2008 – Teste Intermédio – 10ºAno – fevereiro

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Imediatamente após o Big-Bang, há cerca de 15 mil milhões de anos, o Universo era constituído por partículas subatómicas, como neutrões, protões e electrões, e por radiação electromagnética, numa permanente interconversão de partículas e energia.

Iniciada a expansão e o consequente arrefecimento do Universo, a partir de certo momento (t ≈ 3 min), houve condições para a ocorrência de reacções nucleares que originaram os primeiros núcleos.

Decorridos cerca de 300 000 anos, formaram-se os primeiros átomos estáveis, como os de hidrogénio e os de hélio.

Aproximadamente dois milhões de anos depois, formaram-se as estrelas, nas quais as reacções nucleares originaram elementos mais pesados, como oxigénio, carbono, azoto e ferro.

1.1. Seleccione, com base no texto, a opção que completa correctamente a frase seguinte.

A formação de núcleos atómicos no Universo não foi simultânea com o aparecimento de partículas subatómicas, porque…

(A) … a energia era insuficiente para permitir que neutrões e protões formassem núcleos atómicos.

(B) … a energia era tão elevada que, mesmo que se formassem núcleos atómicos, eram imediatamente destruídos.

(C) … o aparecimento de núcleos atómicos dependia das dimensões do Universo e, consequentemente, da sua contracção.

(D) … o aparecimento de núcleos atómicos dependia apenas da quantidade existente de partículas subatómicas.

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

1.2. Seleccione, de entre as seguintes reacções nucleares, a que corresponde a uma reacção nuclear de fusão.

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

• 10ºano – Química – Domínio 1 – subdomínio 2 (Energia dos eletrões nos átomos)

1.3. De acordo com o texto, o hidrogénio terá sido o primeiro átomo estável a formar-se.

Relativamente ao átomo de hidrogénio, seleccione a alternativa correcta.

(A) O átomo encontra-se no estado de energia máxima quando o electrão está no nível de energia n = 1.

(B) Quando o átomo passa de um estado excitado para o estado fundamental, emite radiação ultravioleta.

(C) O espectro de emissão do átomo é descontínuo, mas o seu espectro de absorção é contínuo.

(D) Quando o electrão transita entre quaisquer dois níveis, o valor da energia emitida pelo átomo é sempre o mesmo.

1.4. Relativamente ao lítio, um dos primeiros elementos formados, seleccione a alternativa correcta.

(A) O átomo de lítio não pode ter electrões na orbital caracterizada pelo conjunto de números quânticos n = 3, = 0, m = 0.

(B) Um dos electrões do átomo de lítio, no estado fundamental, pode caracterizar-se pelo conjunto de números quânticos n = 1, = 0, m = 0 e ms = ½.

(C) Dois dos electrões do átomo de lítio caracterizam-se pelo mesmo conjunto de números quânticos.

(D) O electrão mais energético do átomo de lítio, no estado fundamental, ocupa uma orbital com l = 1.

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

• 10ºano – Química – Domínio 1 – subdomínio 2 (Energia dos eletrões nos átomos)

1.5. A configuração electrónica de um átomo de azoto no estado fundamental é 1s² 2s² 2p_x¹ 2p_y¹ 2p_z¹.

Embora em qualquer orbital possam existir dois electr.es, cada orbital p encontra-se semipreenchida.

Indique o nome da regra aplicada no preenchimento das orbitais 2p.

• 10ºano – Química – Domínio 1 – subdomínio 3 (Tabela periódica)

1.6. Relativamente aos elementos dos grupos 1 e 17 da Tabela Periódica, nos quais se incluem, respectivamente, o lítio e o flúor, seleccione a afirmação correcta.

(A) O raio atómico do lítio é superior ao raio atómico do flúor.

(B) A energia de ionização do flúor é inferior à energia de ionização do lítio.

(C) O elemento metálico do grupo 1 que tem maior raio atómico é o lítio.

(D) O elemento do grupo 17 que tem menor energia de ionização é o flúor.

1.7. O efeito fotoeléctrico, interpretado por Einstein, consiste na ejecção de electrões por superfícies metálicas, quando nelas incidem determinadas radiações.

Seleccione a opção que completa correctamente a frase seguinte.

Quando um fotão de luz amarela de energia 3,4 x 10^–19 J incide sobre uma placa de lítio, ocorre a ejecção de um electrão com energia cinética igual a…

(A) … 1,6 x 10^–19 J.

(B) … 1,8 x 10^–19 J.

