Questõesde ENEM sobre Transformações Químicas e Energia

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ENEM 2019 - Química - Sistemas Gasosos - Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases. Princípio de Avogadro., Transformações Químicas e Energia, Transformações Químicas, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

O gás hidrogênio é considerado um ótimo combustível — o único produto da combustão desse gás é o vapor de água, como mostrado na equação química.


2 H2 (g) + O2 (g) → 2 H2O (g)


Um cilindro contém 1 kg de hidrogênio e todo esse gás foi queimado. Nessa reação, são rompidas e formadas ligações químicas que envolvem as energias listadas no quadro.




Massas molares ( g/mol ): H2 = 2; O2 = 32; H2O = 18.

Qual é a variação da entalpia, em quilojoule, da reação de combustão do hidrogênio contido no cilindro?

A
−242 000
B
−121 000
C
−2 500
D
+110 500
E
+234 000
9ff7f623-b7
ENEM 2019 - Química - Soluções: características, tipos de concentração, diluição, mistura, titulação e soluções coloidais., Grandezas: massa, volume, mol, massa molar, constante de Avogadro e Estequiometria., Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess., Soluções e Substâncias Inorgânicas, Representação das transformações químicas

O etanol é um combustível renovável obtido da cana-de-açúcar e é menos poluente do que os combustíveis fósseis, como a gasolina e o diesel. O etanol tem densidade 0,8 g/cm3 , massa molar 46 g mol e calor de combustão aproximado de −1 300 kJ/mol . Com o grande aumento da frota de veículos, tem sido incentivada a produção de carros bicombustíveis econômicos, que são capazes de render até 20 km/L em rodovias, para diminuir a emissão de poluentes atmosféricos.

O valor correspondente à energia consumida para que o motorista de um carro econômico, movido a álcool, percorra 400 km na condição de máximo rendimento é mais próximo de

A
565 MJ.
B
452 MJ.
C
520 kJ.
D
390 kJ.
E
348 kJ.
9fcd35d7-b7
ENEM 2019 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Algumas moedas utilizam cobre metálico em sua composição. Esse metal, ao ser exposto ao ar úmido, na presença de CO2, sofre oxidação formando o zinabre, um carbonato básico de fórmula Cu2(OH)2CO3, que é tóxico ao homem e, portanto, caracteriza-se como um poluente do meio ambiente. Com o objetivo de reduzir a contaminação com o zinabre, diminuir o custo de fabricação e aumentar a durabilidade das moedas, é comum utilizar ligas resultantes da associação do cobre com outro elemento metálico.

A propriedade que o metal associado ao cobre deve apresentar para impedir a formação de zinabre nas moedas é, em relação ao cobre,

A
maior caráter ácido.
B
maior número de oxidação.
C
menor potencial de redução.
D
menor capacidade de reação.
E
menor número de elétrons na camada de valência.
4b147259-0a
ENEM 2019 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

Glicólise é um processo que ocorre nas células, convertendo glicose em piruvato. Durante a prática de exercícios físicos que demandam grande quantidade de esforço, a glicose é completamente oxidada na presença de O2. Entretanto, em alguns casos, as células musculares podem sofrer um déficit de O2 e a glicose ser convertida em duas moléculas de ácido lático. As equações termoquímicas para a combustão da glicose e do ácido lático são, respectivamente, mostradas a seguir:


C6H12O6 (s) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (l) ∆cH = −2 800 kJ

CH3CH(OH)COOH (s) + 3 O2 (g) → 3 CO2 (g) + 3 H2O (l) ∆cH = −1 344 kJ


O processo anaeróbico é menos vantajoso energeticamente porque

A
libera 112 kJ por mol de glicose.
B
libera 467 kJ por mol de glicose.
C
libera 2 688 kJ por mol de glicose.
D
absorve 1 344 kJ por mol de glicose.
E
absorve 2 800 kJ por mol de glicose.
4b0d3a5b-0a
ENEM 2019 - Química - Química Orgânica, Transformações Químicas e Energia, Tipos de Reações Orgânicas: Substituição, Adição e Eliminação., Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday., Tipos de Reações Orgânicas: Oxidação, Redução e Polimerização.

