Simulado ENEM de Química: gases, energia e Universo

Química, 2ª série: Simulado ENEM de Química: gases, energia e Universo

1. No século XIX, antes da descoberta das reações nucleares, alguns cientistas se perguntaram por quanto tempo o Sol poderia brilhar se sua energia viesse da combustão de um material como o carvão. Considere os dados aproximados:

   • massa do Sol: 2,0 · 10³⁰ kg;
   • energia liberada na combustão do carvão: 3,0 · 10⁷ J por kg;
   • potência emitida pelo Sol: 4,0 · 10²⁶ J por segundo;
   • 1 ano ≈ 3,2 · 10⁷ s.

   Se o Sol inteiro fosse de carvão queimando, o tempo de brilho estimado e a conclusão correta seriam

   1. acerca de 5 milhões de anos, tempo suficiente para explicar toda a evolução da vida na Terra
   2. bcerca de 50 anos, tempo tão curto que o Sol já deveria ter se apagado antes do surgimento humano
   3. ccerca de 5 bilhões de anos, tempo compatível com a idade da Terra, o que confirma a combustão
   4. dcerca de 5 mil anos, tempo compatível com a idade da Terra indicada pelos estudos geológicos
   5. ecerca de 5 mil anos, tempo muito menor que a idade da Terra, o que exige outra fonte de energia

2. Segundo os modelos atuais, nos primeiros minutos após o Big Bang formaram-se praticamente apenas hidrogênio e hélio; os demais elementos surgiram depois, no interior das estrelas. Ainda hoje, a matéria comum do Universo tem, em massa, cerca de 74% de hidrogênio e 24% de hélio. Considerando essas porcentagens, para cada átomo de hélio existem, aproximadamente, quantos átomos de hidrogênio?

   Dados: H = 1; He = 4.

   1. a3
   2. b6
   3. c12
   4. d18
   5. e74

3. Radiossondas são balões que levam sensores meteorológicos até grandes altitudes. Um balão foi lançado com 5,0 m³ de hélio, a 1,0 atm e 27 °C. A certa altitude, a pressão externa é de 0,10 atm e a temperatura, de −53 °C. Supondo que a pressão do gás no balão seja igual à externa e comportamento de gás ideal, o volume do balão nessa altitude será de aproximadamente

   1. a3,7 m³
   2. b37 m³
   3. c50 m³
   4. d68 m³
   5. e500 m³

4. Um fogareiro de acampamento queima etanol (C₂H₅OH), e apenas 50% da energia liberada chega à água da panela. Deseja-se aquecer 1,0 L de água (1 000 g) de 20 °C até 100 °C. A massa de etanol a ser queimada é de aproximadamente

   Dados: calor específico da água = 4,18 J/(g·°C); ΔH de combustão do etanol = −1 368 kJ/mol; H = 1, C = 12, O = 16.

   1. a0,49 g
   2. b11 g
   3. c22 g
   4. d34 g
   5. e46 g

5. Leia o texto.

   O nitrogênio (N₂) e o oxigênio (O₂) formam cerca de 99% do ar seco, mas praticamente não contribuem para o efeito estufa. Já o gás carbônico, o metano e o vapor de água, presentes em quantidades muito menores, absorvem a radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra.

   Uma explicação química para essa diferença é que

   1. aN₂ e O₂ têm dois átomos iguais, e suas vibrações não alteram a distribuição de cargas da molécula
   2. bCO₂ e CH₄ são mais leves que o N₂ e sobem até as camadas altas da atmosfera
   3. cN₂ e O₂ são moléculas polares, e moléculas polares nunca interagem com a radiação infravermelha
   4. dN₂ e O₂ são gases nobres e, por isso, não interagem com nenhum tipo de radiação
   5. eCO₂ e CH₄ são substâncias iônicas, que absorvem radiação ao se dissociar no ar

6. O hidrogênio libera muita energia por quilograma na combustão, mas seu armazenamento é um desafio para veículos. Para ter uma ideia, considere 1,0 kg de H₂ a 27 °C e 1,0 atm. Considerando comportamento de gás ideal, o volume ocupado é de aproximadamente

   Dados: H = 1; R = 0,082 atm·L/(mol·K); 1 m³ = 1 000 L.

