Politecnico di Milano – Chimica Generale Cognome/Nome_________________________________

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Politecnico di Milano – Chimica Generale Cognome/Nome_________________________________

Data: 14/02/2018 “1 ^o scritto” N° matricola __________________________

N.B. Fornire obbligatoriamente una giustificazione della risposta e/o delle formule utilizzate.

1. Eseguire i seguenti calcoli trattando corretta- mente le cifre significative:

a) 40.83 ml + 11081.3 μl + 2.41×10 ^-2 L = ……..

b) (20.22 × 0.169)/(log 2) ...

c) (0.0198 × 29.32) – 0.22 ……...

2. Quali sono gli elementi costituenti del marmo;

qual è la formula chimica del composto; qual è la natura delle forze che tengono assieme questo solido?

3. Mettere in ordine di raggio ionico (dal più piccolo al più grande) i seguenti ioni (spiegare):

a) Mg ²⁺ ; b) l ‾ ; c) Cs ⁺ ; d) O 2

2 ‾ ; e) Al ³⁺

4. Scrivere l'equazione nucleare bilanciata per il processo riassunto come

¹⁸ 8 O n, ( ) e ¹⁹ 9 F

5. Qual è la differenza tra una molecola, un composto e uno ione poliatomico? a) Scrivere una formula (composta di 3 atomi) per una molecola che è anche un composto e per una molecola che non è un composto. b) Scrivere una formula (composta di 3 atomi) per un anione costituito da un solo

elemento e una per un anione pluri-elementare.

Composto ……… Non composto ………..

Anione elem, ………. Anione composto ……

6. Quali delle seguenti proprietà sono intensive e quali sono estensive: lunghezza, area, volume, massa, temperatura, densità, calore specifico, entalpia?

7. Una soluzione d’idrossido di potassio (25 mL) reagisce completamente con una soluzione 0.25 M si HCl (37 mL). Qual è la molarità della soluzione di KOH? Scrivere la reazione.

8. Il fumo è un esempio di:

a) miscela omogenea; b) soluzione gassosa;

c) miscela eterogenea; d) elemento; e) composto (spiegare).

9. Quale dei seguenti sistemi contiene il maggior numero di molecole: a) 50 g di SO 2 ; b) 40 g di F 2 ; c) 2.0 g di H 2 O ; d) 15 g di CO 2 ?

10. Quale massa d’idrogeno si ottiene quando 25 g di calcio reagiscono con 25 g di acqua?

Scrivere la reazione e indicare qual è l'agente limitante.

11. Il biossido di cloro è usato come disinfettante.

Esso reagisce con l’acqua secondo l’equazione da bilanciare:

ClO 2 + H 2 O a HClO 3 + HCl

Si mescolano 142.0 g di ClO 2 con 38.0 g di H 2 O.

Stabilire: a) qual è l’agente limitante;

b) quanti grammi del reagente in eccesso rimangono se la reazione va a completezza.

12. Quale prodotto X si forma quando del radio-226 subisce un decadimento alfa?

226 4

88 Ra  → _Z ^A X + 2 He

b) Se il t 1/2 per questo isotopo è 5.1×10 ¹⁰ secondi, in quanto tempo 1 gr di ²²⁶ Ra si riduce a 0.01 g?

13. Predire i prodotti, bilanciare, e quindi scrivere le equazioni ioniche nette per le seguenti reazioni on acqua (fare uso delle regole di solubilità):

A. Co(NO 3 ) 2(aq) + NH 3(aq) → [Co(NH 6 )] ²⁺ + …...

Ionica netta ___________________________

B. (NH 4 ) 3 PO 4(aq) + CaBr 2(aq) → …..…. + ………

Ionica netta ___________________________

C. SO 2(g) + NaOH (aq) → ,……….…

Ionica netta ___________________________

2 14. Con quanta acqua si deve diluire 5.11 g di una

soluzione di HNO 3 al 65 % in peso per ottenere una soluzione 0.915 molare? La densità della soluzione finale è 1.04 g/ml?

15. Il perossiacetilnitrato (PAN) è uno dei componenti dello smog fotochimico. Esso contiene gli elementi C, H, N e O e ha la seguente composizione in massa: 19.84% C, 2.50% H, 11.57% N, 66.09% O.

a) Qual è la sua formula molecolare se la sua massa molare è 121.05 g/mol? b) Sulla base del nome scrivere la formula di struttura del composto, assegnando gli appropriati numeri di ossidazione.

16. Disporre i seguenti composti ionici in ordine di crescente di punto di fusione: (a) NaCl, (b) CaTe, (c) TiO 2 , e (d) MgS. (spiegare)

17. L'azoto e l'ossigeno formano una estesa serie di ossidi di formula general N y O x . Scrivere le reazioni che due di questi composti danno quando reagiscono con acqua.

