20 esercizi interattivi
1
■
L’equilibrio dinamico
1Spiega il significato dei seguenti termini relativi
●●●
all’equilibrio chimico.
a) dinamico
b) reversibile
2 C
he cosa accade a livello microscopico una volta
●●●
raggiunto l’equilibrio?
3
Una miscela gassosa contiene ossigeno e azoto. Le
●●●
concentrazioni dei gas restano invariate nel tempo.
■■ La miscela è all’equilibrio chimico?
4Quale tipo di situazione si verifica se in un piccolo
●●●
lago l’acqua entra ed esce con la stessa portata?
5
Quale grandezza macroscopica permette di afferma●●●
re che un sistema chiuso, costituito da cristalli di iodio che sublimano liberando vapori violetti, è in
equilibrio? Quali sono i processi opposti che avanzano a uguale velocità?
6
Descrivi l’equilibrio dinamico che si stabilisce in una
●●●
soluzione satura di acqua e zucchero.
7
Perché un recipiente chiuso contenente del bromo
●●●
liquido si può definire un sistema all’equilibrio?
Quale grandezza macroscopica rimane costante?
2
■
L’equilibrio chimico: anche i
prodotti reagiscono
8 Considera la reazione di decomposizione del peros●●●
sido di idrogeno.
■■ Quali sono i prodotti della reazione?
■■ Quando il sistema avrà raggiunto l’equilibrio
quali sostanze saranno presenti?
9
Nelle reazioni di combustione una sostanza combu●●●
stibile, per esempio la benzina, viene fatta reagire
con un comburente, tipicamente l’ossigeno. I prodotti delle combustioni sono diossido di carbonio e
acqua.
■■ Il sistema benzina-ossigeno è in equilibrio? In ba-
se a quali considerazioni lo affermi?
10 L’O2 è trasportato dall'emoglobina contenuta all'in●●●
terno dei globuli rossi. Ciascuna molecola di emoglobina può reagire con quattro molecole di O2; il
legame che si stabilisce è reversibile e la quantità di
O2 legato all’emoglobina dipende dalla quantità di O2
sciolto nel sangue.
■■ In quale direzione procede la reazione a livello dei
polmoni? E a livello dei tessuti?
L'equilibrio chimico
13
capitolo
11
Spiega perché la reazione chimica diretta e quella in●●●
versa si trovano, a un certo punto, a procedere alla
medesima velocità. Rispondi in otto righe.
12
Considera l’equilibrio 2HI(g) → H2(g) + I2(g). Quali
●●●
nuove molecole potresti osservare se venisse aggiunta una miscela, anch’essa all’equilibrio, dove il trizio
sostituisce l’idrogeno? E nel caso in cui lo iodio fosse
costituito solo da molecole del suo isotopo 131I?
13Un uomo anziano limitato nei movimenti e un ra●●●
gazzo abitano in due case confinanti, con giardini di
uguale area separati da uno steccato presso il quale
vi è un albero di mele. Decidono di liberarsi delle
mele cadute nelle rispettive proprietà lanciandole
l’uno nel giardino dell’altro. La battaglia delle mele,
dopo un certo tempo, giunge a una situazione di
equilibrio in cui il giovane e il vecchio lanciano con
la stessa velocità. Sai dire se, a questo punto, anche il
numero delle mele, o meglio la loro concentrazione,
può essere la stessa? E se i contendenti avessero avuto la stessa agilità fisica?
3
■
La costante di equilibrio
14
Che cosa si intende per Kp? Rispondi in cinque ri●●●
ghe.
15A 1000 K la reazione N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ha co●●●
stante d’equilibrio Keq = 0,0024.
■■ La reazione è più spostata a destra o a sinistra?
16Scrivi la reazione corrispondente all’equazione
●●●
[H2]3 ∙ [C2H2]
Keq =
[CH4]2
17 Scrivi le equazioni per la costante d’equilibrio delle
●●●
seguenti reazioni.
a)4NH3(g) + 3O2(g) ⇄ 2N2(g) + 6H2O(g)
b)CH4(g) + 4F2(g) ⇄ CF4(g) + 4HF(g)
18 Considera il seguente sistema:
●●●
N2O4(g) ⇄ 2NO2(g)
All’equilibrio, le concentrazioni di N2O4 e NO2 sono
rispettivamente 0,0292 mol/L e 0,0116 mol/L.
■■ Calcola il valore della costante di equilibrio.
