Exercícios sobre os alcanos (com respostas comentadas)
O estudo dos alcanos, também conhecidos como hidrocarbonetos saturados de cadeia aberta ou parafinas, é a porta de entrada para a compreensão da reatividade e da nomenclatura na Química Orgânica. Esses compostos são caracterizados por apresentarem apenas ligações covalentes simples entre seus átomos de carbono e por seguirem uma relação matemática fixa em suas fórmulas moleculares. Por serem compostos relativamente estáveis, suas principais transformações químicas envolvem reações de combustão (altamente exotérmicas e fundamentais para a matriz energética mundial) e reações de substituição (como a halogenação).
As questões a seguir testarão seus conhecimentos essenciais sobre esses temas no nível do 3º ano do Ensino Médio. Boa prática!
Questão 1
Os alcanos são hidrocarbonetos saturados de cadeia aberta. O termo "saturado" indica que, na estrutura molecular desses compostos:
a) existem apenas ligações covalentes simples entre os átomos de carbono.
b) há pelo menos uma ligação dupla entre carbonos.
c) a cadeia carbônica apresenta obrigatoriamente um anel aromático.
d) o composto possui o número máximo possível de átomos de oxigênio.
Resposta: Alternativa A.
O termo "saturado" refere-se à presença exclusiva de ligações simples (ligações sigma, σ) entre os átomos de carbono da cadeia. Isso significa que os carbonos estão com sua capacidade de ligação preenchida apenas por ligações simples, sem a presença de ligações duplas ou triplas (insaturações).
Questão 2
A fórmula geral dos alcanos de cadeia aberta é representada por CnH2n+2, onde "n" indica o número de átomos de carbono na molécula. Com base nessa fórmula, qual é a fórmula molecular de um alcano que possui exatamente 8 átomos de carbono?
a) C₈H₁₆
b) C₈H₁₈
c) C₈H₁₄
d) C₈H₂₀
Resposta: Alternativa B.
Aplicando a fórmula geral CnH2n+2 para n = 8: Número de carbonos (n) = 8. Número de hidrogênios = 2n + 2 = 2(8) + 2 = 16 + 2 = 18. Portanto, a fórmula molecular do octano é C₈H₁₈.
Questão 3
De acordo com as regras oficiais de nomenclatura da IUPAC, qual é o nome correto do alcano linear e não ramificado que apresenta a fórmula molecular C₅H₁₂?
a) Butano
b) Pentano
c) Hexano
d) Propano
Resposta: Alternativa B.
Para um composto com 5 carbonos, utilizamos o prefixo "pent". Como se trata de um alcano (ligações simples), o infixo é "an" e o sufixo característico dos hidrocarbonetos é "o". Juntando as partes, temos o pentano.
Questão 4
Considere o alcano ramificado de fórmula estrutural simplificada CH₃—CH(CH₃)—CH₂—CH₃. Seguindo as regras de nomenclatura da IUPAC, a cadeia principal deve ser numerada a partir da extremidade mais próxima da ramificação. O nome correto desse composto é:
a) 3-metilbutano
b) Metilpentano
c) 2-metilbutano
d) Dimetilpropano
Resposta: Alternativa C.
A cadeia principal possui 4 carbonos (butano). Numerando a cadeia da esquerda para a direita (para dar o menor número possível à ramificação), temos um grupo metil (—CH₃) ligado ao carbono 2. Portanto, o nome oficial é 2-metilbutano.
Questão 5
Devido à estabilidade das ligações simples C—C e C—H, os alcanos são compostos pouco reativos, motivo pelo qual também são chamados de parafinas. Sob condições adequadas, como presença de luz e calor, eles sofrem predominantemente reações de:
a) adição.
b) eliminação.
c) polimerização.
d) substituição.
Resposta: Alternativa D.
Como os alcanos são saturados (não possuem ligações duplas ou triplas para serem rompidas), eles não sofrem reações de adição. Sua reação característica é a de substituição, na qual um ou mais átomos de hidrogênio da molécula são substituídos por outros átomos ou grupos de átomos (como halogênios).
Questão 6
A halogenação é uma clássica reação de substituição em alcanos. Na cloração do metano (CH₄) em presença de luz ultravioleta, ocorre a substituição de um átomo de hidrogênio por um de cloro. Quais são os produtos formados nessa primeira etapa da reação?
a) CH₃Cl e HCl
b) CH₂Cl₂ e H₂
c) CH₃Cl e H₂
d) CCl₄ e HCl
Resposta: Alternativa A.
Na monocloração do metano, um átomo de cloro (proveniente do gás Cl₂) substitui um átomo de hidrogênio do metano. O hidrogênio liberado se liga ao outro átomo de cloro do reagente. A equação química do processo é: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl (clorometano e ácido clorídrico).
Questão 7
A combustão completa de qualquer hidrocarboneto gasoso ou líquido na presença de oxigênio suficiente (O₂) produz sempre os mesmos produtos inorgânicos. Assinale a alternativa que apresenta esses produtos:
a) Monóxido de carbono (CO) e água (H₂O).
b) Dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O).
c) Carbono elementar (fuligem) e água (H₂O).
d) Gás hidrogênio (H₂) e dióxido de carbono (CO₂).
Resposta: Alternativa B.
A combustão completa de um hidrocarboneto ocorre quando há oxigênio em abundância, oxidando completamente os átomos de carbono a dióxido de carbono (CO₂) e os de hidrogênio a água (H₂O), liberando grande quantidade de energia na forma de calor.
Questão 8
O gás de cozinha (GLP) é composto essencialmente por uma mistura de propano (C₃H₈) e butano (C₄H₁₀). A equação química balanceada que representa a combustão completa do gás propano é:
a) C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O
b) C₃H₈ + 3 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂
c) C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO + 4 H₂O
d) 2 C₃H₈ + 7 O₂ → 6 CO + 8 H₂O
Resposta: Alternativa A.
Para balancear a combustão completa do propano (C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O):
1. Balanceamos os carbonos: 3 carbonos no reagente geram 3 CO₂.
2. Balanceamos os hidrogênios: 8 hidrogênios no reagente geram 4 H₂O.
3. Somamos os oxigênios dos produtos: (3 x 2) + (4 x 1) = 10 oxigênios. Portanto, precisamos de 5 O₂ nos reagentes. A equação perfeitamente balanceada é: C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O.
Para praticar mais:
Exercícios sobre hidrocarbonetos (com gabarito explicado)
Exercícios sobre alcadienos (com gabarito explicado)
Exercícios sobre ciclanos (com respostas comentadas)
ALVES, Gustavo. Exercícios sobre os alcanos (com respostas comentadas). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-os-alcanos-com-respostas-comentadas/. Acesso em:
