ISTITUTO DI ISTRUZIONE SECONDARIA “DANIELE CRESPI” Liceo
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ISTITUTO DI ISTRUZIONE SECONDARIA “DANIELE CRESPI” Liceo Internazionale Classico e Linguistico VAPC02701R Liceo delle Scienze Umane VAPM027011 Via G. Carducci 4 – 21052 BUSTO ARSIZIO (VA) www.liceocrespi.it-Tel. 0331 633256 - Fax 0331 674770 - E-mail: CertINT® 2012 [email protected] C.F. 81009350125 – Cod.Min. VAIS02700D LAVORO ESTIVO DI SCIENZE Classe 3BSU 1 Tra le seguenti affermazioni relative alle particelle subatomiche, individua l’unica sbagliata: A si chiamano protoni le particelle che hanno carica elettrica positiva B la carica del protone e quella dell’elettrone sono uguali ma di segno opposto C la massa dei neutroni è circa uguale a quella dei protoni D la carica del neutrone è identica a quella del protone E la massa di un elettrone è circa 1840 volte più piccola di quella di un neutrone 2 In riferimento al modello atomico nucleare, che nelle sue linee essenziali rispecchia il modello di Rutherford, indica l’unica affermazione sbagliata: A l’atomo è come una sfera vuota perché gli elettroni si muovono in un volume enorme rispetto a quello del nucleo B l’atomo nel suo complesso è elettricamente neutro perché i neutroni neutralizzano la carica dei protoni C l’atomo presenta un nucleo centrale che contiene le particelle subatomiche più pesanti D gli elettroni si muovono incessantemente attorno al nucleo anche a distanze relativamente molto grandi E i protoni e i neutroni occupano un volume molto più piccolo di quello complessivo dell’atomo 3 In relazione al numero atomico, indica l’unica affermazione sbagliata: A il numero atomico si indica convenzionalmente con il simbolo Z B il numero atomico coincide con la massa relativa di un elemento C il numero atomico determina la carica nucleare D il numero atomico corrisponde al numero di elettroni presenti in un atomo E il numero atomico indica il numero di protoni presenti nel nucleo di un atomo 4 Completa la seguente tabella: 5 Simbolo dell’elemento A Z Carica nucleare Numero di neutroni Numero di elettroni …………… 79 35 …………… …………… …………… Se 79 …………… …………… …………… ……………… …………… …………… …………… +12 10 …………… Completa la seguente tabella: Nome dell’elemento Simbolo dell’isotopo Numero di massa Numero atomico piombo ……………… 214 ……………… 6 ……………… 135 5Cs ……………… ……………… ……………… ……………… 85 37 Un atomo è formato da 35 protoni e 46 neutroni; un altro atomo è formato 45 neutroni e ha A = 82; in base a queste informazioni indica per ogni affermazione se è vera o falsa. a) Il primo atomo ha un numero atomico più basso. b) I due atomi sono isotopi dello stesso elemento. c) I due atomi hanno la stessa energia di prima ionizzazione. d) I due atomi hanno la stessa massa. e) Il secondo atomo è costituito da un minore numero di particelle subatomiche f) Il secondo atomo contiene 37 elettroni. g) Gli elettroni del primo atomo si dispongono su 4 livelli energetici. h) La massa del primo atom è 81 u. V V V V V V V V F F F F F F F F 7 Il numero atomico del calcio è 20. In base a questa sola informazione, quale affermazione è sicuramente corretta? A tutti gli atomi di calcio sono costituiti da 20 protoni, 20 neutroni e 20 elettroni B tutti gli isotopi del calcio hanno numero di massa 20 C la massa atomica relativa degli atomi di calcio è maggiore di 20 u D gli elettroni del calcio si dispongono in tre livelli energetici E per indicare la struttura elettronica del calcio si usa la notazione Ca [Ne] s2 8 Analizzando i dati relativi alla progressiva ionizzazione dell’atomo di magnesio si osserva che: Ei' è minore di Ei''; Ei'' è molto minore di Ei'''; Ei''' è minore di Ei''''. Perché la differenza tra Ei'' e Ei''' è molto più grande delle altre due differenze? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 9 Scrivi la struttura elettronica dei seguenti elementi tenendo conto anche dei sottolivelli: a) ossigeno .......................................................................................................................................................... b) stronzio ........................................................................................................................................................... c) ferro ........................................................................................................................................................... 10 Un atomo ha il nucleo formato da 17 protoni e 18 neutroni; il nucleo di un altro atomo contiene 17 protoni e 17 neutroni. In quale dei due atomi è maggiore l’energia di prima ionizzazione? Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 11 L’atomo di litio (Z = 3) e l’atomo di sodio (Z = 11) hanno un solo elettrone nell’ultimo livello occupato; tuttavia l’energia di prima ionizzazione del sodio è minore dell’energia di prima ionizzazione del litio. Come si può spiegare questo fatto? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 12 Considera i dati della seguente tabella: Simbolo isotopo Z A X Y W 55 55 55 133 132 133 Numero di elettroni 54 55 55 Rispondi ora alle domande seguenti: a) Si può dire che X e Y sono isotopi? Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................... b) Si può dire che X e W sono isotopi? Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................... c) Scrivi il simbolo completo dell’isotopo di X, utilizzando il simbolo dell’elemento corrispondente. ........................................................................................................................................................... d) Quale elemento ha configurazione elettronica uguale a quella dell’isotopo di X? ........................................................................................................................................................... 13 Perché l’energia di terza ionizzazione del calcio (Z = 20) è maggiore dell’energia di prima ionizzazione dell’argo (Z = 18)? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 14 La struttura elettronica di un atomo è: X [Kr] s2 d9. Qual è l’ultimo livello energetico in cui si trovano gli elettroni dell’atomo? ........................................................................................................................................................... 15 Esiste un solo isotopo naturale dell’arsenico. Sapendo che il peso atomico dell’arsenico è 74,92 u, scrivi il suo simbolo. ........................................................................................................................................................... 16 Nello schema della tavola periodica, al posto dei simboli sono stati inseriti alcuni numeri che userai per rispondere alle domande. a) Quali elementi fanno parte dello stesso gruppo? ........................................................................................................................................................... b) Quali elementi fanno parte dello stesso periodo? ........................................................................................................................................................... c) Quale o quali elementi sono metalli alcalino-terrosi? ........................................................................................................................................................... d) Quali elementi sono metalli di transizione? ........................................................................................................................................................... e) Quale elemento ha il numero atomico più alto? ........................................................................................................................................................... f) Quale elemento appartiene alla famiglia degli alogeni? ........................................................................................................................................................... g) Perché non esistono i composti naturali dell’elemento individuato dal numero 2? ........................................................................................................................................................... 17 Quale delle seguenti famiglie chimiche è costituita da elementi che non appartengono allo stesso gruppo? A metalli alcalini B alogeni C metalli alcalino-terrosi D lantanidi E gas nobili 18 Descrivi brevemente le seguenti proprietà dei metalli: lucentezza, conducibilità termica, malleabilità. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 19 In relazione alle proprietà degli elementi che variano con periodicità, quale affermazione è corretta? A tra gli elementi di un stesso gruppo l’energia di prima ionizzazione cresce con l’aumentare di Z B tra gli elementi dello stesso periodo l’energia di prima ionizzazione decresce con l’aumentare di Z C tra gli elementi dello stesso gruppo il raggio atomico aumenta con l’aumentare di Z D tra gli elementi dello stesso periodo il raggio atomico aumenta con l’aumentare di Z E ogni periodo ha inizio con un metallo alcalino-terroso e termina con un gas nobile 20 Quale tra le seguenti non è una proprietà periodica degli elementi? A le formule dei composti con l’ossigeno B il numero di isotopi C l’energia di prima ionizzazione D il raggio atomico E le formule dei composti con l’idrogeno 21 Un elemento X, i cui atomi hanno 4 elettroni nel sottolivello p dell’ultimo livello occupato, forma con l’idrogeno composti binari con formula H2X. In base a questi dati è possibile stabilire qual è l’elemento? ........................................................................................................................................................... 