19 L’ossido di azoto reagisce con l’ossigeno secondo la
●●●
reazione 2NO + O2 ⇄ N2O4
■■ Scrivi l’espressione della costante di equilibrio
per questa reazione e poi, sapendo che il valore
della Keq è 250, calcola il valore della concentrazione molare di N2O4 all’equilibrio quando
[NO] = 1,57 ∙ 10−1 M e [O2] = 1,21 ∙ 10−1 M.
381
esercizi
ebook.scuola.zanichelli.it/concettimodelli
parte
D
Le sostanze interagiscono
20
A 300 K idrogeno e cloro sono in equilibrio con l’a●●●
cido cloridrico secondo la reazione:
H2(g) + Cl2(g) ⇄ 2HCl(g)
■■ Sapendo che Kp = 4,0 ∙ 1031, quanto vale Kc?
1,54, e all’equilibrio:
[CO] = 2,02 ∙ 10−1 M [NO] = 3,93 ∙ 10−1 M
[CO2] = 1,42 ∙ 10−1 M
Calcola la concentrazione dell’azoto.
21 In una reazione in fase gassosa che ha raggiunto l’e●●●
quilibrio, Δn è uguale a 2. Kp è maggiore o minore di
Kc? Perché?
29
La dissociazione di Cl2 in atomi di cloro, a 1000 K,
●●●
ha una Kc = 1,2 ∙ 10−7. Quale valore assume Kp?
22 Data la generica reazione aA(g) + bB(g) ⇆ cC(g) + dD(g) ,
●●●
scrivi l’espressione della Kp. Considerando che dalla
legge dei gas ideali è possibile ricavare P e che n/V
rappresenta la concentrazione molare, trova la relazione che lega Kp e Kc.
30
Un miscuglio gassoso che ha raggiunto l’equilibrio,
●●●
è costituito, a 200 atm e 400 °C, nel modo seguente:
42,90% di NH3, 42,81% di H2 e per il volume restante da azoto. Questi gas reagiscono fra loro secondo la
reazione reversibile: N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)
23
In che modo la costante di equilibrio permette di de●●●
scrivere il comportamento della reazione?
Rispondi in cinque righe.
24 A una data temperatura, 0,10 mol di H2 e 0,10 mol di
●●●
I2 vengono poste in un recipiente da un litro. Dopo
un certo tempo viene raggiunto un equilibrio:
esercizi
■■ La costante di equilibrio per questa reazione vale
■■ Quanto vale Kp?
31
Il fosgene è un gas (COCl2) utilizzato soprattutto
●●●
nell’industria dei polimeri. Per produrlo, si può
partire da CO(g) e Cl2(g). Operando in condizioni
diverse, la reazione si stabilizza con Keq diverse:
Keq1 = 6,97 e Keq2 = 18,48.
H2(g) + I2(g) ⇄ 2HI(g)
■■ In quale delle due condizioni di reazione si ottie-
Dalla diminuzione dell’intensità del colore viola determinato dallo I2 deduci che la concentrazione dello I2 all’equilibrio si è ridotta a 0,020 mol/L.
■■ Calcola il valore di Keq per questa reazione
■■ Se, all’equilibrio, [CO] = [Cl2] = 1,2 ∙ 10−1M,
25
Alla temperatura di 727 °C la reazione
●●●
2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g) raggiunge l’equilibrio e il sistema presenta le seguenti concentrazioni:
[SO3] = 0,0100 M [O2] = 0,0050 M [SO2] = 0,0033 M
■■ Calcola il valore di Keq a quella temperatura.
■■ L'equilibrio è spostato verso i reagenti o verso i
prodotti?
26
Un esperimento dimostra che mescolando O2 e CO
●●●
si ottiene la seguente reazione:
O2(g) + 2CO(g) ⇄ 2CO2(g)
All’equilibrio
la concentrazione dell’ossigeno è diminuita di 0,03 mol/L.
■■ Calcola la variazione delle concentrazioni del
monossido e del diossido di carbonio.
27
Immagina di porre in un recipiente da 1,0 L a 250 °C
●●●
0,20 mol di PCl3(g) e 0,10 mol di Cl2(g).
Quando la reazione PCl3(g) + Cl2(g) ⇄ PCl5(g)
raggiunge l’equilibrio, trovi che il recipiente contiene 0,12 mol di PCl3.
■■ Calcola il valore di Keq per questa reazione alla
temperatura data.
28
CO e NO reagiscono fra loro trasformandosi in CO2
●●●
e N2.
