Atividades de BNCC Ensino Médio - Química para a 3ª série do Ensino Médio com gabarito

Na 3ª série, costumo perceber que trabalhar Química pela BNCC exige mais do que revisar fórmulas: preciso ajudar a turma a interpretar situações, selecionar dados e justificar cada etapa do cálculo. Nesta sequência, os temas passam por nitrificação, acidez, equilíbrio ácido-base, materiais, neutralização e combustão. São contextos que permitem retomar conteúdos importantes do Ensino Médio sem perder de vista o sentido químico do problema.

Organizei oito questões com alternativas e comentários para que você possa usar o material como atividade, revisão ou diagnóstico. Ao corrigir, vale pedir que os estudantes expliquem por que descartaram os distratores, e não apenas que indiquem a letra correta. Assim, fica mais fácil localizar se a dificuldade está na conversão de unidades, na leitura da proporção estequiométrica ou na interpretação de pH e equilíbrio.

O que o aluno de 3ª série precisa saber sobre BNCC Ensino Médio - Química

Na 3ª série, espero que o estudante consiga mobilizar conhecimentos de Química para interpretar transformações e resolver problemas com dados quantitativos. Nesta sequência, isso significa relacionar massa, quantidade de matéria e proporção em reações; distinguir a concentração inicial de um ácido da concentração de H⁺ no equilíbrio; interpretar pH, pKa e a composição de soluções tampão; e reconhecer como as propriedades químicas dos materiais influenciam seu uso. Também é importante compreender que os produtos de uma transformação dependem da equação balanceada e que a conservação da matéria orienta os cálculos. Em situações ligadas ao nitrogênio e à combustão, o aluno precisa acompanhar o elemento químico entre reagentes e produtos, sem confundir a massa do composto com a massa de um de seus constituintes. O objetivo não é aplicar uma fórmula de memória, mas escolher uma estratégia, explicitar as relações usadas e verificar se o resultado faz sentido no contexto apresentado.

O que ele precisa saber antes

Para aproveitar as questões, a turma precisa ter contato prévio com massa molar, quantidade de matéria e conversão entre gramas, mols e volume. Também entram a leitura de equações químicas e a interpretação dos coeficientes como proporções entre partículas ou mols. Nas questões de ácido-base, são necessários conceitos de molaridade, neutralização, dissociação de ácidos fracos, equilíbrio químico e cálculo de pH. A relação entre pH e pKa ajuda na questão sobre NH₃/NH₄⁺ e no cálculo de tampão. Para a combustão do etanol, é preciso usar densidade para obter a massa a partir do volume e, depois, aplicar a estequiometria. Se algum desses pontos estiver distante para a turma, uma retomada curta antes da atividade pode tornar a avaliação mais justa e informativa.

Onde os alunos mais erram

Um erro recorrente nestes exercícios é tratar a massa de uma substância como se fosse a massa de um elemento que ela contém. Isso aparece no cálculo do nitrogênio presente na amônia: é preciso encontrar quantos mols de NH₃ há e lembrar que cada mol contém um mol de N. Outro ponto delicado é ignorar os coeficientes da equação ou usar diretamente o volume sem antes relacioná-lo à concentração. Nas neutralizações, a proporção é 1:1, mas as concentrações diferentes fazem com que os volumes também sejam diferentes.

Nos problemas de equilíbrio, alguns caminhos tentadores levam a respostas próximas, mas inadequadas. No ácido acético diluído, tratar o ácido fraco como completamente ionizado ou usar uma aproximação sem verificar sua validade altera o resultado. Em tampões e na relação NH₃/NH₄⁺, inverter a razão entre as espécies muda o sinal ou o sentido da interpretação. Já na combustão, igualar a massa de CO₂ à massa do etanol ignora que o oxigênio também participa dos produtos. Quando aparecer um distrator plausível, eu costumo pedir que a turma mostre qual hipótese produziria aquele valor: esse passo transforma a alternativa errada em oportunidade de revisão.

