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Politecnico di Milano – Chimica Generale Cognome/Nome_________________________________
1° sem. Data: 22/11/2013 “Ia verifica” N° matricola __________________________
N.B. Fare almeno 4 esercizi per ogni sezione e fornire sempre una breve giustificazione della risposta.
1 • Misure, Cifre significative, Definizioni
1. Quante cifre significative ci sono nel numero 0.200850?
a) 2 b) 5 c) 4 d) 3 e) 6 2. Qual è il valore delle espressioni
a) (2.4 H 102) H (3.6 H 10-4) : 2.1 = _____
b) 10.8 mL + 3280.36 μL + 6.475H10-3 L = ___
3. Il prefisso “giga” G corrisponde a quale fattore moltiplicativo?
a) 10–12 b) 10–9 c) 1012 d) 109 e) 106
4. Nel sistema S.I. le unità per la quantità di sostanza, potenza e massa, sono:
a) millimole, caloria e chilogrammo b) mole, joule e grammo
c) grammo, joule e chilogrammo d) mole, watt e chilogrammo e) chilogrammo, watt, mole
5. Il composto CH3OH bolle a 64.7 °C. Nella scala assoluta tale temperatura corrisponde a _____
(valore e unità di misura)
6. Quali delle seguenti proprietà fisiche NON dipendono dalla quantità di sostanza presente (grandezze intensive)?
a) Energia b) Volume c) Peso d) Densità
7. Si è determinata la percentuale di acqua in un idrato salino sconosciuto allontanandola per riscaldamento. Tre misure indipendenti danno i valori di 19.564, 20.012 e 21.731%. (a) Come si deve riportare tale percentuale in termini di media e deviazione standard? (b) Che criteri si applicano per stabilire un livello di confidenza del 95%? (c) Le misure sono accurate e precise?
8. Quale delle seguenti è una proprietà chimica del potassio?
a) Un cubo di potassio, dallo spigolo di 1 dm, pesa meno di un 1 L di acqua.
b) Si ottengono gocce lucenti quando si scalda cautamente il potassio.
c) L’idrossido di potassio si ottiene per cauta aggiunta del potassio all’acqua.
d) Campioni di potassio possono essere laminati in fogli sottili e tirati in fili sottili.
9. Definire:
a) Energia interna di un sistema:
b) Energia reticolare:
2 • Nuclei, Elementi, Tabella Periodica, Composti,
10. Quale delle seguenti affermazioni è sempre vera per un elemento?
a) Un elemento puro ha solo una struttura.
b) Un elemento ha energia nucleare costante.
c) tutti i suoi atomi contengono lo stesso numero di protoni.
d) tutti i suoi atomi contengono lo stesso numero di neutroni.
11. La formula chimica (NH4)3Fe(SCN)6contiene in totale quanti atomi?
__________
12. Quali dei seguenti sono elementi della serie F?
a) Re b) Sb c) Ce d) Th e) Cs 13. Qual è la massa di 70 atomi di oro? (NAv =
6.022 x 1023/mol) ___________
14. Quanti neutroni, protoni ed elettroni sono presenti nel seguente atomo? 10647Ag
n: _______ p: ______ e: _______
15. Indicate i tipi di decadimento nucleare di cui siete a conoscenza:
a) _________________
b) _________________
c) _________________
e) _________________
16. Da quali delle seguenti reazioni si recupera più energia :
a) fissione del 54Fe b) fusione dell’idrogeno c) processo alfa d) fissione dell’235U 17. Completare la seguente reazione nucleare:
115B_____48Be
2 18. Un elemento X consiste di due isotopi di
massa 68.93 e 70.92. Un campione di X è risultato composto per l’60.1% di 69X e per il 39.9% di 71X. Quale è la massa atomica media di X nel campione?
19. Quali teorie spiegano i seguenti fatti:
a) l’abbondanza degli elementi diminuisce circa esponenzialmente all’aumentare di Z.
b) gli elementi a numero atomico pari sono più abbondanti di quelli dispari.
20. L'oro-198, usato nella diagnostica delle disfunzioni del fegato, emette radiazione beta.
Il suo periodo di emivita è di 2.69 giorni.
Calcolare quanti milligrammi rimangono nel corpo dopo 10 giorni, somministrando una quantità iniziale pari a 11.20 mg.
21. Quale delle seguenti coppie possiede lo stesso numero di elettroni di valenza?
(indicarne il numero)
a) BH3 e B2H6 b) Cu+ e Cu2+ c) K+ e Na+ d) Ba2+ e Rb+ e) O2- e O2- f) Ti3+ e V4+
22. Il Tellurio è un (metallo) (nonmetallo) (metalloide) ___________ avente simbolo ______ ed un numero atomico di _____. E' collocato nel Gruppo ___ e nel Periodo ____ della tabella periodica.
L'elemento ha ____ protoni nel nucleo. Lo ione tellururo ha formula ____ e possiede ___ elettroni.
