.1
Na prova IME 2027 · 2ª fase · Química.
| Questão | Com a maioria | Resposta final | Resposta |
|---|---|---|---|
| 1 (Química) | ✓ | ≈ 0,87 g de MnO₂ (MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O; Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂) |
**Reações envolvidas** 1) Obtenção do cloro a partir da pirolusita (MnO₂) com HCl concentrado (reação redox: Mn⁴⁺ → Mn²⁺; Cl⁻ → Cl₂): MnO₂(s) + 4 HCl(conc) → MnCl₂(aq) + Cl₂(g) + 2 H₂O(l) 2) Deslocamento do bromo pelo cloro (o Cl₂ é ox… |
| 2 (Química) | ✗ | a) ciclo de Carnot anti‑horário no diagrama P×V: isotermas T₁ (1→2, compressão) e T₃ (3→4, expansão) ligadas por adiabáticas (2→3 compressão, 4→1 expansão), com V₃<V₂<V₁ e V₃<V₄<V₁; b) nas adiabáticas Q=0 ⇒ W₂ = −C_v(T₃−T₁) e W₄ = +C_v(T₃−T₁), logo W₂+W₄ = 0 e W_tot = W₁ + W₃ = RT₁ln(V₂/V₁) + RT₃ln(V₄/V₃). |
**Interpretação do processo** O gás parte de (P₁, V₁, T₁) e, como as etapas II e IV são adiabáticas (Q = 0) e as etapas I e III são isotérmicas, trata‑se de um ciclo de Carnot percorrido no sentido anti‑horário (ciclo de refrigeração): … |
| 3 (Química) | ✓ | a) ordem 2 em SO₂ e ordem 0 em O₃; b) v = k[SO₂]²; c) k ≈ 1,89 L·mol⁻¹·s⁻¹; d) Ea ≈ 4,93 kJ/mol (≈ 4930 J/mol) |
**a) Ordem em relação a cada reagente** Comparando os experimentos 1 e 2: [SO₂] constante (0,25), [O₃] cai de 0,40 para 0,20 (metade) e a velocidade não muda (0,118). → ordem **zero** em relação ao O₃. Comparando os experimentos 2 e 3: … |
| 4 (Química) | = | a) ligações de hidrogênio (O–H···O=C, duas no anel); b) dímero cíclico com duas pontes de hidrogênio entre OH e C=O (estrutura acima); c) Kc ≈ 16,4 L·mol⁻¹; d) T_f ≈ 5,1 °C (≈ 5,11 °C). |
**a) Tipo de interação intermolecular** O dímero cíclico do ácido acético é mantido por **ligações de hidrogênio** (duas ligações de hidrogênio): o hidrogênio da hidroxila (O–H) de uma molécula interage com o oxigênio da carbonila (C=O) … |
| 5 (Química) | ✓ | n‑heptano (C₇H₁₆), pois Δn_gás = C·ΔΔT/(RT) = 7470/2490 = 3 = y/4 − 1 ⇒ y = 16. |
**Análise termodinâmica** - Calorímetro a volume constante: o calor liberado é q_V = −ΔU (não há trabalho). - Calorímetro a pressão constante: o calor liberado é q_P = −ΔH. Para gases ideais: ΔH = ΔU + Δn_gás·R·T, logo q_V − q_P = ΔH −… |
| 6 (Química) | ✓ | a) CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O; b) α = 0,40 (40 %); c) Kc = 8/3 ≈ 2,67 |
**Dados:** - Ácido acético (CH₃COOH): M = 2(12) + 4(1) + 2(16) = 60 g/mol → n = 240/60 = 4,0 mol - Etanol (C₂H₅OH): M = 2(12) + 6(1) + 16 = 46 g/mol → n = 92/46 = 2,0 mol **a) Equação estequiométrica (esterificação de Fischer):** CH₃COO… |
| 7 (Química) | ≠ | a) α = 1, β = 2, γ = −1; b) k = 1,25×10⁻² L·mol⁻¹·s⁻¹; c) ν₀ = 1,25×10⁻² [A][B]²[C]⁻¹; d) ordem global 2. |
**Montagem das equações (razões em relação ao experimento 1)** ν₀ = k[A]^α[B]^β[C]^γ. Dividindo cada experimento pelo experimento 1: - Exp. 2/Exp. 1: 2^α · 4^β · 8^γ = 5,00/1,25 = 4 = 2² ⟹ α + 2β + 3γ = 2 (i) - Exp. 3/Exp. 1: 4^α · 2^β… |
| 8 (Química) | ✓ | a) Y = meso-(3R,4S)-3,4-dimetil-hexano, CH₃CH₂–CH(CH₃)–CH(CH₃)–CH₂CH₃, com os dois centros quirais de configurações opostas (plano de simetria interno); b) X = 2-clorobutano. |
**Análise do problema** A reação de um cloreto de alquila com sódio metálico em meio anidro é a **síntese de Wurtz**: 2 R–Cl + 2 Na → R–R + 2 NaCl Logo, Y é um alcano simétrico R–R. Para Y ter dois carbonos quirais e, ainda assim, não … |
| 9 (Química) | ✓ | A = p‑xileno (1,4‑dimetilbenzeno, C₈H₁₀, M = 106 g/mol). |
**Resolução** **1) Massa molar de A pela crioscopia (benzeno como solvente)** ΔT_c = K_c · W W = ΔT_c / K_c = 1,28 / 5,12 = 0,25 mol·kg⁻¹ Número de mols de A: n = W · m_solvente = 0,25 × 2 = 0,50 mol Massa molar: M_A = 53 g / 0,50 mo… |
| 10 (Química) | ✓ | t ≈ 4,8×10⁸ anos (≈ 480 milhões de anos) |
**Resolução** O ²³²Th decai (série do tório) até o ²⁰⁸Pb, estável. Como todo o chumbo é radiogênico e o sistema permaneceu fechado, cada átomo de ²⁰⁸Pb presente hoje corresponde a um átomo de ²³²Th que decaiu desde a formação do mineral.… |