Como trabalhar em sala

• Faça uma leitura de dados antes dos cálculos. Peça que os estudantes sublinhem o que é dado, o que se quer descobrir e quais unidades aparecem. Essa rotina ajuda a separar massa molar, concentração e volume.
• Monte uma tabela de proporções. Em neutralização ou combustão, registre a quantidade de cada espécie indicada pela equação. A visualização ajuda a evitar a troca entre mols de reagente e de produto.
• Compare métodos de resolução. Para pH, contraste a hipótese de ionização completa com a expressão de equilíbrio do ácido fraco. Converse sobre quando uma aproximação é aceitável, em vez de tratá-la como regra universal.
• Use os distratores como diagnóstico. Depois da votação individual, peça que duplas expliquem uma alternativa incorreta. A justificativa revela se a dificuldade está em conceito, proporção, logaritmo ou unidade.
• Feche com uma questão de transferência. Convide a turma a criar uma situação curta que use a mesma habilidade, como outra neutralização 1:1 ou uma conversão massa-mol. Não é necessário material especial: quadro, calculadora e discussão organizada bastam.

Questões prontas de BNCC Ensino Médio - Química para a 3ª série do Ensino Médio (com gabarito comentado)

As questões a seguir podem ser aplicadas em sequência ou separadas por assunto. Nas correções, mantenha as unidades em cada etapa e estimule os alunos a explicar o raciocínio, especialmente quando uma alternativa parecer próxima do resultado esperado.

1. Nitrogênio presente na amônia

Uma amostra contém 34,0 g de NH₃. Se todo o nitrogênio dessa amônia for convertido em nitrato (NO₃⁻) por nitrificação, qual a massa de nitrogênio (N) liberada? (MM: N = 14,0; NH₃ = 17,0).

• ❌ A) 14,0 g de N — corresponde à massa de um mol de nitrogênio, mas a amostra contém 2,00 mol de NH₃.
• ❌ B) 17,0 g de N — 17,0 g/mol é a massa molar da amônia, não a massa total de N presente nos 34,0 g da amostra.
• ✅ C) 28,0 g de N — 34,0 ÷ 17,0 = 2,00 mol de NH₃. Cada mol contém um mol de N; portanto, 2,00 × 14,0 = 28,0 g.
• ❌ D) 56,0 g de N — o resultado é maior que a massa total da amostra e não corresponde à proporção de nitrogênio em NH₃.
• ❌ E) 34,0 g de N — considera que toda a massa da amônia é nitrogênio, ignorando a contribuição do hidrogênio.

Gabarito comentado: primeiro convertemos a massa de NH₃ em mols; depois usamos a proporção de um átomo de N por molécula de amônia. A amostra tem dois mols de N, equivalentes a 28,0 g. É uma boa questão para retomar massa molar e composição de compostos.

2. pH de uma solução diluída de ácido acético

Uma amostra de vinagre foi diluída até atingir concentração analítica de 1,00 × 10⁻³ mol·L⁻¹ de ácido acético (CH₃COOH). O equilíbrio é CH₃COOH(aq) ⇌ H⁺(aq) + CH₃COO⁻(aq). A 25 °C, Ka = 1,8 × 10⁻⁵ e pH = −log[H⁺]. Desprezando a autoionização da água, qual é o pH com duas casas decimais?

• ❌ A) pH = 3,00 — trata o ácido fraco como completamente ionizado e iguala [H⁺] à concentração analítica.
• ❌ B) pH = 2,90 — usa [H⁺] = Ka·C, que não substitui a expressão de equilíbrio neste caso.
• ❌ C) pH = 3,63 — decorre de uma aproximação que despreza uma parcela significativa da concentração inicial do ácido.
• ✅ D) pH = 3,90 — com x = [H⁺], Ka = x²/(1,00 × 10⁻³ − x) = 1,8 × 10⁻⁵. A solução fornece x ≈ 1,25 × 10⁻⁴ mol·L⁻¹ e pH ≈ 3,90.
• ❌ E) pH = 4,74 — toma Ka diretamente como concentração de H⁺, sem resolver o equilíbrio.