Estudos mostram o desenvolvimento de biochips utilizados para auxiliar o diagnóstico de diabetes melito, doença evidenciada pelo excesso de glicose no organismo. O teste é simples e consiste em duas reações sequenciais na superfície do biochip, entre a amostra de soro sanguíneo do paciente, enzimas específicas e reagente (iodeto de potássio, KI), conforme mostrado na imagem.



Após a adição de soro sanguíneo, o fluxo desloca- -se espontaneamente da esquerda para a direita (ii) promovendo reações sequenciais, conforme as equações 1 e 2. Na primeira, há conversão de glicose do sangue em ácido glucônico, gerando peróxido de hidrogênio:


Equação 1

C6H12O6 (aq) + O2 (g) + H2O (l) C6H12O7 (aq) + H2O2 (aq)


Na segunda, o peróxido de hidrogênio reage com íons iodeto gerando o íon tri-iodeto, água e oxigênio.


Equação 2

2 H2O2 (aq) + 3 l− (aq) → I3− (aq) + 2 H2O (I) + O2 (g)


GARCIA, P. T. et al. A Handheld Stamping Process to Fabricate Microfluidic Paper-Based Analytical Devices with Chemically Modified Surface for Clinical Assays. RSC Advances, v. 4, 13 ago. 2014 (adaptado).


O tipo de reação que ocorre na superfície do biochip, nas duas reações do processo, é

A
análise.
B
síntese.
C
oxirredução.
D
complexação.
E
ácido-base.
4aef82e6-0a
ENEM 2019 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Grupos de pesquisa em todo o mundo vêm buscando soluções inovadoras, visando a produção de dispositivos para a geração de energia elétrica. Dentre eles, pode-se destacar as baterias de zinco-ar, que combinam o oxigênio atmosférico e o metal zinco em um eletrólito aquoso de caráter alcalino. O esquema de funcionamento da bateria zinco-ar está apresentado na figura.



No funcionamento da bateria, a espécie química formada no ânodo é

A
H2 (g).
B
O2 (g).
C
H2O (l).
D
OH− (aq).
E
Zn(OH)4 2− (aq).
4aae7154-0a
ENEM 2019 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Para realizar o desentupimento de tubulações de esgotos residenciais, é utilizada uma mistura sólida comercial que contém hidróxido de sódio (NaOH) e outra espécie química pulverizada. Quando é adicionada água a essa mistura, ocorre uma reação que libera gás hidrogênio e energia na forma de calor, aumentando a eficiência do processo de desentupimento. Considere os potenciais padrão de redução (Eo) da água e de outras espécies em meio básico, expressos no quadro.


Semirreação de redução Eo (V)

2 H2O + 2 e− → H2 + 2 OH− −0,83

Co(OH)2 + 2 e− → Co + 2 OH− −0,73

Cu(OH)2 + 2 e− → Cu + 2 OH− −0,22

PbO + H2O + 2 e− → Pb + 2 OH− −0,58

Al(OH)4− + 3 e− → Al + 4 OH− −2,33

Fe(OH)2 + 2 e− → Fe + 2 OH− −0,88


Qual é a outra espécie que está presente na composição da mistura sólida comercial para aumentar sua eficiência?

A

Al

B
Co
C
Cu(OH)2
D
Fe(OH)2
E
Pb
5b3b29f6-0e
ENEM 2018 - Química - Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos., Transformações Químicas e Energia

O elemento radioativo tório (Th) pode substituir os combustíveis fósseis e baterias. Pequenas quantidades desse elemento seriam suficientes para gerar grande quantidade de energia. A partícula liberada em seu decaimento poderia ser bloqueada utilizando-se uma caixa de aço inoxidável. A equação nuclear para o decaimento do é:



Considerando a equação de decaimento nuclear, a partícula que fica bloqueada na caixa de aço inoxidável é o(a)

A
alfa.
B
beta.
C
próton.
D
nêutron.
E
pósitron.
5afb83f5-0e
ENEM 2018 - Química - Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos., Transformações Químicas e Energia

O terremoto e o tsunami ocorridos no Japão em 11 de março de 2011 romperam as paredes de isolamento de alguns reatores da usina nuclear de Fukushima, o que ocasionou a liberação de substâncias radioativas. Entre elas está o iodo-131, cuja presença na natureza está limitada por sua meia-vida de oito dias.