L'isotopo più abbondante del tellurio ha numero di massa 130, un isotopo con ____
neutroni nel nucleo. Un metallo appartenente allo stesso periodo del Tellurio è ______ . 23. Il cortisone (un ormone composto di C, H e O)
ha fornito la seguente analisi elementare:
C 70.00; H 7.83; O 22.17. Determinare la formula empirica del cortisone e, sapendo che il suo peso molecolare è 360.5 g·mol-1, stabilirne la formula molecolare.
24. La massa molare di un composto di formula empirica di C4H4S è 168 g·mol-1. Qual è la sua formula molecolare?
25. Indicare quali di questi composti o elementi esistono in forme polimeriche o come singole molecole, giustificando le risposte:
P4(s), CaBr2(s), H2Te (l), OF2(g), Sr(s)
3 Reazioni Chimiche e Nomenclatura
26. Riempire le caselle vuote della tabella sottostante (segnalare i composti non ionici).
Catione Anione Formula Nome
Na[Al(OH)4]
Fosfato di magnesio TiCl4
Idrossido di cobalto(III) Fe3+ [Fe(NO)(CN)5]2-
CuSO4·5H2O
[Ag(NH3)2]+ SeO42-
C2H5OH
Esacloroantimoniato(V) di ammonio 27. Assegnare il numero di ossidazione a ciascun atomo sottolineato.
a) V2O5 _____ b) H2PO3- _______ c) S2O32- _____ d) CH3CHO ____ e) Cu(IO4)3 ____ f) PtCl3+____
28. a) Scrivere la reazione di neutralizzazione dell’acido solforico con l’idrossido di calcio. b) Cosa caratterizza questa reazione? Il sale ottenuto è un elettrolita forte o debole?
29. Classificare le seguenti reazioni dopo averle completate e bilanciate:
Tipo di Reazione Reazione
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ MgSO4·7H2O(s) MgSO4(s) + H2O(g) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 2 S2O32−(aq) + I2(aq) → S4O62−(aq) + (aq) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Sr(OH)2(s) + 2 HClO4(aq)
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ CrCl3(s) + Al(s) + CO(g) → AlCl3(s) + Cr(CO)6(s) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Co(NO3)3(aq) + NH3(aq) [Co(NH3)6](NO3)3 (aq) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ C(s) + CO2( ) 2 CO( ) a 25°C
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4 • STECHIOMETRIA
30. Il ferro pentacarbonile Fe(CO)5 è un composto di coordinazione tossico, stabilire:
a) la sua massa molecolare ……….
b) la composizione percentuale per ogni elemento ………
c) le quantità di Fe e di CO che si forma quando 5.55 g di tale composto sono decomposti per riscaldamento (scrivere la stechiometria della relativa reazione) g Fe …….. g CO ………
31. L’etano, C2H6, reagisce con bromo a formare bromoetano e HBr: C2H6(g) + Br2(l) → C2H5Br(l) + HBr(g).
Se si usano 10 kg di etano e 10 kg di bromo, quale reagente non reagisce totalmente e quanto ne rimane?
A. Etano, 1.9 g B. Etano, 8.1 g C. Bromo, 1.9 g D. Bromo, 8.1 g
32. L’acido nitrico concentrato, HNO3, è puro al 61.0 % (p/p) e ha una densità di 1.31 g·mL-1. Calcolare la molarità dell’acido nitrico concentrato.
33. Dopo aver scritto le reazioni di trasformazione del composto FeS2 con ossigeno ed acqua in acido solforico (H2SO4), stabilire quanto acido si ottiene da 10 grammi di FeS2 se le reazioni sono quantitative.
34. Si vuol usare una soluzione 1.510 M di NaOH per fare 10.00 L di una soluzione 0.250 M nello stesso acido. Quale volume di acqua (in mL) dove essere impiegato nella diluizione?
35. Quando si mescola una soluzione acquosa di nitrato d’argento e una di cromato di sodio, avviene una reazione che forma cromato d’argento solido e una soluzione di nitrato di sodio. a) Se si aggiungono 257.8 mL di una soluzione 0.0468 M di nitrato d’argento a 156.00 mL di una soluzione 0.095 M di cromato di sodio, quale massa di cromato di argento solido (MW = 331.8 g·mol-1) si dovrebbe formare?
b) Se si ottengono 1.91 g, qual è la resa della reazione?
5 TERMOCHIMICA
36. Sono necessari 7.48 J di calore per innalzare la temperatura di 1.869 g di argento da 10.0 a 27.0 °C.
Quale è il calore specifico dell’argento?