Gabarito comentado: a concentração analítica não é igual à concentração de H⁺ formada. Como se trata de um ácido fraco, a expressão do equilíbrio considera a quantidade que permanece sem ionizar. Depois de encontrar x, aplicamos pH = −log[H⁺].

3. Aço inox em contato com alimentos ácidos

Uma pessoa prefere usar panela de aço inox em vez de ferro comum para cozinhar alimentos ácidos. Qual benefício químico está associado a essa escolha?

• ❌ A) Maior durabilidade em altas temperaturas, como em frituras — a questão trata do contato com ácidos, não de uma vantagem térmica que diferencie os materiais.
• ❌ B) Melhor condutividade elétrica que o ferro comum — essa propriedade não explica a escolha para cozinhar alimentos ácidos.
• ❌ C) Menor custo — o aço inox geralmente não é a alternativa mais barata em relação ao ferro comum.
• ❌ D) Menor peso — não é esse o benefício químico associado ao material no contexto apresentado.
• ✅ E) Maior resistência à corrosão, reduzindo a liberação de íons metálicos — a camada protetora do aço inox dificulta a corrosão em contato com substâncias ácidas.

Gabarito comentado: o foco é a resistência química. É útil pedir aos estudantes que diferenciem corrosão de propriedades como custo, massa e comportamento em altas temperaturas.

4. Massa de sal formada em uma neutralização

Ao neutralizar 250,0 mL de HCl 0,100 M com NaOH 0,100 M, qual a massa de NaCl formada? Reação: HCl + NaOH → NaCl + H₂O.

• ❌ A) 1,00 g de NaCl — não corresponde à quantidade de produto calculada a partir dos mols de HCl.
• ❌ B) 0,50 g de NaCl — é uma massa ainda menor e não resulta da proporção da reação.
• ✅ C) 1,46 g de NaCl (aprox.) — n(HCl) = 0,250 L × 0,100 mol·L⁻¹ = 0,0250 mol. A proporção é 1:1, então formam-se 0,0250 mol de NaCl; 0,0250 × 58,44 = 1,461 g.
• ❌ D) 2,92 g de NaCl — corresponde a uma massa excessiva para os 0,0250 mol de produto formados.
• ❌ E) 3,00 g de NaCl — não considera corretamente a quantidade de matéria disponível e a relação estequiométrica.

Gabarito comentado: convertemos mililitros para litros, calculamos mols de HCl e usamos a proporção 1:1 da equação. A massa molar do NaCl converte o resultado em gramas.

5. Fração de NH₃ em água a pH 8,50

Em água a pH 8,50, qual a fração percentual do nitrogênio total presente como NH₃ (amônia não protonada), sabendo pKa(NH₄⁺/NH₃) = 9,25? Apresente o valor com uma casa decimal.

• ❌ A) 75,0% — não é coerente com a razão entre pH e pKa informada.
• ✅ B) Aproximadamente 15,1% — a razão [NH₃]/[NH₄⁺] = 10^(8,50 − 9,25) ≈ 0,1778. A fração é 0,1778/(1 + 0,1778) ≈ 0,151, ou 15,1%.
• ❌ C) 60% como NH₄⁺ — não responde à fração de NH₃ e também não resulta da relação quantitativa fornecida.
• ❌ D) 50,0% — esse valor não corresponde à razão entre pH e pKa; as duas formas não estão em proporções iguais.
• ❌ E) 5,5% — não é o resultado do cálculo da razão e da conversão para fração percentual.

Gabarito comentado: primeiro usamos Henderson–Hasselbalch para obter a razão entre as espécies; depois transformamos essa razão em fração do total. É importante não confundir a razão [NH₃]/[NH₄⁺] com o percentual de NH₃.

6. pH de uma solução tampão

Uma solução contém 0,10 M CH₃COOH e 0,020 M CH₃COO⁻. Dado Ka(CH₃COOH) = 1,8 × 10⁻⁵, calcule o pH do tampão.