O tempo estimado para que esse material se desintegre até atingir 1/16 da sua massa inicial é de

A
8 dias.
B
16 dias.
C
24 dias.
D
32 dias.
E
128 dias.
98c68885-e8
ENEM 2018 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Células solares à base de TiO2 sensibilizadas por corantes (S) são promissoras e poderão vir a substituir as células de silício. Nessas células, o corante adsorvido sobre o TiO2 é responsável por absorver a energia luminosa (hv), e o corante excitado (S*) é capaz de transferir elétrons para o TiO2. Um esquema dessa célula e os processos envolvidos estão ilustrados na figura. A conversão de energia solar em elétrica ocorre por meio da sequência de reações apresentadas.



A reação 3 é fundamental para o contínuo funcionamento da célula solar, pois

A
reduz íons I- a I3-.
B
regenera o corante.
C
garante que a reação 4 ocorra.
D
promove a oxidação do corante.
E
transfere elétrons para o eletrodo de TiO2.
98bfd0f6-e8
ENEM 2018 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

Por meio de reações químicas que envolvem carboidratos, lipídeos e proteínas, nossas células obtêm energia e produzem gás carbônico e água. A oxidação da glicose no organismo humano libera energia, conforme ilustra a equação química, sendo que aproximadamente 40% dela é disponibilizada para atividade muscular.


C6H12O6( s ) + 6 O2 (g) → 6 CO2 (g) + 6 H2O (I) ΔcH= -2 800 kJ

Considere as massas molares (em g mol-1): H = 1; C=12; O = 16.

LIMA, L. M.; FRAGA, C.A. M.; BARREIRO, E. J. Química na saúde. São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, 2010 (adaptado).


Na oxidação de 1,0 grama de glicose, a energia obtida para atividade muscular, em quilojoule, é mais próxima de

A
6,2.
B
15,6.
C
70,0.
D
622,2.
E
1 120,0.
9894bdcd-e8
ENEM 2018 - Química - Equilíbrio Químico, Transformações Químicas e Energia, Sistemas Homogêneos: Solubilidade dos Sais, Hidrólise dos Sais e Curvas de Titulação., Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday., Sistemas Homogêneos: Constantes: Kc e Kp. Deslocamento do Equilíbrio: Fatores.

O sulfeto de mercúrio(ll) foi usado como pigmento vermelho para pinturas de quadros e murais. Esse pigmento, conhecido como vermilion, escurece com o passar dos anos, fenômeno cuja origem é alvo de pesquisas. Aventou-se a hipótese de que o vermilion seja decomposto sob a ação da luz, produzindo uma fina camada de mercúrio metálico na superfície. Essa reação seria catalisada por íon cloreto presente na umidade do ar.

WOGAN, T. Mercury's Dark Influence on Art. Disponível em: www.chemistryworld.com. Acesso em: 26 abr. 2018 (adaptado).


Segundo a hipótese proposta, o íon cloreto atua na decomposição fotoquímica do vermilion

A
reagindo como agente oxidante.
B
deslocando o equilíbrio químico.
C
diminuindo a energia de ativação.
D
precipitando cloreto de mercúrio.
E
absorvendo a energia da luz visível.
9871cad0-e8
ENEM 2018 - Química - Grandezas: massa, volume, mol, massa molar, constante de Avogadro e Estequiometria., Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess., Representação das transformações químicas

O carro flex é uma realidade no Brasil. Estes veículos estão equipados com motor que tem a capacidade de funcionar com mais de um tipo de combustível. No entanto, as pessoas que têm esse tipo de veículo, na hora do abastecimento, têm sempre a dúvida: álcool ou gasolina? Para avaliar o consumo desses combustíveis, realizou-se um percurso com um veículo flex, consumindo 40 litros de gasolina e no percurso de volta utilizou-se etanol. Foi considerado o mesmo consumo de energia tanto no percurso de ida quanto no de volta.

