“Prova de Química: Estequiometria para o 2º Ano do Ensino Médio”

Tema: Estequiometria
Etapa/Série: 2º ano – Ensino Médio
Disciplina: Química
Questões: 5

Prova de Química – Estequiometria

Aluno(a): ___________________________________

Data: _____ / _____ / _______

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Instruções:

Responda as questões a seguir com clareza e objetividade. Justifique suas respostas sempre que solicitado. Cada questão vale 2,0 pontos, totalizando 10,0 pontos.

Questões:

1. Estequiometria Básica

Considere a reação de combustão do metano (CH₄) com o oxigênio (O₂), que pode ser representada pela equação:

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Calcule a massa de CO₂ formada a partir da combustão de 16 g de CH₄. (Dado: massa molar do CO₂ = 44 g/mol)

2. Lei de Conservação da Massa

Durante uma reação química em um laboratório, foram pesados 10 g de Hidrogênio (H₂) e 80 g de Oxigênio (O₂) antes da reação. Após a conclusão da reação, a massa total do sistema foi medida e verificou-se que foi de 90 g. Explique como essa observação está relacionada à Lei de Conservação da Massa e identifique possíveis erros experimentais que poderiam ter ocorrido.

3. Cálculos Estequiométricos

Imagine que em uma reação entre o ácido clorídrico (HCl) e o carbonato de sódio (Na₂CO₃) a seguinte equação é estabelecida:

2 HCl + Na₂CO₃ → 2 NaCl + H₂O + CO₂

Se você iniciar a reação com 5 mol de Na₂CO₃, quantos mols de HCl serão necessários para reagir completamente? Justifique seu raciocínio.

4. Aplicações Práticas da Estequiometria

A fermentação do açúcar para produzir etanol (C₂H₅OH) ocorre segundo a seguinte reação:

C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂

Se forem utilizados 180 g de glicose (C₆H₁₂O₆), calcule a quantidade de etanol gerada, considerando a pureza da reação. (Dado: massa molar do C₂H₅OH = 46 g/mol)

5. Estequiometria e Energia

A reação de formação do óxido de nitrogênio (NO) pode ser expressa pela seguinte equação:

N₂ + O₂ → 2 NO

Explique como a estequiometria se relaciona com a energia liberada ou absorvida durante essa reação. Utilize conceitos de entalpia para embasar sua resposta.

Gabarito

1. Resposta:

A partir de 16 g de CH₄, temos 1 mol (massa molar do CH₄ = 16 g/mol). Conforme a equação balanceada, 1 mol de CH₄ produz 1 mol de CO₂. Assim, a massa de CO₂ produzida será:

1 mol de CO₂ = 44 g. Portanto, a resposta é 44 g de CO₂.

2. Resposta:

A Lei da Conservação da Massa afirma que, em uma reação química, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos. Se a reação mostrou 90 g, isso significa que há inconsistências, pois 10 g de H₂ + 80 g de O₂ deveria resultar em 90 g de produtos. Os erros podem incluir perda de gás durante a medição ou não consideração de produtos gasosos.

3. Resposta:

A equação balanceada mostra que 2 mols de HCl reagem com 1 mol de Na₂CO₃. Logo, para 5 mols de Na₂CO₃, são necessários 10 mols de HCl, pois 5 mols de Na₂CO₃ requerem 10 mols de HCl (5 × 2 = 10).

4. Resposta:

O cálculo é baseado na relação 1:2 da glicose e etanol. 180 g de glicose corresponde a 1 mol. Assim, 1 mol de glicose produzirá 2 mols de etanol, portanto: 2 × 46 g/mol = 92 g de etanol. Portanto, 92 g de etanol são gerados.

5. Resposta:

A estequiometria relaciona-se com a energia na medida em que a quantidade de mols de reagentes influencia a quantidade de energia liberada ou absorvida. Durante a formação de NO, a entalpia de reação indica se é endotérmica ou exotérmica, o que depende das ligações químicas envolvidas e se houver uma absorção ou liberação de calor. O balanceamento oferece a proporção adequada e consome energia, se necessário, para a reação acontecer.