(a) 0.235 J·g-1·K-1 (b) 4.00 J·g-1·K-1 (c) 4.20 J·g-1·K-1 (d) 4.40 J·g-1·K-1 (e) 55.9 J·g-1·K-1
37. Quanto calore è necessario (in kJ) per convertire 800 grammi di ghiaccio a -20°C in vapore a 120°C.
[I calori specifici del ghiaccio, acqua e vapore sono, rispettivamente, 2.03 J·g-1·K-1, 4,184 J·g-1·K-1, e 1.99 J·g-1·K-1, il calore di fusione vale 6.01 kJ·mol-1 e il calore di ebollizione vale 40.79 kJ·mol-1].
38. Quale delle seguenti variazioni di entalpia si possono indicare come entalpia standard molare di formazione e quali come entalpia molare di combustione? (Anche più risposte, bilanciare le reazioni) (a) H2(g) + S8(s) + O2(g) H2SO4(l) H° = - 814.3 kJ
(b) MnO2(s) MnO(s) + O2(g) H° = + 136.0 kJ (c) Ca(s) + C(s) CaC2(s) H° = + 306.2 kJ (d) C2H5OH(l) + O2(g) CO2(g) + H2O(g) H° = -1370.7 kJ
39. Calcolare l’entalpia di reazione per il processo:
6 C(s) + 3 H2(g) → C6H6(l) H° = ? kJ Usando le seguenti equazioni e dati:
2C6H6(l) + 15O2(g) → 12CO2(g) + H2O(l) H°= -6534 kJ
½ O2(g) + H2(g) → H2O(l) H° = -286 kJ C(s) + O2(g) → CO2(g) H° = -393 kJ
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40. L’energia reticolare di KCl è 716 kJ·mol-1. L’energia reticolare approssimata di CaS sarà:
a) 700 kJ·mol-1 b) 300 kJ·mol-1 c) 3100 kJ·mol-1 d) 1500 kJ·mol-1 41. L’entalpia, come l’energia interna, sono funzioni di stato. Qual è il significato di questo termine?
42. Classificare ognuno dei seguenti ossidi in metallici, ionici, reticoli covalenti o molecolari, e ordinarli secondo variazioni di entalpia crescenti per i relativi processi di dissoluzioni in acqua:
a) CO b) Fe2O3 c) SiO2 d) Na2O e) I2O7 f) Ta2O3
6 RADIAZIONI, STRUTTURA DEGLI ATOMI
43. Quale tra le seguenti radiazioni porta più energia e quale ne porta meno? Fornirne il valore per 1 mole di fotoni. (h = 6.6260755H10-34 J·sec, RH = 109677.581 cm-1):
a) Luce con = 2537 Å b) Raggi X c) Microonde d) Luce visibile e) Luce con = 1 Hz
44. Lo spettro di emissione sotto riportato è quello di una specie idrogenoide in fase gas e mostra tutte le linee risultanti dalle transizioni al primo stato eccitato dagli stati energetici superiori a questo. La linea A ha una lunghezza d’onda di 30.4 nm.
a) Assegnare alle linee A e B i relative numeri quantici principali implicati nella transizione.
Linea A n = _________
Linea B n = _________
b) Identificare le specie mono-elettroniche che danno questo spettro (fornire il simbolo dell’elemento e la carica sulle specie).
45. Riempire gli spazi bianchi sottolineati:
Lo stato ad energia più bassa di un atomo è lo stato _____________, e gli stati ad energia superiore sono gli stati _____________. La meccanica quantistica ci dice l’elettrone può essere descritto da ___________________________ e che un livello energetico principale, detto ___________ può essere suddiviso in _______________. I quattro tipi di queste suddivisioni, in ordine di energia crescente, sono _____, ______, ______, e ______ . Gli elettroni esistono in regioni di spazio dette ________ . Il sottostrato s ha ______, quello p ha ______, quello d ha ______ e quello f ha ______ livelli degeneri.
Ciascun orbitale può ospitare _____ elettroni. La forma dell’orbitale p è descritta da _______________ e ha simmetria _________________.
46. Usando la notazione spettroscopica [1s22s2…], scrivere le configurazioni elettroniche per i seguenti ioni:
(a) Tl+ (notazione completa) ________________________________________
(b) Sb3- ________________________________________
47. Per la regola di Hund quanti elettroni spaiati possiede l’anione N⎯ in fase gas dell’azoto? Scriverne la configurazione elettronica.
48. Quali tra i seguenti ioni o molecole in fase gas sono paramagnetici: CH3+, OH⎯ , Rh3+, NO2, SO2
49. Stimare il valore del campo elettrico efficace (Zeff) sentito dall’elettrone più esterno del catione bivalente dell’atomo con la seguente configurazione elettronica: 1s22s22p63s23p64s23d104p3 .
50. Cosa si intende per regola diagonale nell’assegnazione dei livelli energetici in atomi plurielettronici?
51. Calcolare la lunghezza d’onda (de Broglie) in nanometri di un elettrone che viaggia a un decimo (0.1) della velocità della luce. [Massa dell’elettrone = 9.11×10-31 kg]
Lunghezza d’onda (nm) →