(C) … 3,4 x 10^–19 J.

(D) … 5,0 x 10^–19 J.

Energia mínima de remoção do lítio = 1,6 x 10^–19 J/electrão

*O conteúdo deste item  já não faz parte dos atuais referenciais programáticos da disciplina. 

• 11ºano – Física  – Domínio 1 – subdomínio 1 (Tempo, posição e velocidade)

1.8. No Universo actual, as distâncias entre os corpos celestes são de tal maneira grandes que houve necessidade de utilizar unidades de medida especiais.

A luz que, num dado instante, é emitida pela estrela Alfa de Centauro só é detectada na Terra 4,24 anos depois.

Calcule a distância entre a Terra e a estrela Alfa de Centauro, em unidades SI.

Apresente todas as etapas de resolução.

Critérios

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

⇒ Calcula a distância que a luz percorre num ano (d = 9,46 x 10¹⁵ m).

⇒ Calcula a distância entre a Terra e a estrela Alfa de Centauro em metros (d’ = 4,01 x 10¹⁶ m).

ou

⇒ Calcula o tempo que a luz demora a chegar à Terra, em segundos (t = 1,34 x 10⁸ s).

⇒ Calcula a distância entre a Terra e a estrela Alfa de Centauro em metros (d’ = 4,01 x 10¹⁶ m).

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

A actividade humana tem efeitos potencialmente desastrosos nas camadas superiores da atmosfera.

Certos produtos químicos libertados no ar, em particular os compostos genericamente denominados CFC, vastamente usados em refrigeração e na indústria electrónica, estão a destruir o ozono na estratosfera.

Sem esta camada de ozono estratosférica, a radiação ultravioleta solar atingiria a superfície da Terra com uma intensidade muito elevada, destruindo a maioria das moléculas que constituem o tecido vivo.

Em 1985, cientistas descobriram um «buraco» na camada de ozono, sobre a Antárctida, que, de um modo geral, tem vindo a aumentar de ano para ano.

Através de acordos internacionais, a utilização dos CFC tem vindo a ser abandonada, sendo estes substituídos por compostos que n.o destroem o ozono, permitindo que a luz solar produza naturalmente mais ozono estratosférico.

No entanto, serão necessárias várias décadas para reparar os danos causados na camada do ozono.

Esta situação é um exemplo de que comportamentos que foram adoptados no passado, e que ajudaram a assegurar a sobrevivência dos nossos antepassados, podem não ser os comportamentos mais sensatos no futuro.

Adaptado de Freedman, R. A., Kaufmann III, W. J., UNIVERSE, 6th edition,

W. H. Freeman and Company, New York 2002

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 1 (Ligação química)

2.1. «Comportamentos que foram adoptados no passado, e que ajudaram a assegurar a sobrevivência dos nossos antepassados, podem não ser os comportamentos mais sensatos no futuro.»

Escreva um texto no qual relacione esta frase com o restante conteúdo do texto acima apresentado, referindo-se a:

• Comportamentos anteriormente adoptados pela indústria e que vieram a revelar-se nocivos;

• Efeitos nocivos resultantes desses comportamentos;

• Medidas tomadas para minorar esses efeitos.

Critérios

Tópicos solicitados na resposta:

⇒ Vasta utilização dos CFC na indústria.

⇒ A libertação dos CFC para a atmosfera contribui para a destruição da camada de ozono, com consequências graves nos tecidos vivos.

⇒ Progressivo abandono da utilização dos CFC e/ou sua substituição por outros compostos que não afectam a camada de ozono.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

No caso de a resposta não atingir o nível 1 de desempenho no domínio específico da disciplina, a classificação a atribuir é zero pontos. Neste caso, não é classificado o desempenho no domínio da comunicação escrita em língua portuguesa.

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 3 (Transformações químicas)

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 3 (Transformações químicas)

2.3. A energia de ionização da molécula de oxigénio é 1,9 x 10^–18 J, enquanto a sua energia de dissociação é 8,3 x 10^–19 J.

As radiações, que são absorvidas pelas espécies químicas existentes na estratosfera, têm valores de energia entre 6,6 x 10^–19 J e 9,9 x 10^–19 J.

Com base nestes dados, indique, justificando, se o processo que ocorre na estratosfera será a dissociação ou a ionização da molécula de oxigénio.

Critérios

Ocorre o processo de dissociação.

A energia de dissociação da molécula de oxigénio está contida no intervalo de valores de energia das radiações absorvidas na estratosfera, enquanto que a energia de ionização desta molécula é superior a qualquer dos valores desse intervalo.

