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IA ao vivo / IME 2027 · 2ª fase · Química

DESEMPENHO NESTA PROVA

Claude Opus 5.5

Na prova IME 2027 · 2ª fase · Química.

QuestãoCom a maioriaResposta finalResposta
1 (Química) ✓

≈ 0,87 g de MnO₂ (reações: MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O; Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂)

**Reações envolvidas** 1. Obtenção do cloro, a partir da pirolusita com HCl concentrado: $$\text{MnO}_2 + 4\,\text{HCl} \rightarrow \text{MnCl}_2 + \text{Cl}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O}$$ 2. Liberação do bromo, pela oxidação do brometo pe…
2 (Química) ✓

a) Ciclo de Carnot no diagrama P×V: 1→2 compressão isotérmica a T₁, 2→3 compressão adiabática até T₃ > T₁, 3→4 expansão isotérmica a T₃, 4→1 expansão adiabática de volta a T₁, percorrido no sentido horário; b) W₂ = −C_v(T₃−T₁) e W₄ = +C_v(T₃−T₁) se anulam, logo W_tot = W₁ + W₃ = R(T₃−T₁)ln(V₁/V₂).

**Leitura do ciclo.** As etapas I e III são isotérmicas e reversíveis, já que são lentas. As etapas II e IV são adiabáticas, porque são tão rápidas que não há troca de calor (Q = 0). Na etapa II o gás é comprimido sem trocar calor, logo …
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⁻¹

**a) Ordem em relação a cada reagente** Comparando os experimentos 1 e 2, [SO₂] fica constante e [O₃] cai à metade (0,40 → 0,20). A velocidade não muda (0,118 → 0,118). Logo: (1/2)ᵇ = 1 ⇒ b = 0, ordem zero em O₃. Comparando os experime…
4 (Química) =

a) ligações de hidrogênio (duas, O–H···O=C, formando um anel de 8 membros); b) dímero cíclico com duas pontes de hidrogênio entre as carboxilas de duas moléculas de CH₃COOH, como no esquema acima; c) Kc ≈ 16,4 L·mol⁻¹, supondo 1 mol·L⁻¹ inicial; d) T_f ≈ 5,11 °C (ΔT ≈ 0,34 K)

**a) Interação no dímero cíclico** O dímero se forma por **ligações de hidrogênio**. Elas são duas e recíprocas: o O–H da carboxila de uma molécula interage com o O da carbonila (C=O) da outra. Isso fecha um anel de 8 membros. **b) Estr…
5 (Química) ✓

n‑heptano (C₇H₁₆), pois ΔH − ΔU = 450·16,6 = 7470 J = Δn·R·T, o que dá Δn_gás = 3, valor obtido apenas na combustão C₇H₁₆ + 11 O₂ → 7 CO₂ + 8 H₂O.

**Resposta: n‑heptano** **1. Calor medido em cada calorímetro** Toda a energia liberada pela combustão é absorvida pelo calorímetro, cuja capacidade térmica é C = 450 J·K⁻¹. Variações em °C e em K são iguais. - A volume constante: q_V …
6 (Química) ✓

a) CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O; b) α = 0,40 (40 %); c) Kc = 8/3 ≈ 2,67

**a) Equação balanceada (esterificação de Fischer)** CH₃COOH(l) + CH₃CH₂OH(l) ⇌ CH₃COOCH₂CH₃(l) + H₂O(l) São formados acetato de etila e água, na proporção 1 : 1 : 1 : 1. **b) Grau de equilíbrio do ácido acético** Massas molares: - CH…
7 (Química) ≠

a) α = 1, β = 2, γ = –1; b) k = 1,25×10⁻² L·mol⁻¹·s⁻¹; c) v = 1,25×10⁻²[A][B]²[C]⁻¹; d) ordem global 2

**Ordens obtidas:** α = 1, β = 2, γ = –1. O experimento 4, como impresso, não fecha com nenhum dos expoentes (detalhe no item a). Adotei a lei que concorda com os experimentos 1 a 3 e com o mecanismo dado. **a) Ordens α, β e γ** **Pelo …
8 (Química) ✓

a) Y = meso-(3R,4S)-3,4-dimetil-hexano, com as metilas de C3 e C4 dispostas simetricamente (plano de simetria interno); b) X = 2-clorobutano

**Ideia central:** a reação de um haleto de alquila com sódio metálico em meio anidro é a síntese de Wurtz. Ela une dois grupos alquila iguais: 2 R–Cl + 2 Na → R–R + 2 NaCl Portanto, Y é simétrico (R–R). **Condições sobre Y:** - Y tem …
9 (Química) ✓

A é o p‑xileno (1,4‑dimetilbenzeno), C₈H₁₀, com M = 106 g/mol.

**Massa molar de A (crioscopia)** O abaixamento da temperatura de congelamento é dado por $$\Delta T_c = K_c \cdot W = K_c\cdot\frac{m_A/M_A}{m_{solvente}(\text{kg})}$$ Substituindo os dados: $$1{,}28 = 5{,}12\cdot\frac{53/M_A}{2} \;\…
10 (Química) ✓

t ≈ 4,9×10⁸ anos (≈ 490 milhões de anos)

**Raciocínio** A idade sai da razão ²⁰⁸Pb/²³²Th, que é o dado medido. Os teores de ThO₂ e U₃O₈ e a meia-vida do ²³⁸U não entram no cálculo, porque não foi dada a razão ²⁰⁶Pb/²³⁸U. **1. Relação entre chumbo formado e tório restante** Se…