■■ Scrivi la reazione bilanciata.
382
ne il massimo della concentrazione di COCl2?
quanto vale la concentrazione di COCl2 in ciascuno dei due casi?
■■ Considerando il caso più favorevole alla produzione di COCl2, quali sono le frazioni molari dei
tre gas presenti all’equilibrio?
32 A 730 K la reazione SO2(g) + NO2(g) ⇄ NO(g) + SO3(g)
●●●
ha una Kp di 84,7.
■■ Determina la pressione parziale di ciascun gas
all’equilibrio, sapendo che tutti i gas sono alla
pressione iniziale di 1,00 atm.
33 0,100 mol di CO e 0,100 mol di H2O vengono messe
●●●
a reagire in un recipiente da 1,00 L. La reazione procede e porta alla formazione di diossido di carbonio
e idrogeno. Sapendo che la Kc ha un valore di 4,06,
determina le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti all’equilibrio.
34 A 298 K la reazione 2BrCl ⇄ Br2 + Cl2, che avviene
●●●
in un solvente organico, ha Kc = 0,145. Se la concentrazione iniziale di BrCl è 0,200 M, quali saranno le
concentrazioni all’equilibrio di ciascuna specie chimica?
35 La reazione N2(g) + O2(g) ⇄ 2NO(g) contribuisce
●●●
all’inquinamento atmosferico. A 1500 K la sua Keq è
1,0 ∙ 10−5.
■■ Determina le concentrazioni all’equilibrio dei
prodotti e dei reagenti quando la reazione avviene
in un recipiente da 1,00 L che contiene
0,80 mol di N2 e 0,80 mol di O2.
13
L'equilibrio chimico
■
Il quoziente di reazione
36
Per la reazione PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g) a 250 °C, Keq
●●●
= 4,16 ∙ 10−2. Per ogni terna di concentrazioni, stabilisci se prevale la reazione diretta, quella inversa o se
il sistema è già all’equilibrio.
[PCl5]
[PCl3]
[Cl2]
5 ∙ 10−2
4,56 ∙ 10−2
4,56 ∙ 10−2
−2
2,50 ∙ 10
−2
1,32 ∙ 10
−2
1,45 ∙ 10
−2
3,44 ∙ 10
−2
2 ∙ 10
30 ∙ 10
−2
Se la soluzione viene raffreddata, predomina
Cu(H2O)2+
4 e la soluzione assume un colore blu; se
invece viene immersa in acqua bollente, predomina
la specie CuCl2−
4 e la soluzione diventa verde.
■■ La reazione diretta è esotermica o endotermica?
43 Considera l’equilibrio H2O(s) ⇄ H2O(l). Un aumento
●●●
della temperatura sposta l’equilibrio verso destra.
■■ La reazione di fusione è quindi un processo eso-
termico o endotermico?
44 Per la reazione di dissociazione dello iodio moleco●●●
lare (I2(g) ⇄ 2I(g)) si registrano a diverse temperature
i seguenti valori di Kc e Kp.
37 A 800 K, la Kc per la dissociazione delle molecole di
●●●
iodio in atomi di iodio è 3,1 ∙ 10−5. Una miscela contiene [I2]= 0,035 M e [I] = 2,3 ∙ 10−3 M.
Temperatura (K)
■■ In quale modo procederà la reazione per raggiun-
gere l’equilibrio?
38 La reazione N2O4(g) ⇄ 2NO2(g) a 500 K ha Kc = 41.
●●●
Considera una miscela dei due gas con concentrazioni: [N2O4] = 0,24 M, [NO2] = 0,12 M. Il sistema si
trova all’equilibrio? Se non lo è, quale dei due gas aumenterà la pressione parziale per raggiungerlo?
39 Lo iodio si scioglie in acqua ma la sua solubilità è
●●●
maggiore nel tetracloruro di carbonio, CCl4, un solvente organico. La costante K relativa all’equilibrio
I2(aq) ⇄ I2(CCl4) è infatti 85.
■■ Se 100 mL di acqua in cui sono stati disciolti
0,043 g di iodio vengono messi a contatto con
100 mL di CCl4 contenenti 0,075 g dell’alogeno, il
sistema si trova all’equilibrio?
■■ Se non lo è, nel raggiungimento dell’equilibrio,
aumenterà la concentrazione di iodio nella fase
organica o in quella acquosa?
