1ª Fase

Em 1926, o físico austríaco Erwin Schrödinger formulou a equação que descreve matematicamente o comportamento ondulatório do elétron no átomo. As soluções da equação para o átomo de hidrogênio levam naturalmente ao surgimento dos números quânticos principal $(n)$, azimutal $(l)$ e magnético $(m_l)$, que caracterizam os orbitais atômicos. A descrição completa dos estados eletrônicos inclui ainda o número quântico de spin $(m_s)$, introduzido posteriormente.

Considere um elétron pertencente ao subnível 3p. Com base nas definições dos números quânticos, assinale a alternativa correta.

1. O número quântico principal do elétron é $n = 2$.
2. O número quântico azimutal do elétron é $l = 2$.
3. O número quântico magnético do elétron pode assumir os valores $m_l = -1$, $0$ ou $+1$.
4. O elétron só pode apresentar spin $m_s = +\frac{1}{2}$.
5. O subnível ao qual o elétron pertence comporta, no máximo, oito elétrons.

Sejam as duas moléculas abaixo:

Considere que ambas sofrerão mononitração nos anéis aromáticos via substituição eletrofílica.

Dentre as opções a seguir, indique aquela que apresenta as posições mais viáveis de introdução do grupo nitro nas moléculas I e II, respectivamente.

1. 5 e 2
2. 4 e 3
3. 6 e 2
4. 3 e 3
5. 4 e 2

Considere as seguintes reações:

1. oxidação de $\ce{CrCl3}$ com $\ce{Br2}$ em meio básico ($\ce{KOH}$).
2. oxidação de $\ce{KNO2}$ com $\ce{KMnO4}$ em meio ácido ($\ce{H2SO4}$).
3. ação do $\ce{Cl2}$ em água de cal ($\ce{Ca(OH)2}$) a frio.

Assinale a alternativa que contém APENAS reações quimicamente possíveis.

1. i. $\ce{2 CrCl3 + 3 Br2 + 16 KOH -> 2 K2CrO3 + 6 KBr + 6 KCl + 8 H2O + O2}$;
   ii. $\ce{5 KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 2 MnO2 + K2SO4 + 5 KNO3 + 2 SO2 + 3 H2O}$;
   iii. $\ce{2 Cl2 + 2 Ca(OH)2 -> Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2 H2O}$
2. i. $\ce{2 CrCl3 + 3 Br2 + 16 KOH -> 2 K2CrO4 + 6 KBr + 6 KCl + 8 H2O}$;
   ii. $\ce{5 KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 2 MnSO4 + K2SO4 + 5 KNO3 + 3 H2O}$;
   iii. $\ce{2 Cl2 + 2 Ca(OH)2 -> Ca(ClO)2 + CaCl2 + 2 H2O}$
3. i. $\ce{2 CrCl3 + 3 Br2 + 16 KOH -> 2 K2CrO4 + 6 KBr + 6 KCl + 8 H2O}$;
   ii. $\ce{5 KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 2 MnO2 + K2SO4 + 5 KNO3 + 2 SO2 + 3 H2O}$;
   iii. $\ce{2 Cl2 + Ca(OH)2 -> CaCl2 + Cl2O + H2O}$
4. i. $\ce{2 CrCl3 + 3 Br2 + 16 KOH -> 2 K2CrO4 + 6 KBr + 6 KCl + 8 H2O}$;
   ii. $\ce{5 KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 2 MnO2 + K2SO4 + 5 KNO3 + 2 SO2 + 3 H2O}$;
   iii. $\ce{2 Cl2 + Ca(OH)2 -> CaCl2 + Cl2O + H2O}$
5. i. $\ce{2 CrCl3 + 3 Br2 + 16 KOH -> 2 K2CrO3 + 6 KBr + 6 KCl + 8 H2O + O2}$;
   ii. $\ce{5 KNO2 + 2 KMnO4 + 3 H2SO4 -> 2 MnSO4 + K2SO4 + 5 KNO3 + 3 H2O}$;
   iii. $\ce{2 Cl2 + Ca(OH)2 -> CaCl2 + Cl2O + H2O}$

Uma indústria química realiza o tratamento eletrolítico de soluções contendo íons cloreto para a produção de cloro gasoso, amplamente utilizado na desinfecção de água e em processos industriais. Durante uma etapa do processo, uma corrente elétrica constante de $\pu{11 A}$ é aplicada por $52$ minutos a uma solução aquosa de cloreto crômico.

Considerações:

• O cloro é liberado no anodo segundo a reação: $\ce{2 Cl- -> Cl2 + 2 e-}$
• Constante de Faraday $= \pu{96500 C}$/mol de elétrons.

Assinale a alternativa que apresenta o volume aproximado, em litros, de gás cloro produzido nas CNTP.

1. $0,18$
2. $0,36$
3. $2,0$
4. $4,0$
5. $8,0$

Sobre o penta-2,3-dieno, é correto afirmar que:

1. sua molécula não apresenta isomeria ótica.
2. reage com alcenos pelo mecanismo de Diels-Alder, produzindo um cicloalcano.
3. as duas ligações $\pi$ compartilham o mesmo conjunto de orbitais p paralelos, formando um único sistema $\pi$ estendido.
4. sua molécula apresenta 3 carbonos com hibridização sp².
5. a ozonólise completa de sua molécula produz duas moléculas de etanal e uma molécula de gás carbônico.