   1. a1,2 m³
   2. b6,2 m³
   3. c11,2 m³
   4. d12,3 m³
   5. e24,6 m³

7. A matriz elétrica brasileira é predominantemente hidrelétrica. Em períodos de seca, com reservatórios baixos, o sistema aciona mais usinas termelétricas, que queimam gás natural, óleo ou carvão; nesses meses, a conta de luz costuma vir com bandeira tarifária vermelha. Uma consequência ambiental desse acionamento é

   1. ao aumento do volume de água nos reservatórios, pois as termelétricas produzem água
   2. bo fim do consumo de combustíveis fósseis, que passam a ser usados só nas hidrelétricas
   3. ca redução das emissões de gás carbônico, pois as termelétricas substituem as hidrelétricas
   4. da eliminação da poluição do ar, pois as termelétricas modernas não emitem gases
   5. eo aumento das emissões de gás carbônico por quilowatt-hora gerado no país

8. Monitores de gás carbônico vêm sendo usados em salas de aula para indicar quando é preciso ventilar o ambiente. Em uma sala de 150 m³, o aparelho indicou 1 500 ppm de CO₂, em volume. Isso significa que há 1 500 L de CO₂ em cada milhão de litros de ar. O volume total de CO₂ no ar da sala é de aproximadamente

   Dado: 1 m³ = 1 000 L.

   1. a0,23 L
   2. b2,3 L
   3. c22,5 L
   4. d225 L
   5. e2 250 L

9. Em uma propriedade rural, um biodigestor produz biogás com 60% de metano em volume. O biogás alimenta um gerador que transforma em eletricidade 30% da energia da combustão. Considere 1,0 m³ (1 000 L) de biogás a 27 °C e 1,0 atm, e que o volume molar dos gases nessas condições é 24,6 L/mol. A energia elétrica obtida é de aproximadamente

   Dados: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O, ΔH = −890 kJ/mol; 1 kWh = 3 600 kJ.

   1. a0,60 kWh
   2. b1,8 kWh
   3. c6,0 kWh
   4. d18 kWh
   5. e22 kWh

10. O gelo-seco (CO₂ sólido) é usado para transportar vacinas e alimentos congelados. Ele sublima, passando diretamente a gás. Considere 1,0 kg de gelo-seco que sublimou totalmente dentro de um carro fechado, a 27 °C e 1,0 atm, com volume molar de 24,6 L/mol nessas condições. O volume de gás carbônico liberado é de aproximadamente

    Dados: C = 12; O = 16.

    1. a23 L
    2. b509 L
    3. c560 L
    4. d1 100 L
    5. e24 600 L

11. Leia o trecho de uma reportagem.

    O hidrogênio é a fonte de energia limpa e inesgotável do futuro, pois existe em quantidade praticamente ilimitada na água dos oceanos.

    Do ponto de vista da Química, a afirmação deve ser corrigida, pois

    1. ao hidrogênio da água já está combinado, e separá-lo exige no mínimo a energia que sua combustão devolve
    2. bseparar o hidrogênio da água libera muito mais energia do que a sua combustão consome depois, nos motores
    3. ca água dos oceanos não contém hidrogênio, apenas oxigênio e sais dissolvidos em grande quantidade
    4. da combustão do hidrogênio produz gás carbônico, e por isso essa fonte de energia não pode ser limpa
    5. eo hidrogênio é um gás nobre que não reage com o oxigênio e, portanto, não libera energia ao queimar

12. Em La Paz, na Bolívia, a cerca de 3 600 m de altitude, a pressão atmosférica é aproximadamente 0,65 atm, e o ar continua com 21% de O₂ em quantidade de matéria. Populações que vivem há milhares de anos no altiplano andino e no planalto do Tibete apresentam características hereditárias que facilitam a vida nessas condições, como diferenças na concentração de hemoglobina ou na resposta do organismo à falta de oxigênio. Considerando a pressão parcial de O₂ ao nível do mar igual a 0,21 atm, é correto afirmar que

    1. aa pressão parcial de O₂ em La Paz é cerca de 0,14 atm, e cada morador adquiriu as características ao se esforçar para respirar
    2. ba pressão parcial de O₂ em La Paz é 0,21 atm, igual à do nível do mar, pois a porcentagem de oxigênio no ar é a mesma
    3. ca pressão parcial de O₂ em La Paz é cerca de 0,32 atm, maior que ao nível do mar, por causa do frio da altitude
    4. da pressão parcial de O₂ em La Paz é cerca de 0,65 atm, e por isso nenhuma adaptação seria vantajosa nessa altitude
    5. ea pressão parcial de O₂ em La Paz é cerca de 0,14 atm, e a seleção natural favoreceu características vantajosas nessa condição

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