5
■
41 N2 e O2, i principali componenti dell’atmosfera, di
●●●
norma non reagiscono fra loro. La reazione
N2(g) + O2(g) ⇄ 2NO(g) è infatti endotermica. Perché,
invece, all’interno dei cilindri delle autovetture si
forma NO, un temibile inquinante dell’aria?
42 Considera l’equilibrio
●●●
2+
2−
−
Cu(H
2O)4 + 4Cl ⇄ CuCl4 + 4H2O.
Kp
−5
800
3,1 ∙ 10
1000
3,1 ∙ 10−3
1200
−2
5,8 ∙ 10
2,1 ∙ 10−3
0,26
6,8
■■ Se si è interessati a ottenere iodio atomico a quale
temperatura conviene operare?
45 Come varia Keq in funzione della temperatura? Ri●●●
spondi in cinque righe.
46 Considera la seguente reazione di equilibrio:
●●●
CO2(g) + H2(g) ⇄ CO(g) + H2O(g)
■■ Verifica se, a 500 °C, la costante di equilibrio, Kp,
vale 0,197 nel caso in cui i gas si distribuiscano secondo le percentuali in volume indicate in tabella.
%CO
%CO2
%H2
%H2O
2,43
16,30
35,02
46,25
■■ Calcola il valore della costante di equilibrio quan-
do il sistema viene portato a 900 °C e la distribuzione dei gas diviene la seguente.
L a costante di equilibrio e la
temperatura
40 La reazione di sintesi dell’ammoniaca:
●●●
N
2(g) +3H2(g) ⇄ 2NH3(g)
ha ΔH = −92 kJ. Un aumento della temperatura sposta l’equilibrio verso sinistra.
■■ Come varia il valore della Kc?
■■ E come variano le concentrazioni delle diverse
specie chimiche?
Kc
%CO
%CO2
%H2
%H2O
48,30
0,75
49,93
1,02
■■ Quale informazione puoi ricavare dal confronto
dei valori di Kp ottenuti?
6
■
L a termodinamica
dell’equilibrio
47 Disegna un grafico che mostri l’andamento dell’e●●●
nergia libera per una reazione che presenta un basso
valore di Kc.
48 Spiega la relazione fra equilibrio chimico e variazio●●●
ne di energia libera di un sistema chiuso. Rispondi
in cinque righe.
383
esercizi
4
capitolo
parte
D
Le sostanze interagiscono
49 Un sistema deve raggiungere l’equilibrio e le con●●●
centrazioni dei prodotti sono in eccesso.
8
■
■■ ΔG sarà maggiore di zero per la reazione diretta o
per la reazione inversa?
7
■
Il principio di Le Châtelier
50
A un sistema all’equilibrio si aggiunge un prodotto
●●●
raddoppiandone la concentrazione.
■■ Che cosa accadrà alla velocità delle reazioni diret-
ta e inversa?
60 In una soluzione satura di Ag2SO4 si è stabilito il se●●●
guente equilibrio:
Ag2SO4(s) ⇄ 2Ag+(aq) + SO42−(aq)
■■ Se elimini il corpo di fondo mediante filtrazione,
avrai ancora uno stato di equilibrio?
61 Scrivi l’espressione del prodotto di solubilità per i
●●●
seguenti composti.
a)Ca(OH)2 b) BaCO3 c) Ca3(PO4)2 d) MgNH4PO4
51 Se nella reazione N2(g) + O2(g) ⇄ 2NO(g) + 43,2 kcal
●●●
aumenti la pressione, che cosa accade al numero di
moli di NO?
52
Se la pressione totale cresce, in che direzione si spo●●●
sta l’equilibrio 2SO3(g) ⇄ 2SO2(g) + O2(g)?
53 Data la seguente reazione, stabilisci in quale direzio●●●
ne si sposta l’equilibrio se l’acqua viene allontanata a
mano a mano che si forma:
4NH3(g) + 3O2(g) ⇄ 2N2(g) + 6H2O(g)
esercizi
Equilibri eterogenei ed
equilibrio di solubilità
54 Considera il seguente equilibrio:
●●●
2CO
(g) + O2(g) ⇄ 2 CO2(g).
■■ Che cosa accade alle concentrazioni di CO2 e di
CO in seguito a un aumento della concentrazione
di ossigeno?
55 Fritz Haber, nel 1914, mise a punto un processo eco●●●
nomicamente vantaggioso per ottenere ammoniaca.
Le difficoltà nella sintesi dipendono anche dal fatto
che la reazione N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) è esotermica.