Tendo em vista a tabela a seguir, acerca da primeira energia de ionização dos elementos do segundo período da Tabela Periódica:

Pode-se afirmar que, com relação à primeira energia de ionização, a do:

1. Lítio é a menor porque o seu raio atômico é o menor dentre os elementos do segundo período.
2. Berílio é mais alta do que a do Boro, pois é mais difícil remover um elétron do orbital 2p do que de um orbital 2s.
3. Oxigênio é mais baixa do que a do Nitrogênio porque, naquele, há repulsão intereletrônica de um par de elétrons no suborbital 2p.
4. Flúor é mais alta do que a do Oxigênio porque, naquele, há repulsão intereletrônica de dois pares de elétrons no suborbital 2p.
5. Neônio é a mais alta do seu Grupo pois se trata do gás nobre de maior raio atômico.

Assinale a única alternativa correta.

1. O DNA é formado pelas bases nitrogenadas adenina, guanina, citosina e timina. As duas primeiras são purinas e as duas últimas são pirimidinas.
2. Gorduras são uma fonte eficiente de armazenamento de energia porque seus átomos de carbono apresentam estados de oxidação mais altos que os átomos de carbono nos carboidratos e nas proteínas.
3. Vitaminas hidrossolúveis tendem a se acumular no corpo, então consumi-las em excesso pode ser prejudicial.
4. A celulose é um polímero cujo monômero é a frutose.
5. Caseína, queratina e lignina são exemplos de proteínas.

A variação da energia livre de Gibbs em condições não padrão é descrita pela equação:

$$\Delta G = \Delta G^o + RT \ln(Q)$$

A hidrólise do ATP pode ser representada por:

$$\ce{ATP + H2O -> ADP + P_i}$$

Considere uma célula a $\pu{25 °C}$, na qual as concentrações são mantidas constantes com os valores:

• $[\ce{ATP}] = \pu{1e-3 mol/L}$
• $[\ce{ADP}] = \pu{1e-4 mol/L}$
• $[\ce{P_i}] = \pu{1e-2 mol/L}$

Dados:

• $\Delta G^o = \pu{-7,7e3 cal/mol}$
• $R = \pu{1,987 cal//mol.K}$
• $\ln(10) = 2{,}303$

Assinale a alternativa que apresenta o valor mais próximo de $\Delta G$ e a interpretação correta do processo:

1. $\Delta G = \pu{-3,61e3 cal/mol}$; a reação encontra-se em equilíbrio.
2. $\Delta G = \pu{-1,18e4 cal/mol}$; a reação é espontânea no sentido direto.
3. $\Delta G = \pu{+4,1e3 cal/mol}$; a reação não é espontânea.
4. $\Delta G = \pu{-7,7e3 cal/mol}$; a reação encontra-se em equilíbrio.
5. $\Delta G = 0$; as concentrações indicam que $Q$ é igual à constante de equilíbrio $K$.

Considere as reações a seguir:

1. $\ce{HCO3^- (aq) + OH^- (aq) -> CO3^2- (aq) + H2O(l)}$

2. $\ce{HCO3^- (aq) + HF(aq) -> H2CO3(aq) + F^- (aq)}$

3. $\ce{BF3(g) + (CH3)3N(g) -> (CH3)3N.BF3(s)}$

4. $\ce{[Fe(H2O)6]^3+ (aq) + SCN^- (aq) -> [Fe(SCN)(H2O)5]^2+ (aq) + H2O(l)}$

Sobre essas reações, analise as afirmativas:

I. A teoria de Arrhenius classifica o $\ce{HCO3^-}$ como ácido na reação i e como base na reação ii.

1. A trimetilamina atua como base quando a reação iii é interpretada pela teoria de Brønsted-Lowry.

2. A reação iv é uma reação ácido-base segundo a teoria de Lewis.

Está correto o que se afirma em:

1. I e III, apenas.
2. II e III, apenas.
3. I, apenas.
4. II, apenas.
5. III, apenas.

Três recipientes rígidos $A$, $B$ e $C$, de volume $V$, $2V$ e $3V$, respectivamente, contêm uma mistura gasosa ideal formada por até três gases inertes $X$, $Y$, $Z$, à mesma temperatura. Inicialmente, os recipientes estão isolados entre si e possuem pressões totais $P$, $2P$ e $3P$, respectivamente. Além disso, desconhece-se as pressões parciais dos gases em cada recipiente. Após a abertura simultânea das válvulas que os interligam, e o estabelecimento do equilíbrio à mesma temperatura, as pressões parciais finais uniformes em todo o sistema são $P_X$, $P_Y$, $P_Z$.

Antes da abertura das válvulas, sabe-se que:

1. o recipiente $A$ não contém o gás $Z$.

2. o recipiente $B$ não contém o gás $Y$.

3. o recipiente $C$ não contém o gás $X$.

Indique qual das alternativas a seguir apresenta os limites estritamente aplicáveis ao processo, em termos de $P_X$, $P_Y$ e $P_Z$.

1. $P/3 \leq P_X + P_Y \leq 5P/2$
2. $0 \leq P_X \leq 2P/3$
3. $2P/3 \leq P_X + P_Z \leq 7P/3$
4. $0 \leq P_Y \leq P/2$
5. $P/3 \leq P_Y + P_Z \leq 5P/3$