• ❌ A) pH ≈ 3,05 — não resulta da razão entre base conjugada e ácido nas concentrações dadas.
• ❌ B) pH ≈ 6,05 — é alto demais para as proporções informadas e não corresponde à aplicação da equação do tampão.
• ✅ C) pH ≈ 4,05 — pKa = −log(1,8 × 10⁻⁵) ≈ 4,745. Então pH = pKa + log(0,020/0,10) = 4,745 + log(0,2) ≈ 4,05.
• ❌ D) pH ≈ 5,00 — não corresponde ao cálculo com a concentração de acetato menor que a de ácido acético.
• ❌ E) pH ≈ 2,00 — sugere acidez muito maior que a indicada pela composição do tampão.

Gabarito comentado: a equação usa a razão entre a base conjugada e o ácido. Como há menos acetato que ácido acético, o termo logarítmico é negativo e o pH fica abaixo do pKa.

7. Volume de HCl necessário para neutralizar NaOH

Qual o volume de HCl 0,050 mol·L⁻¹ necessário para neutralizar 25,0 mL de NaOH 0,100 mol·L⁻¹? Reação: NaOH + HCl → NaCl + H₂O.

• ❌ A) 25,0 mL de HCl 0,050 mol·L⁻¹ — fornece metade dos mols necessários para neutralizar a base.
• ✅ B) 50,0 mL de HCl 0,050 mol·L⁻¹ — n(NaOH) = 0,0250 L × 0,100 mol·L⁻¹ = 0,00250 mol. A proporção 1:1 exige a mesma quantidade de HCl; V = 0,00250/0,050 = 0,0500 L, ou 50,0 mL.
• ❌ C) 50,0 mL de HCl 0,100 mol·L⁻¹ — essa concentração maior forneceria o dobro dos mols de ácido necessários.
• ❌ D) 100,0 mL de HCl 0,050 mol·L⁻¹ — excede o volume necessário para a neutralização completa.
• ❌ E) 10,0 mL de HCl 0,050 mol·L⁻¹ — não fornece os 0,00250 mol de HCl requeridos.

Gabarito comentado: calculamos os mols da base, aplicamos a proporção 1:1 e só então usamos a concentração do ácido para encontrar o volume. Acompanhar as unidades ajuda a evitar a troca entre as duas molaridades.

8. Massa de CO₂ formada na combustão do etanol

Ao queimar completamente 1,00 L de etanol combustível (C₂H₅OH; d = 0,789 g·mL⁻¹), calcule a massa de CO₂ formada. Use M(C₂H₅OH) = 46,07 g·mol⁻¹ e M(CO₂) = 44,01 g·mol⁻¹. Reação: C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O.

• ❌ A) O etanol gera CO₂ apenas em proporção 1:1 — a equação mostra que um mol de etanol produz dois mols de CO₂.
• ✅ B) Aproximadamente 1,51 × 10³ g de CO₂ (1,51 kg) — 1.000 mL × 0,789 = 789 g de etanol; 789/46,07 ≈ 17,13 mol; isso produz 34,26 mol de CO₂, cuja massa é 34,26 × 44,01 ≈ 1,507 × 10³ g.
• ❌ C) 789 g — iguala a massa do etanol à do CO₂ e desconsidera o oxigênio que também participa da combustão.
• ❌ D) 1,00 kg — não resulta da conversão de volume em massa seguida da proporção estequiométrica.
• ❌ E) 2,00 kg — é maior que o valor calculado com a densidade, as massas molares e a equação balanceada.

Gabarito comentado: a densidade converte volume de etanol em massa. Em seguida, passamos para mols e usamos a proporção de dois mols de CO₂ para cada mol de etanol. O oxigênio dos produtos também vem do O₂ reagente, por isso a massa de CO₂ pode superar a massa inicial de etanol.

Para continuar a revisão

Você pode aplicar todas as questões como uma prova curta ou selecionar blocos para retomar os pontos que precisam de mais atenção. Para ampliar a prática por habilidade, veja também as questões da habilidade EM13CNT105, as questões da habilidade EM13CNT307 e as questões da habilidade EM13CNT101. Se quiser adaptar a atividade à sua turma, acesse o gerador de provas do GeraProva ou faça seu cadastro grátis.

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