62 Spiega la relazione tra l’effetto dello ione comune e il
●●●
principio di Le Châtelier.
63 Il cromato di argento, Ag2CrO4, ha un Kps pari a
●●●
6,7 ∙ 10−5 a 25 °C. Si formerà un precipitato in una
soluzione con [Ag+] = 7,6 ∙ 10−5 M e [CrO2−
4 ] =
= 4,3 ∙ 10−4 M?
64 Il solfato di bario, BaSO4, che è opaco ai raggi X, vie●●●
ne usato in medicina per esaminare il tratto digerente, nonostante lo ione Ba2+ sia tossico, perché altamente insolubile. La sua solubilità a 25 °C è pari a
1,05 ∙ 10−5 mol ∙ L−1. Determina il Kps.
65 Se 0,0100 mol di AgNO3 vengono mescolate con
●●●
0,0100 mol di acetato di sodio, CH3COONa in 1,00 L
di soluzione, si formerà n precipitato? (Il Kps per l’acetato di argento è 2,3 ∙ 10−3).
66 Il Kps per il floruro di calcio è 3,9 ∙ 10−11 a 25°C.
●●●
■■ A quali condizioni di t e P conviene operare per
in equilibrio con il solido quando [Ca2+] è pari a
1,0 ∙ 10−3 M.
una resa soddisfacente in NH3 ?
56 Data la reazione all’equilibrio A(g) + B(g) ⇄ C(g) + D(g),
●●●
costruisci una tabella a due colonne. Nella prima
elenca tutte le possibili variazioni di concentrazione
di reagenti e prodotti, nella seconda le conseguenze
prodotte sul sistema.
57 Come si sposta l’equilibrio 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g)
●●●
se si aggiunge ossigeno al recipiente di reazione?
Utilizza questo esempio per spiegare la differenza
fra costante e posizione dell’equilibrio.
58 In quale direzione si sposteranno i seguenti equilibri
●●●
se la pressione viene aumentata?
a) SbCl5(g) ⇄ SbCl3(g) + Cl2(g)
b) H2(g) + I2(g) ⇄ 2HI(g)
c) 2HCN(g) ⇄ C2N2(g) + H2(g)
59 Nel sistema all’equilibrio A(g) + B(g) ⇄ AB(g) + calore,
●●●
elenca tre metodi che consentano di far crescere la
concentrazione di AB.
384
■■ Determina la concentrazione dello ione fluoruro
67
Per la reazione endotermica (ΔH = 565 kJ)
●●●
CO2(g) + C(s) ⇄ 2CO(g)
la costante d’equilibrio è 1,6 a 1000 °C.
■■ Alla temperatura di 850 °C la costante d’equilibrio, Keq, è maggiore o minore?
68 All’interno di un recipiente è presente una miscela
●●●
di PCl3 e di Cl2 all’equilibrio. La concentrazione di
PCl3(g) è pari a 0,22 M e quella di Cl2(g) è 0,16 M. La
reazione è: 2PCl3(g) ⇄ 2P(s) + 3Cl2(g) .
■■ Quanto vale Kc?
69 Sapendo che la solubilità molare di PbF2 è pari a
●●●
2,15 ∙ 10−3 mol/L, calcola il valore di Kps.
70 Calcola la solubilità molare di PbCl2 in acqua, sa●●●
pendo che a 25 °C Kps = 1,6 ∙ 10−5.
L'equilibrio chimico
13
capitolo
Review
Ag2CrO4(s) ⇄ 2Ag+(aq) + CrO42−(aq)
■■ In quale direzione si sposta l’equilibrio, se ag-
giungiamo Ag2CrO4 solido?
2 La reazione
●●●
2SO3(g) ⇄ 2SO2(g) + O2(g)
a 500 K ha una Kc = 1 ∙ 10−12.
■■ Calcola il corrispondente valore di Kp.
■■ Questa reazione è favorita da un aumento della
pressione? Perché?
3 Il processo industriale per la sintesi dell’ammoniaca
●●●
(NH3) a partire da N2 e H2 si svolge a temperature
comprese tra 300 °C e 550 °C e a pressioni che possono andare da 100 a 250 atm.
■■ Scrivi la reazione bilanciata e l’espressione per Kc
e Kp.
■■ Il ΔH della reazione è –92,22 kJ/mol. La rea-
9 In quale direzione si sposta l’equilibrio della reazio●●●
ne C(s) + H2O(g) + calore ⇄ CO(g) + H2(g) se la temperatura aumenta? Come varia, in tal caso, la concentrazione dell’idrogeno?