O quadro resume alguns dados aproximados sobre esses combustíveis.



O volume de etanol combustível, em litro, consumido no percurso de volta é mais próximo de

A
27.
B
32.
C
37.
D
58.
E
67.
98754555-e8
ENEM 2018 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Em 1938 o arqueólogo alemão Wilhelm Konig, diretor do Museu Nacional do Iraque, encontrou um objeto estranho na coleção da instituição, que poderia ter sido usado como uma pilha, similar às utilizadas em nossos dias. A suposta pilha, datada de cerca de 200 a.C., é constituída de um pequeno vaso de barro (argila) no qual foram instalados um tubo de cobre, uma barra de ferro (aparentemente corroída por ácido) e uma tampa de betume (asfalto), conforme ilustrado. Considere os potenciais-padrão de redução: (Fe2+|Fe) = -0,44 V; (H+|H2) = 0,00 V; e (Cu2+|Cu) = +0,34 V.



Nessa suposta pilha, qual dos componentes atuaria como cátodo?

A
A tampa de betume.
B
O vestígio de ácido.
C
A barra de ferro.
D
O tubo de cobre.
E
O vaso de barro.
19b42932-4b
ENEM 2014 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

A escolha de uma determinada substância para ser utilizada como combustível passa pela análise da poluição que ela causa ao ambiente e pela quantidade de energia liberada em sua combustão completa. O quadro apresenta a entalpia de combustão de algumas substâncias. As massas molares dos elementos H, C e O são, respectivamente, iguais a 1 g/mol, 12 g/mol e 16 g/mol.



Levando-se em conta somente o aspecto energético, a substância mais eficiente para a obtenção de energia, na combustão de 1 kg de combustível, é o

A
etano.
B
etanol.
C
metanol.
D
acetileno.
E
hidrogênio.
1941a784-4b
ENEM 2014 - Química - Radioatividade: Reações de Fissão e Fusão Nuclear, Desintegração Radioativa e Radioisótopos., Transformações Químicas e Energia

Partículas beta, ao atravessarem a matéria viva, colidem com uma pequena porcentagem de moléculas e deixam atrás de si um rastro aleatoriamente pontilhado de radicais livres e íons quimicamente ativos. Essas espécies podem romper ainda outras ligações moleculares, causando danos celulares.


HEWITT, P. G. Física conceitual. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).


A capacidade de gerar os efeitos descritos dá-se porque tal partícula é um

A
elétron e, por possuir massa relativa desprezível, tem elevada energia cinética translacional.
B
nêutron e, por não possuir carga elétrica, tem alta capacidade de produzir reações nucleares.
C
núcleo do átomo de hélio (He) e, por possuir massa elevada, tem grande poder de penetração.
D
fóton e, por não possuir massa, tem grande facilidade de induzir a formação de radicais livres.
E
núcleo do átomo de hidrogênio (H) e, por possuir carga positiva, tem alta reatividade química.
0e949e35-4e
ENEM 2013 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

O Instituto Luiz Coimbra (UFRJ) lançou o primeiro ônibus urbano movido a hidrogênio do Hemisfério Sul, com tecnologia inteiramente nacional. Sua tração provém de três fontes de energia, sendo uma delas a pilha de combustível, na qual o hidrogênio, gerado por um processo eletroquímico, reage com o oxigênio do ar, formando água.

FRAGA, I. Disponível em: http://cienciahoje.uol.com.br. Acesso em: 20 jul. 2010 (adaptado).


A transformação de energia que ocorre na pilha de combustível responsável pelo movimento do ônibus decorre da energia cinética oriunda do(a)