22 A proposito dello stronzio, quale affermazione è sbagliata? A è un elemento della famiglia dei metalli alcalino-terrosi B a temperatura ambiente è solido C fa parte del gruppo 2 della tavola periodica D gli elettroni nell’ultimo livello occupato sono due E il periodo a cui appartiene è il 4° 23 Se un elemento appartiene al 3° periodo, si può affermare con certezza che: A l’ultimo livello occupato dagli elettroni dei suoi atomi è il terzo B i suoi atomi hanno tre elettroni nell’ultimo livello occupato C gli elettroni dei suoi atomi sono tanti da completare il terzo livello D i suoi atomi hanno numero atomico Z = 3 E il suo numero atomico è compreso tra 19 e 36 24 Quali elementi fanno parte del 2° periodo della tavola periodica? A tutti quelli i cui atomi hanno almeno tre elettroni B quelli i cui atomi hanno elettroni per completare il 2° livello energetico C soltanto quelli i cui atomi hanno meno di dieci elettroni D quelli i cui atomi hanno due elettroni nell’ultimo livello occupato E quelli i cui atomi hanno elettroni per occupare soltanto due livelli energetici 25 Un atomo presenta 8 elettroni nel 3° livello e un altro ne ha 8 nel 4° livello. Si può affermare che si tratta di atomi di elementi appartenenti allo stesso gruppo? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 26 Se un metallo X forma composti con il fluoro con formula XF e si trova nel 3° periodo, di quale elemento si tratta? ........................................................................................................................................................... 27 Sulla relazione tra configurazione elettronica degli atomi e sistema periodico degli elementi, individua l’affermazione sbagliata: A il numero dei periodi è sette perché sette sono i livelli di energia a disposizione degli elettroni B gli atomi degli elementi del gruppo 18 hanno tanti elettroni da riempire completamente l’ultimo livello occupato C soltanto gli elementi del 6° e del 7° periodo possono disporre gli elettroni in quattro sottolivelli D nel 1° periodo ci sono soltanto 2 elementi e quindi il numero atomico dell’ultimo elemento è 2 E gli elementi che appartengono allo stesso gruppo hanno lo stesso numero di elettroni nell’ultimo livello occupato 28 Completa la seguente tabella: Simbolo Z Configurazione Gruppo Br ................ ................ ................ ................ ................ [Kr] s2 d10 p2 ................ ................ 55 ................ ................ 29 Per tutti i composti binari vale la seguente regola: A la valenza totale di un elemento è uguale alla valenza totale dell’altro elemento. B la valenza totale di un elemento è sempre un numero pari C il numero di atomi di un elemento è uguale a quello degli atomi dell’altro elemento D la valenza di un elemento è uguale a quella dell’altro elemento E il numero ottenuto sommando le valenze dei due elementi è sempre pari 30 In relazione alla valenza, indica l’unica affermazione sbagliata: A gli atomi di idrogeno hanno sempre valenza 1 B gli atomi di ossigeno hanno sempre valenza 2 C gli atomi dei metalli alcalino-terrosi hanno sempre valenza 2 D gli atomi di un elemento hanno sempre la stessa valenza E gli atomi dei metalli alcalini hanno sempre valenza 1 31 In relazione ai composti P2O5 e Fe2O3, rispondi alle domande. a) Qual è la valenza totale del fosforo e del ferro? ........................................................................................................................................................... b) Qual è la valenza del fosforo e del ferro? ........................................................................................................................................................... 32 Dovendo attribuire il nome IUPAC al composto che ha formula CuO, uno studente ha scritto ossido rameico. La sua risposta è giusta o sbagliata? Perché? ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 33 Quali fra i seguenti ossidi hanno proprietà basiche? A CO2 B Fe2O3 C CuO D Cl2O E P2O5 F MgO G SO3 H PbO 34 Il solfuro di diidrogeno è un gas che odora di uova marce; qual è il nome tradizionale di questo composto? 35 Scrivi la formula dell’idrossido del metallo del gruppo 13 che ha il peso atomico minore. 36 Il selenio appartiene al gruppo 16. Scrivi la formula dell’idracido di questo elemento. 37 Completa le equazioni delle seguenti reazioni scrivendo per ognuna la formula dell’ossiacido che si ottiene: a) SiO2 + H2O .......................................... b) SO3 + H2O .......................................... 38 Completa le equazioni delle seguenti reazioni scrivendo per ognuna la formula dell’ossiacido che si ottiene: a) Cl2O7 + H2O .......................................... b) P2O5 + 3 H2O .......................................... 39 Scrivi le formule dei seguenti composti in base al nome IUPAC: a) triossido di di alluminio .......................................... b) tetrabromuro di silicio .......................................... c) tetracloruro di carbonio .......................................... d) ossido di stronzio .......................................... e) trisolfuro di dioro .......................................... f) pentossido di di fosforo .......................................... 40 Scrivi le formule dei seguenti composti in base al nome tradizionale: a) anidride carbonica .......................................... b) fluoruro di magnesio .......................................... c) bromuro di calcio .......................................... d) ossido di calcio .......................................... e) solfuro ferrino .......................................... f) anidride clorosi .......................................... 41 Completa la tabella che segue: Formula Nome IUPAC Nome tradizionale Ca(OH)2 ..................... .................... ..................... .................... .. ................ ............. ..................... ..................... nitrato rameoso ................ ............. trifluoruro di oro .................... .................... .. Cl2O3 ..................... ..................... .................... .................... .. ................ ............. ..................... ..................... solfato ferroso ................ ............. ossido di potassio .................... .................... .. 42 Scrivi l’equazione della reazione di neutralizzazione tra acido solforico e idrossido di potassio, e assegna il nome tradizionale al sale che si forma. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 43 Scrivi l’equazione della reazione di neutralizzazione tra acido perclorico e idrossido di calcio, e assegna il nome tradizionale e IUPAC al sale che si forma. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 44 Scrivi i nomi tradizionali dell’acido e dell’idrossido che reagendo tra loro danno origine a Zn3(PO4)2. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... 45 Usando la simbologia di Lewis, rappresenta la formula dello ione solfuro. 46 Il legame ionico si stabilisce: A tra due atomi che hanno messo in comune due elettroni B tra due atomi a diversa elettronegatività che hanno messo in comune elettroni C tra più atomi che hanno messo in comune più elettroni D tra ioni formati per trasferimento di elettroni tra atomi a diversa elettronegatività E tra ioni formati per trasferimento di elettroni tra atomi a uguale elettronegatività 47 Un composto ionico è formato da un catione e da un anione in rapporto 1 a 2; ogni ione ha 36 elettroni. Qual è la formula del composto? ........................................................................................................................................................... 48 Facendo riferimento alla regola dell’ottetto, scrivi la formula dei composti ionici che si ottengono dalle seguenti coppie di elementi: a) potassio e zolfo ………………… b) magnesio e cloro ………………… c) alluminio e ossigeno ………………… 49 Indica l’unica proprietà che consente di stabilire con sicurezza se una sostanza è un composto ionico. A elevata temperatura di fusione B elevato valore di durezza C conducibilità elettrica sia allo stato liquido sia allo stato solido D struttura cristallina E conducibilità elettrica allo stato liquido ma non allo stato solido 50 Completa la seguente tabella scrivendo le formule dei composti che si potrebbero ottenere dalla combinazione degli ioni indicati: Cr2O72– PO43– MnO4– Al3+ .................... .................... .................... Pb4+ .................... .................... .................... Zn2+ .................... .................... .................... 1 In relazione all’applicazione del concetto di mole, indica l’affermazione sbagliata: A se in 1 L di soluzione ci sono 3,011 · 1023 molecole di saccarosio, la concentrazione vale 0,5 M B le moli di tutte le sostanze nelle stesse condizioni sono costituite dallo stesso numero di particelle e occupano lo stesso volume C una mole di una qualsiasi sostanza gassosa occupa, in condizioni standard, un volume di 22,4 dm3 D un numero di Avogadro di particelle di una sostanza ha una massa, in grammi, uguale al valore del corrispondente PA o PM E le moli di due differenti sostanze gassose, misurate a STP, hanno masse differenti 2 In relazione alla grandezza quantità di sostanza e alle sue applicazioni, indica per ogni affermazione se è vera o falsa: a) Nelle equazioni chimiche i coefficienti stechiometrici indicano i rapporti tra le moli dei reagenti e dei prodotti. V F b) Per calcolare le moli di un gas in condizioni diverse da quelle standard si deve utilizzare l’equazione generale del gas ideale. V F c) In qualunque reazione chimica la somma delle moli reagenti è uguale alla somma delle moli dei prodotti. V F d) La concentrazione molare indica la quantità chimica disciolta in una soluzione acquosa. V F 3 Calcola la massa molare di (NH4)2S. ........................................................................................................................................................... 4 A quante moli corrispondono 1,75 · 10 25 atomi di oro? È possibile fare con questa quantità un braccialetto? (Devi calcolarne la massa.) ................................................................................................................................................ ........... 5 In relazione al concetto di mole, quale affermazione che riguarda il gas elio (PA = 4,003 u) è corretta? A occorrono 6,022 · 1023 g di elio per avere una mole di questo gas B la massa di una mole di elio è uguale alla massa di una mole di ogni altro gas C una mole di elio ha una massa uguale alla massa di un atomo di elio D una mole di elio è costituita da molti atomi e ciascuno di questi atomi pesa 4,003 g E in condizioni STP, una mole di elio occupa un volume di 22,4 L 6 Il numero di molecole che costituiscono una mole di acqua è uguale: A al numero di atomi che costituiscono una mole di oro B al numero di atomi presenti in 1 g di oro C alla massa in grammi di una mole di oro D alla massa in grammi di un atomo di oro E al numero di atomi che costituiscono una molecola di oro 7 Ci sono più molecole in 1 g di CO o in 1 g di CO2? Perché? ............................................................................................................................................... ............ 8 Quale delle seguenti quantità di gas occupa il volume minore in condizioni STP? A 5,0 g di CH4 B 5,0 g di Ne C 5,0 g di O2 D 5,0 g di NH3 E 5,0 g di CO 9 Per gonfiare a temperatura ambiente un pallone che ha un volume di 6,2 L vengono usate 0,46 mol di N 2. Quanti grammi di azoto ci sono nel pallone? ........................................................................................................................................................... 10 Completa la seguente tabella: Sostanza Massa molare Massa di sostanza Quantità chimica CO2 ……………… 4,80 g ……………… CH4 ……………… 0,240 mol ……………… 11 Indica la quantità chimica costituita dal maggior numero di atomi di idrogeno. A 1 mol di C6H5NH2 B 2 mol di C2H4 C 3 mol di CH3OH D 4 mol di CH4 E 5 mol di C2H2 12 Quale dei seguenti sistemi è formato dal maggior numero di molecole? A 10 g di H2O a 20 °C B 10 g di N2 in condizioni STP C 10 g di CO a 250 K D 10 g di saccarosio, C12H22O11 E il numero è sempre lo stesso 13 La massa molare del cloro (Cl2) è pari a 70,90 g/mol; questo ti consente di affermare che: A la massa di una molecola di cloro è pari a 35,45 u B C D E 14 occorrono 70,90 g di cloro per avere 6,022 · 10 23 atomi di cloro occorrono 35,45 atomi di cloro per ottenere 1 g di cloro ogni atomo di cloro ha una massa uguale a 35,45 g la massa relativa di un atomo di cloro vale 35,45 u Il pentano brucia secondo la seguente equazione: C5H12 + 8 O2 5 CO2 + 6 H2O a) Quante moli di ossigeno servono per bruciare 7 mol di pentano? ........................................................................................................................................................... b) Quante moli di diossido di carbonio si ottengono bruciando completamente 7 mol di pentano? ........................................................................................................................................................... c) Quante moli di acqua si producono bruciando 2 mol di pentano con 20 mol di ossigeno? ........................................................................................................................................................... d) Quante moli di diossido di carbonio si ottengono bruciando 2 mol di pentano con 8 mol di ossigeno? ........................................................................................................................................................... e) Quanti grammi di ossigeno occorrono per bruciare 3 mol di pentano? ........................................................................................................................................................... 15 Uno studente ha preparato 500 mL di soluzione acquosa di CaCl2 con concentrazione pari a 0,50 mol/L. Quante moli di cloruro di calcio ci sono nella soluzione? ........................................................................................................................................................... 16 Il marmo bianco delle Alpi Apuane è un materiale costituito quasi totalmente da carbonato di calcio, CaCO 3. Un pezzetto di marmo che pesa 1,23 g viene immerso in 100 mL di soluzione 2,0 M di acido cloridrico; il marmo viene corroso e la reazione è descritta dall’equazione: CaCO3 + 2 HCl H2O + CaCl2 + CO2 a) Il volume di soluzione di acido usato dallo studente è sufficiente a corrodere l’intero pezzetto di marmo? ........................................................................................................................................................... b) Quanti grammi di anidride carbonica si sono formati dalla reazione? ....................................................................................................................................................... .... 17 Quante moli di cloruro di potassio (KCl) ci sono in 100 mL di una soluzione acquosa che ha concentrazione 0,25 mol/L? ........................................................................................................................................................... 18 In un cilindro graduato ci sono 250 mL di soluzione acquosa di idrossido di sodio con concentrazione 0,5 mol/L. In quale delle seguenti soluzioni c’è la stessa quantità di idrossido di sodio? A 500 mL con concentrazione 1 mol/L B 125 mL con concentrazione 0,25 mol/L C 500 mL con concentrazione 0,25 mol/L D 1 L con concentrazione 0,25 mol/L E 100 mL con concentrazione 0,20 mol/L 19 In relazione all’energia delle particelle che costituiscono la materia, indica l’unica affermazione sbagliata: A l’energia interna dipende dal numero di particelle del sistema B all’energia cinetica delle particelle è associata l’energia termica del sistema C l’energia nucleare è l’energia associata alle forze che tengono uniti protoni e neutroni D l’energia chimica del sistema cambia se cambia la libertà di movimento delle particelle E durante i passaggi di stato si modifica l’energia termica del sistema 20 Considera la seguente equazione chimica: acqua KI(s) K+(aq) + I–(aq) H = 20,5 kJ Se si versano 100 mL di acqua a 20 °C in un becher che contiene 10 g di KI, come cambia la temperatura della soluzione? ........................... 21 Il potere calorifico del metano è 35 800 kJ/m3 mentre quello dell’idrogeno è 10 800 kJ/m3. Quanti metri cubi di metano devono essere bruciati per produrre la stessa quantità di energia di 50,0 m3 di idrogeno? ....................................................................................................................................................... .... 22 Considera la seguente equazione chimica: C2H4(g) + 3O2(g) 2CO2(g) + 2H2O(l) H° = 21410 kJ In base a queste informazioni, indica l’unica affermazione corretta: A l’entalpia standard di formazione di C2H4 è 1410 kJ B la reazione considerata è endotermica C a causa della reazione l’entalpia di C2H4 diminuisce di 1410 kJ D la combustione di una mole di C2H4 libera 1410 kJ E l’entalpia dei prodotti è maggiore di quella dei reagenti 23 Considera la seguente equazione chimica: CaO(s) + 3 C(s) CaC2(s) + CO(g) H° = 462,3 kJ Considerando che il reagente C si riferisce al carbonio grafite, determina l’entalpia di formazione standard di CaC 2. ........................................................................................................................................................... 24 In un sistema isolato avviene una reazione chimica esotermica. Quale forma di energia interna non subisce variazioni? A nessuna, tutte cambiano B tutte restano costanti C soltanto l’energia nucleare D soltanto l’energia chimica E soltanto l’energia termica 25 Determina il H° della seguente trasformazione: NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g) ........................................................................................................................................................... 26 Quale dei seguenti sistemi possiede il maggiore patrimonio di energia termica? A 20 g di acqua alla temperatura di 20 °C B 20 g di acqua alla temperatura di 25 °C C 20 g di acqua alla temperatura di 30 °C D 20 g di acqua alla temperatura di 220 °C E 20 g di acqua alla temperatura di 15 °C 27 Quale dei seguenti sistemi possiede il maggiore patrimonio di energia chimica? A 30 g di acqua alla temperatura di 20 °C B 20 g di acqua alla temperatura di 25 °C C 10 g di acqua alla temperatura di 30 °C D 30 g di acqua alla temperatura di 220 °C E 30 g di acqua alla temperatura di 0 °C28 28 Se in un sistema isolato avviene una reazione chimica che ha ΔH > 0, si può affermare che: A la reazione avvenuta è esotermica B la reazione cede calore all’ambiente c l’energia chimica del sistema aumenta D l’energia interna del sistema diminuisce E il calore del sistema è aumentato 29 In quali trasformazioni il sistema aumenta sempre la propria energia chimica? A nelle reazioni di combustione B nelle dissoluzioni di una sostanza C nella condensazione dei gas e dei vapori D nelle reazioni endoenergetiche E nelle reazioni che cedono calore 30 Per la seguente generica equazione chimica, l’energia di attivazione è 10 kJ: A(l) + 2 B(g) C(g) + D(g) H = 240 kJ Quale tra i grafici seguenti illustra correttamente l’andamento energetico del processo? 31 In un processo per la produzione di idrogeno, si ha il seguente equilibrio: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) A 500 °C le concentrazioni delle specie chimiche risultano le seguenti: [CO] = 0,180 mol/L [H2O] = 0,0411 mol/L [CO2] = 0,150 mol/L [H2] = 0,200 mol/L Calcola il valore della costante di equilibrio. ........................................................................................................................................................... 32 Una reazione che avviene durante il processo industriale di produzione dell’acido solforico è la seguente: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)) A 600 °C Keq = 4,36 L/mol; sapendo che all’equilibrio le concentrazioni di SO 2 e di SO3 sono uguali, calcola il valore della concentrazione di O2. ........................................................................................................................................................... 34 La seguente equazione descrive un processo industriale con il quale si prepara il cosiddetto gas d’acqua: C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) H = 1131 kJ Quale tra i seguenti interventi contribuisce ad aumentare il grado di avanzamento della reazione? A l’allontanamento di H2O per mezzo di una sostanza disidratante B un aumento della temperatura dei reagenti C una riduzione del volume in cui avviene la reazione D la triturazione del carbone in polvere molto fine E l’aggiunta di un catalizzatore nel sistema 35 In un recipiente della capacità di 10 L si introducono 10 mol di H 2 e 5 mol di N2. Avviene una reazione che porta al seguente equilibrio: N2 + 3 H2 2 NH3 La quantità di ammoniaca presente all’equilibrio è di 2 mol. Calcola il valore della costante di equilibrio. ........................................................................................................................................................... 36 In relazione all’azione di un catalizzatore, indica l’affermazione sicuramente sbagliata: A B C D E il catalizzatore aumenta la velocità di reazione il catalizzatore modifica il meccanismo di reazione il catalizzatore determina un meccanismo di reazione che ne abbassa il H il catalizzatore non viene trasformato dalla reazione chimica il catalizzatore influenza l’energia di attivazione 37 L’equazione che segue descrive la reazione di sintesi del metanolo: CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g) ............... H < 0 Se si raddoppia la pressione nel sistema all’equilibrio, che cosa cambia? A aumenta il valore di Keq B aumenta la concentrazione di CH3OH C dimezza il valore di Keq D aumenta la concentrazione di CO E raddoppia la concentrazione di H2 38 Se si aumenta la temperatura di un sistema chiuso in cui avviene una reazione chimica, quale cambiamento si verifica certamente? A aumenta il numero degli urti efficaci B aumenta il grado di avanzamento C diminuisce l’energia di attivazione D aumenta il calore liberato dalla reazione E diminuisce la velocità con cui si raggiunge l’equilibrio 39 Considera la seguente equazione di reazione: 2 H2(g) + SO2(g) 2 H2O(g) + S(s) ...... H < 0 Alla temperatura di 25 °C, Keq = 35 L/mol. a) Come cambia Keq se la reazione è condotta a 200 °C? Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................... b) Come si sposta l’equilibrio se aumenta la pressione? Motiva la risposta. ................................................................................................................................. .......................... 40 Indica il grafico che mostra la variazione della concentrazione di un prodotto che si forma nel tempo durante una generica reazione: 41 Considera la reazione all’equilibrio rappresentata dalla seguente equazione: 2 NO2(g) N2O4(g) H < 0 Per ogni variazione riportata in tabella indica con X che cosa accade all’equilibrio. Variazione apportata al sistema all’equilibrio L’equilibrio si sposta verso i prodotti L’equilibrio si sposta verso i reagenti Non accade nulla Aggiunta di N2O4 ......................... ......................... ......................... Aggiunta di un catalizzatore ......................... ......................... ......................... Diminuzione del volume del sistema ......................... ......................... ......................... Aumento della temperatura del sistema ......................... ......................... ......................... Diminuzione della pressione del sistema ......................... ......................... ......................... Sottrazione di NO2 ......................... ......................... ......................... 42 Alla luce delle considerazioni sulla distribuzione dell’energia, quale affermazione si può fare relativamente a tutte le trasformazioni della materia? A avvengono con la liberazione di una certa quantità di energia B fanno aumentare la dispersione dell’energia dell’universo C determinano la trasformazione di energia chimica in energia termica D rendono meno disordinata la distribuzione dell’energia del sistema E fanno aumentare il numero di molecole allo stato gassoso 43 In relazione al concetto di entropia, indica l’unica affermazione sbagliata: A l’entropia è la grandezza che misura il grado di dispersione dell’energia di un sistema B l’entropia totale dell’universo è in continuo aumento C solamente in un sistema aperto si può avere dispersione di energia e quindi aumento dell’entropia D la variazione di entropia di un sistema in cui avviene una trasformazione è espressa dalla relazione: S = Sfinale – Siniziale E l’entropia di una sostanza vale zero soltanto allo zero assoluto 44 Alla temperatura di 25 °C l’ammoniaca (PM = 17 u) è un gas, l’acqua (PM = 18 u) è liquida e il fluoruro di litio (PM = 26 u) è un solido. Perché quest’ultima sostanza ha l’entropia minore delle altre nonostante la sua massa molare sia la più grande? 45 In un sistema isolato ogni trasformazione spontanea porta a una situazione finale in cui: A S = (Sambiente - Ssistema) = 0 B S = (Sfinale - Siniziale) < 0 C S = (Sambiente - Ssistema) < 0 D S = (Siniziale - Sfinale) = 0 E S = (Sfinale - Siniziale) > 0 46 Quando è possibile affermare con sicurezza che una reazione può avvenire? A la reazione è esotermica e determina una diminuzione dell’entropia del sistema B la reazione è esotermica e determina un aumento dell’entropia del sistema C la reazione è endotermica e determina un aumento dell’entropia del sistema D la reazione è endotermica e determina una diminuzione dell’entropia del sistema E la reazione è endotermica e non determina una variazione dell’entropia del sistema 47 Indica quale reazione può sicuramente avvenire: A 2 H2O(l) + O2(g) + q 2 H2O2(l) B 2 C(s) + O2(g) 2 CO(g) + q C CH4(g) + 2 O2(g) CO2(g) + 2 H2O(l) + q D CaCO3(s) + q CaO(s) + CO2(g) E NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) + q 48 Scrivi la relazione che definisce l’energia libera in funzione delle sole caratteristiche del sistema (temperatura, variazioni di entropia e di entalpia). ........................................................................................................................................................... 49 In relazione alla valutazione della variazione di entropia di un sistema durante una trasformazione, indica l’unica affermazione sbagliata: A la fusione e l’ebollizione determinano un aumento dell’entropia del sistema B il brinamento determina una diminuzione dell’entropia del sistema C i mescolamenti tra gas determinano sempre un aumento di entropia D quando si miscelano tra loro liquidi apolari si ha sempre un aumento dell’entropia E la dissoluzione di una sostanza solida in un solvente determina sempre un aumento dell’entropia del sistema 50 Indica quali affermazioni relative alla valutazione qualitativa di Samb e di Ssist causate da una trasformazione sono vere e quali false: a) Quando in un passaggio di stato aumenta la libertà di movimento delle particelle, l’entropia del sistema diminuisce. V F b) L’energia liberata o assorbita dal sistema durante la trasformazione determina la variazione di entropia dell’ambiente. V F c) Se una trasformazione determina un aumento delle moli di sostanze allo stato gassoso, si ha un aumento dell’entropia dell’ambiente. V F d) Se una reazione esotermica non avviene in un sistema isolato, si ha sempre un aumento dell’entropia del sistema. V F e) Nelle trasformazioni in cui reagenti e prodotti si trovano tutti allo stato condensato, non si determinano variazioni di entropia del sistema apprezzabili. V F 51 La combustione del carbone può essere descritta dalla seguente equazione: C(s) + O2(g) CO2(g) + q Questa reazione determina una variazione di entropia dell’ambiente? Motiva la risposta. ........................................................................................................................................................... 52 Un sistema è formato da due sostanze gassose che reagiscono spontaneamente liberando calore e formando una sola sostanza solida. In base a queste informazioni, indica quali affermazioni sono vere e quali sono false: a) L’entropia del sistema aumenta. V F b) L’entropia dell’ambiente aumenta. V F c) La reazione determina una diminuzione del numero di molecole di sostanze gassose. V F d) La reazione determina un cambiamento dello stato di aggregazione dei reagenti. V F e) L’energia chimica del sistema diminuisce. V F f) L’energia libera del sistema diminuisce. V F 53 La reazione industriale di sintesi dell’etanolo è descritta dalla seguente equazione: C2H4(g) + H2O (l) C2H5OH(l) Sapendo che è una reazione esotermica, si può affermare che: A Ssist < 0 e H < 0 B Ssist > 0 e H < 0 C Ssist < 0 e Samb <0 D H > 0 e Ssist < 0 E nessuna delle affermazioni precedenti è corretta 54 Associa alle seguenti relazioni il numero relativo al commento corretto: a) G° < 0 ……..…….. 1) la reazione si trova in uno stato di equilibrio b) G° > 0 ……..…….. 2) la reazione può avvenire c) G° = 0 …….……... 3) la reazione non può avvenire 55 Considera la seguente equazione. NH3(g) + HCl(g) NH4Cl(s) + q In base alle indicazioni fornite dall’equazione, indica l’unica affermazione sbagliata: A la reazione è esotermica B il fattore Ssist non è favorevole C il fattore Samb è favorevole D un innalzamento della temperatura favorisce la reazione E a reazione è possibile solo alla temperatura in cui Samb prevale su Ssist .