10 Perché il ghiaccio fonde sotto la lamina del pattino?
●●●
11 Considera un sistema isolato contenente acqua e
●●●
ghiaccio alla temperatura di 0 °C. Come potresti verificare che si è in presenza di un equilibrio dinamico adoperando D2O?
12 Si formerà un precipitato unendo 500 mL di una so●●●
luzione 0,030 M di NaCl con 500 mL di una soluzione 0,030 M di Pb(NO3)2? Kps per PbCl2 è 1,7 ∙ 10−5 a
25 °C.
13 Calcola la quantità di CO2 che serve per far precipi●●●
tare il carbonato di bario (Kps = 1,17 ∙ 10−9) da una
soluzione di Ba(OH)2.
per aumentare la velocità di reazione; perché non
si aumenta invece la temperatura di reazione?
■■ Se si aumenta la pressione, l’equilibrio si sposta
verso i prodotti o verso i reagenti?
14 Il bromuro di carbonile si decompone secondo la se●●●
guente equazione: COBr2(g) ⇄ CO(g) + Br2(g). A 350 K
la Keq è 0,190. Determina la percentuale di bromuro
di carbonile che si decompone quando 0,250 mol di
COBr2, inserite in un recipiente da 1,00 L, vengono
riscaldate fino a 350 K.
4 Calcola la solubilità espressa in g/L del carbonato di
●●●
bario, sapendo che Kps = 1,7 ∙ 10−9.
15 La Kps del solfato di bario, BaSO4, è 1,1 × 10−10 a 25
●●●
°C.
zione sarà favorita ad alta o a bassa temperatura?
■■ Il processo industriale utilizza un catalizzatore
5 Per prevenire la carie dentaria l’acqua potabile è ad●●●
dizionata di fluoro (come ione fluoruro) in concentrazione circa 5 ∙ 10−5 M. La concentrazione di ioni
calcio nell’acqua è circa 2 ∙ 10−4 M.
■■ C’è la possibilità che CaF2 (Kps = 4 ∙ 10−11) precipi-
ti rendendo vano il trattamento?
6 La Keq della reazione N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)
●●●
a 500 K vale 60,7. Stabilisci se una miscela avente
[N2] = 0,0022 M, [H2] = 0,00124 M e
[NH3] = 0,0112 M tende a formare altra ammoniaca
oppure se la quantità di ammoniaca diminuirà.
■■ Determina la solubilità in acqua pura e in una so-
luzione di Na2SO4 0,10 M.
16 In un recipiente sono contenuti all’equilibrio i tre
●●●
gas della reazione PCl5 ⇄ PCl3 + Cl2 secondo le seguenti quantità: 1,5 mol di PCl5, 0,3 mol di PCl3 e
0,2 mol di Cl2.
■■ Calcola il numero di moli di ciascun componente
se il volume viene quadruplicato.
17 Il fenomeno carsico si basa su una serie di equilibri
●●●
chimici che coinvolge H2O, CO2, Ca(HCO3)2 (solubilità = 166 g/L) e CaCO3 (Kps = 4,96 ∙ 10−9).
■■ Come sposta l’equilibrio un incremento di CO2
7 All’equilibrio, per la reazione:
nell’acqua che circola nel calcare?
●●●
2NH3(g) ⇄ 3H2(g) + N2(g) Keq = 128,56.
■■ Determina
la concentrazione all’equilibrio
dell’ammoniaca, sapendo che la concentrazione
dell’azoto è 0,19 M e quella dell’idrogeno è 0,56 M.
8 Una beuta contiene una soluzione 0,010 M di NaCl e
●●●
0,10 M di K2CrO4. Aggiungendo AgNO3, nitrato di
argento, quale anione precipiterà per primo? La Kps
del cromato di argento è 6,7 ∙ 10−5, quella del cloruro
di argento 1,8 ∙ 10−10
18
●●●
For a certain reaction A ⇄ B, Keq = 1,2. Does the
reaction probably favor formation of reactants or
formation of products?
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INVESTIGARE INSIEME
rispondi e argomenta
385
esercizi
1 Una soluzione satura di cromato d’argento, Ag2CrO4,
●●●
si dissocia secondo l’equazione:
parte
D
Le sostanze interagiscono
1 Indica il motivo per cui ogni trasformazione chi●●●
mica è accompagnata da effetti energetici.
A I legami chimici presenti nei reagenti sono diversi da quelli presenti nei prodotti e quindi cambia
l’energia chimica.
B I nuclei degli atomi dei reagenti si trasformano
in nuclei più piccoli e quindi diminuisce l’energia interna del sistema.
C Alcune sostanze reagenti cambiano il proprio
stato di aggregazione e quindi devono assorbire
o cedere calore.
D Gli atomi dei reagenti si trasformano in atomi
diversi che formano tra loro legami più stabili
nei prodotti.
E I prodotti sono sempre sostanze con maggiore
stabilità, quindi il sistema finale ha sempre maggiore energia.
verso l’università
[Prova di ammissione a Odontoiatria e Protesi Dentaria, 2008]
2 Gli enzimi possono accelerare una reazione
●●●
A
a bbassando l’energia di attivazione
B modificando la variazione di energia libera della
reazione
C rendendo spontanea una reazione endergonica
D rendendo più stabili le molecole del substrato
E fornendo energia
[Prova di ammissione a Medicina Veterinaria, 2010]
3 I l lavoro necessario per comprimere una mole di
●●●
gas perfetto ben isolato termicamente
A è nullo perché non c’è scambio di calore con l’esterno
B non è mai nullo
C viene fornito dallo stesso gas
D non può essere espresso in Joule ma in Pascal
E non dipende dal valore del volume finale
[Prova di ammissione a Medicina Veterinaria, 2008]
4 L’entropia può essere considerata una misura del di●●●
sordine di un sistema. In generale si osserva che i sistemi tendono ad assumere spontaneamente le disposizioni più probabili, e quindi meno ordinate.
Quale delle seguenti affermazioni può essere dedotta dalla lettura del brano precedente?
A È più probabile una disposizione ordinata rispetto a una disordinata.
B L’entropia di un sistema deve comunque rimanere costante.
C L’entropia di un sistema tende spontaneamente a
diminuire.
D L’entropia di un sistema tende spontaneamente
ad aumentare.
E Tutti i sistemi sono estremamente disordinati.
[Prova di ammissione a Odontoiatria e Protesi Dentaria, 2003]
Verso l’università
5 Un valore positivo della variazione di energia libe●●●
ra indica che la reazione è
A esotermica
B endotermica
C spontanea
D non spontanea
E molto veloce
[Prova di ammissione a Medicina Veterinaria, 2003]
6 I calori di reazione a pressione costante vengono
●●●
chiamati variazioni di entalpia; se nella reazione viene emesso calore (reazione esotermica) la variazione
di entalpia viene considerata negativa; se nella reazione viene assorbito calore (reazione endotermica)
la variazione di energia viene considerata positiva; le
variazioni di entalpia in una reazione dipendono
dalla natura della reazione stessa, oltre che da alcuni
altri fattori, come ad esempio lo stato fisico dei reagenti e dei prodotti.
Quale delle seguenti affermazioni non può essere
dedotta dalla lettura del brano precedente?
A Le reazioni endotermiche avvengono sempre a
pressione costante.
B Nelle reazioni in cui viene emesso calore la variazione di entalpia viene considerata negativa.
C La variazione di entalpia di una reazione ha valori diversi a seconda del fatto che i reagenti siano
liquidi o gassosi.
D Nelle reazioni in cui viene assorbito calore la variazione di entalpia viene considerata positiva.
E Nelle reazioni esotermiche si ha emissione di calore.
[Prova di ammissione a Medicina Veterinaria, 2000]
7 Una reazione esotermica
●●●
A è sempre non spontanea
B è sempre spontanea
C può essere spontanea o non spontanea
D avviene sempre con diminuzione dell’energia libera
E è favorita da un aumento della temperatura
[Prova di ammissione a Medicina e Chirurgia, 2003]
8 Al crescere della temperatura, la velocità di una
●●●
reazione chimica
A è direttamente proporzionale alla temperatura
centigrada
B è direttamente proporzionale alla temperatura
assoluta
C cresce in ogni caso al crescere della temperatura
D cresce al crescere della temperatura nelle reazioni endotermiche, decresce al crescere della temperatura in quelle esotermiche
E cresce al crescere della temperatura nelle reazioni esotermiche. decresce al crescere della temperatura in quelle endotermiche
[Prova di ammissione a Medicina Veterinaria, 2004]
386
9 I catalizzatori sono sostanze che
●●●
A innescano le reazioni facendo aumentare il valore dell’energia di attivazione
B innescano le reazioni facendo aumentare la velocità delle particelle dei reagenti
C intervengono sul meccanismo diminuendo il ∆H
della reazione
D fanno reagire completamente i reagenti e quindi
fanno avvenire completamente la reazione
E innescano le reazioni facendo diminuire il valore
dell’energia di attivazione
[Prova di ammissione a Medicina e Chirurgia, 2008]
10 L
’energia di attivazione, cioè l’energia necessaria a
●●●
formare un composto ad alta energia potenziale, intermedio della reazione (il cosiddetto complesso attivato), è una grandezza caratteristica di ciascuna
reazione chimica.