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

3. Actualmente, a troposfera é constituída por espécies maioritárias, como o azoto, N₂, o oxigénio, O₂, a água, H₂O, e o dióxido de carbono, CO₂, além de diversas espécies vestigiais, como o hidrogénio, H₂, o metano, CH₄, e o amoníaco, NH₃.

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 1 (Ligação química)

3.1. Considerando as moléculas de N₂ e de O₂, seleccione a alternativa que corresponde à representação correcta de uma dessas moléculas.

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 1 (Ligação química)

(A) A molécula H₂O tem geometria linear.

(B) A molécula NH₃ tem geometria piramidal trigonal.

(C) A molécula CH₄ tem geometria quadrangular plana.

(D) A molécula CO₂ tem geometria angular.

4. Em 1811, Avogadro concluiu que volumes iguais de gases diferentes, medidos nas mesmas condições de pressão e de temperatura, contém o mesmo número de partículas.

A partir deste princípio, tornou-se possível calcular o volume molar, Vm, de um gás e, também, a sua densidade, em quaisquer condições de pressão e temperatura.

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 2 (Gases e dispersões)

4.1. Calcule a densidade do dióxido de carbono (CO₂), em condições normais de pressão e temperatura (condições PTN).

Apresente todas as etapas de resolução.

Critérios

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

⇒ Calcula a massa molar do dióxido de carbono (M = 44,0 g mol^–1).

⇒ Calcula a densidade do dióxido de carbono em condições PTN (ρ = 1,96 g dm^–3).

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 2 (Gases e dispersões)

4.2. Tendo em conta a conclusão de Avogadro, seleccione a op..o que completa correctamente a frase seguinte.

Em condições PTN, …

(A) … uma mistura de 0,25 mol de O₂ e 0,75 mol de N₂ ocupa 22,4 dm³.

(B) … 1,0 mol de O₂ ocupa um volume menor do que 1,0 mol de CO₂.

(C) … a densidade de um gás é tanto maior quanto menor for a sua massa molar.

(D) … massas iguais de N₂ e de O₂ ocupam o mesmo volume.

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 2 (Gases e dispersões)

5. As soluções são misturas homogéneas, sendo constituídas por uma única fase.

A composição quantitativa de uma solução traduz-se, frequentemente, pela concentração expressa em mol dm^–3.

Para uma determinada actividade experimental, um grupo de alunos tem de preparar 250 cm³ de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, NaOH, com a concentração de 2,00 mol dm^–3.

Calcule a massa de hidróxido de sódio sólido que os alunos devem medir para preparar essa solução.

Apresente todas as etapas de resolução.

Critérios

A resolução deve apresentar, no mínimo, as seguintes etapas, para ser considerada correcta:

⇒ Calcula a quantidade de NaOH necessária para preparar a solução (n = 0,500 mol).

⇒ Calcula a massa molar de NaOH (M = 40,0 g mol^–1).

⇒ Calcula a massa de NaOH correspondente à quantidade anteriormente determinada (m = 20,0 g).

A classificação da resposta a este item é feita em função do enquadramento da mesma num dos níveis de desempenho, de acordo com a tabela seguinte:

• 10ºano – Química – Domínio 2 – subdomínio 1 (Ligação química)

6. Os principais constituintes do petróleo bruto e do gás natural são compostos orgânicos pertencentes à família dos alcanos, também designados por hidrocarbonetos saturados.

Relativamente aos alcanos, classifique cada uma das seguintes afirmações como verdadeira (V) ou falsa (F).

(A) Os alcanos têm fórmula geral C_nH_2n+2 (com n = 1,2 3, …, sendo n o número de átomos de carbono).

(B) O alcano designado por heptano tem apenas seis átomos de carbono.

(C) Os alcanos podem ter ligações carbono-carbono simples e duplas.

(D) Um dos átomos de carbono do 2,2-dimetilpropano está ligado a quatro átomos de carbono.

(E) Os alcanos são hidrocarbonetos por só conterem átomos de carbono e de hidrogénio.

(F) Um alcano com apenas três átomos de carbono pode ser ramificado.

(G) O hexano tem mais átomos de carbono do que o 2,3-dimetilbutano.

(H) Os CFC podem ser considerados derivados halogenados dos alcanos.

Critérios

• Verdadeiras : (A), (D), (E), (H)…………. 16 pontos

• Falsas : (B), (C), (F), (G)  

A classificação deste item deve ser efectuada de acordo com a tabela seguinte.

FIM