A
calor absorvido na produção de água.
B
expansão gasosa causada pela produção de água.
C
calor liberado pela reação entre o hidrogênio e o oxigênio.
D
contração gasosa causada pela reação entre o hidrogênio e o oxigênio.
E
eletricidade gerada pela reação de oxirredução do hidrogênio com o oxigênio.
0e40b42c-4e
ENEM 2013 - Química - Transformações Químicas e Energia, Relações da Química com as Tecnologias, a Sociedade e o Meio Ambiente, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Após o desmonte da bateria automotiva, é obtida uma pasta residual de 6 kg, em que 19%, em massa, é dióxido de chumbo(IV), 60%, sulfato de chumbo(N) e 21%, chumbo metálico. O processo pirometalúrgico é o mais comum na obtenção do chumbo metálico, porém, devido à alta concentração de sulfato de chumbo(II), ocorre grande produção de dióxido de enxofre (SO2), causador de problemas ambientais. Para eliminar a produção de dióxido de enxofre, utiliza-se o processo hidrometalúrgico, constituído de três etapas, no qual o sulfato de chumbo(II) reage com carbonato de sódio a 1,0 mol/L a 45 °C, obtendo-se um sal insolúvel (etapa 1), que, tratado com ácido nítrico, produz um sal de chumbo solúvel (etapa 2) e, por eletrólise, obtém-se o chumbo metálico com alto grau de pureza (etapa 3).

ARAÚJO, R. V. V et al. Reciclagem de chumbo de bateria automotiva: estudo de caso. Disponível em: www.iqsc.usp.br. Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado).


Considerando a obtenção de chumbo metálico a partir de sulfato de chumbo(II) na pasta residual, pelo processo hidrometalúrgico, as etapas 1, 2 e 3 objetivam, respectivamente,

A
a lixiviação básica e dessulfuração; a lixiviação ácida e solubilização; a redução do Pb2+ em Pb0.
B
a lixiviação ácida e dessulfuração; a lixiviação básica e solubilização; a redução do Pb4+ em Pb0.
C
a lixiviação básica e dessulfuração; a lixiviação ácida e solubilização; a redução do Pb0 em Pb2+
D
a lixiviação ácida e dessulfuração; a lixiviação básica e solubilização; a redução do Pb2+ em Pb0.
E
a lixiviação básica e dessulfuração; a lixiviação ácida e solubilização; a redução do Pb4+ em Pb0.
0e5004eb-4e
ENEM 2013 - Química - Transformações Químicas e Energia, Eletroquímica: Oxirredução, Potenciais Padrão de Redução, Pilha, Eletrólise e Leis de Faraday.

Se dermos uma mordida em um pedaço de papel alumínio colocado em cima de uma obturação de amálgama (combinação do mercúrio metálico com metais e/ou ligas metálicas), sentiremos uma dor causada por uma corrente que pode chegar até 30 μA.

SILVA, R. R. et al. Química Nova na Escola, São Paulo, n. 13, maio 2001 (adaptado).


O contato dos materiais metálicos citados produz

A
uma pilha, cujo fluxo de elétrons é espontâneo.
B
uma eletrólise, cujo fluxo de elétrons não é espontâneo.
C
uma solução eletrolítica, cujo fluxo de elétrons é espontâneo.
D
um sistema galvânico, cujo fluxo de elétrons não é espontâneo.
E
um sistema eletrolítico, cujo fluxo de elétrons não é espontâneo.
18b976da-4d
ENEM 2012 - Química - Transformações Químicas e Energia, Termoquímica: Energia Calorífica, Calor de reação, Entalpia, Equações e Lei de Hess.

A usina termelétrica a carvão é um dos tipos de unidades geradoras de energia elétrica no Brasil. Essas usinas transformam a energia contida no combustível (carvão mineral) em energia elétrica.


Em que sequência ocorrem os processos para realizar essa transformação?

A
A usina transforma diretamente toda a energia química contida no carvão em energia elétrica, usando reações de fissão em uma célula combustível.
B
A usina queima o carvão, produzindo energia térmica, que é transformada em energia elétrica por dispositivos denominados transformadores.
C
A queima do carvão produz energia térmica, que é usada para transformar água em vapor. A energia contida no vapor é transformada em energia mecânica na turbina e, então, transformada em energia elétrica no gerador.
D
A queima do carvão produz energia térmica, que é transformada em energia potencial na torre da usina. Essa energia é então transformada em energia elétrica nas células eletrolíticas.
E
A queima do carvão produz energia térmica, que é usada para aquecer água, transformando-se novamente em energia química, quando a água é decomposta em hidrogênio e oxigênio, gerando energia elétrica.