Più alta è tale energia, più la reazione avviene lentamente, perché è minore il numero delle molecole
con energia sufficiente a formare il complesso attivato.
Quale delle seguenti affermazioni non può essere
dedotta dalla lettura del brano precedente?
A Il valore dell’energia di attivazione è lo stesso per
tutte le reazioni chimiche.
B Le molecole dotate di energia abbastanza bassa
non possono formare il complesso attivato.
C Il complesso attivato non è il prodotto finale della reazione.
D La velocità della reazione è condizionata dal valore dell’energia di attivazione.
E Solo le molecole dotate di energia abbastanza alta sono in grado di formare il complesso attivato.
[Prova di ammissione a Medicina e Chirurgia, 2004]
L'equilibrio chimico
13
capitolo
13 Si dice che una reazione raggiunge lo stato di equi●●●
librio chimico quando
A inizia ad avvenire la reazione inversa
B la velocità della reazione diretta inizia a diminuire
C la velocità della reazione inversa inizia a diminuire
D la velocità della reazione diretta è uguale alla velocità della reazione inversa
E la velocità della reazione diretta si riduce a zero
[Prova di ammissione a Medicina Veterinaria, 2008]
14 Quale dei seguenti metodi può funzionare, nel●●●
l’equilibrio tra sostanze gassose: A + B → C + D,
per ridurre la quantità del prodotto C?
A
B
C
D
E
a umentare la pressione
diminuire la pressione
aggiungere A
diminuire A
aggiungere B
[Prova di ammissione a Medicina e Chirurgia, 2000]
15 L’azoto molecolare (N2) e l’idrogeno molecolare
●●●
(H2) reagiscono per formare ammoniaca (NH3), secondo la reazione: N2 + 3H2 → 2NH3. Tutte e tre le
sostanze coinvolte si trovano allo stato gassoso. In
conformità del principio di Le Chatelier-Braun, l’equilibrio è tanto più spostato verso la sintesi di NH3,
quanto più bassa e la temperatura e quanto più alta e
la pressione. La reazione implica infatti il passaggio
dalle 4 moli gassose iniziali alle 2 moli gassose finali,
ed è notevolmente esotermica.
A è esotermica
B è endotermica
C la variazione di energia libera a essa connessa è
negativa
D la variazione di energia libera a essa connessa è
positiva
E la variazione di energia entropia a essa connessa
è positiva
Quale delle seguenti affermazioni può essere dedotta dalla lettura del brano precedente?
A Nella sintesi di ammoniaca da azoto e idrogeno
viene assorbito calore.
B Ad alta temperatura l’azoto e l’idrogeno non formano NH3.
C II principio di Le Châtelier-Braun afferma che
tutte le reazioni vengono favorite dalle basse
temperature e dalle alte pressioni.
D Per migliorare la resa in NH3 conviene lavorare a
100 piuttosto che a 10 atmosfere.
E Nella reazione considerata, il rapporto stechiometrico tra l’ammoniaca e l’idrogeno è 1,5.
[Prova di ammissione a Odontoiatria e Protesi Dentaria, 2000]
[Prova di ammissione a Odontoiatria e Protesi Dentaria, 2004]
12 Un valore nullo della variazione di energia libera
●●●
indica che la reazione è
16 L’unità di misura della costante di equilibrio di
●●●
una reazione
11 Una reazione è sicuramente spontanea se
●●●
A
B
E
D
E
e soergonica
all’equilibrio
endotermica
spontanea
esotermica
[Prova di ammissione a Medicina e Chirurgia, 2000]
A d
ipende dai valori dei coefficienti di reazione
B è sempre un numero puro, cioè la costante è
sempre adimensionale
C è sempre moli/litri
D è sempre litri/moli
E dipende dalla temperatura
[Prova di ammissione a Medicina e Chirurgia, 2000]
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verso l’università
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