18. Calcolare l’entalpia della seguente reazione:

6 C (s) + 3 H 2(g) → C 6 H 6(l) ∆H° = ? kJ usando le seguenti equazioni e dati:

2C 6 H 6 + 15O 2 → 12CO 2(g) + 6H 2 O (l) ∆H° 1 = -6534 kJ ½ O 2(g) + H 2(g) → H 2 O (l) ∆H° ₂ = -286 kJ C (s) + O 2(g) → CO 2(g) ∆H° 3 = -393 kJ

19. Un campione di rame di 74.8 g a 143.2 °C viene inserito in un calorimetro a tazza isolato contenente 165 ml di glicerina (C ₃ H ₈ O ₃ ) (l) (d = 1.26 g/mL) a 24.8 °C. La temperatura finale della glicerina è 31.1 °C. Il calore specifico del rame è 0.385 J·g ^-1 ·°C ^-1 . Qual è la capacità termica della glicerina in J·mol ^-1 ·°C ^-1 .

20. Il metabolismo del glucosio (C 6 H 12 O 6 ) forma CO 2 (g) e H 2 O(l). Il calore sviluppato viene convertito in lavoro utile con una efficienza del 70%. Calcolare la massa di glucosio

metabolizzata da una persona che cammina in montagna salendo a 1450 m. Si assume che il lavoro in salita sia quattro volte quello richiesto per sollevare 58 kg di 1450 metri.

(∆H° _f glucosio (s) = - 1273.3 kJ·mol ^-1 ). (altri dati nell’es. 24).

21. Che volume di CaCl 2 0.248 M si deve

aggiungere a 335 ml di KCl 0.186 M per ottenere una soluzione con una concentrazione di Cl ‾ 0.250 M?

22. Riempire le caselle vuote della tabella:

Composto Nome Catione Anione Fe ²⁺ AsO 4 3-

Co(SCN) 2

Benzene Na 3 [Co(CN) 5 (CO)]

Cloruro di solforile H 3 SbO 3

Ba ²⁺ HCO 3 -

Na 2 O 2

[Ni(H 2 O) 6 ](NO 3 ) 2

RuO 4

Ca ²⁺ P ^3- K 3 [Ni(CN) 4 I]

23. Usando la definizione di entalpia di formazione di un composto, scrivere la reazione di

formazione di CH 3 OH (a quale T e P ??).

24. Scrivere l'equazione bilanciata per la combustione completa del cubano, C 8 H 8 . Si ricava più energia bruciando una mole di cubano o di ottano (C 8 H 18 )?

∆H f (C 8 H 8 ) = 597.1 ± 5.0 kJ·mol ^-1

∆H f (C 8 H 18 ) = -208.4 ± 0.67 kJ·mol ^-1

∆H _f (CO 2 ) = -393 kJ·mol ^-1 ; ∆H _f (H 2 O) = -286 kJ·mol ^-1

3 25. Assegnare il numero di ossidazione a ciascun

atomo sottolineato.

a) P 3 O 10 5 ‾ _____ b) CaFeSi 2 O 6 ____

c) CdSO 4 ·5H 2 O ___ d) [Cu(CN) 4 ] ² ‾____

26. Sul sole sono presenti varie specie chimiche, tra cui gli ioni He ⁺ . Questi ultimi ioni originano emissioni su vari livelli. Qual è la lunghezza d’onda (in nm) della radiazione emessa quando l’elettrone in tali atomi di He ⁺ subisce una transizione dal livello n = 5 al livello n = 2?

27. Definire cosa s’intende per carica nucleare effettiva. a) Valutare quant’è la Z eff sentita dall’elettrone più esterno in uno ione Li ⁺ . b) fornire una spiegazione fisica del perché per n = 3 e l = 0-2, vale Z eff (3,0) > Z eff (3,1) > Z eff (3,2)

28. Identificare l’orbitale che ha:

a) un nodo radiale e un nodo angolare;

b) nessun nodo radiale e due nodi angolari.

29. Lo ione complesso [Cr(H 2 O) 6 ] ²⁺ ha una banda di assorbimento a circa 630 nm. Quale tra i seguenti colori è più appropriato per descrivere questo ione: rosso scuro, giallo ocra, verde smeraldo, blu cielo? Perché?

30. Determinare quale(i) tra le seguenti

configurazioni elettroniche non sono valide o sono valide (perché):

a) 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ² 3p ⁶ 3d ¹⁰ 3f ² ___________

b) 1s ² 2s ² 2p ⁶ 3s ³ 3d ⁵ __________________

c) [Ra] 7s ² ____________________

d) [Kr] 4d ⁵ 5s ¹ ___________________

e) [Xe] 6s ² ___________________