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Politecnico di Milano – Chimica Generale Cognome/Nome_________________________________
1° sem. Data: 08/02/2016 “IIa verifica” N° matricola __________________________
N.B. Fornire obbligatoriamente una giustificazione della risposta o della formula utilizzata.
1) Stabilire le strutture (legami, angoli, numero di coordinazione e ibridizzazione degli atomi, momenti dipolari (se molecole) dei composti:
a) CH3NO2 , b) (NH2)2CO , c) GaAs , d) (CH3)4Pb , e) Na/Hg , c) NaCN 2) Una soluzione ottenuta sciogliendo 3 g di un
cloruro di un metallo alcalino in 120 gr di acqua congela a -1.602 °C. L'abbassamento molale (kcr) del punto di congelamento dell'acqua è 1.86 °C.
Determinare di quale sale si tratta.
3) Una bombola per prodotti chimici contiene 250 litri di un gas nobile incognito. A 25°C la bombola genera una pressione di 4.9 atm e contiene 2.00 kg di gas. Dire di che gas si tratta.
4) Data la miscela di gas nobili costituita da 2.50 moli di He, 3.45 moli di Ne e 3.05 moli di Ar, stabilire: a) la frazione molare di Ar nella miscela; b) se la pressione parziale del Ne nella miscela è 275 Torr, qual è la pressione totale della miscela in atm?
5) Calcolare la pressione esercitata da 1 mole di H2S quando si comporta a) come un gas ideale, b) come una gas di van der Waals nelle
seguenti condizioni: i) a 273.15 K in 22.4 l, ii) a 500 K in 150 cm3.
(a = 4.49 L2·atm·mol-2; b = 4.34×10-2 L·mol-1) 6) Per ciascuno dei seguenti processi indicare
se il segno del Gsistema e del Stotale sarà positivo (> 0), negativo (< 0), o zero (0):
Gsistema Stotale a. N2(g) + 1/2O2(g) ---> N2O(g) ___ ___
b. 4Na(s) + O2(g) ---> 2Na2O(s) ___ ___
7) Da quali parametri del sistema dipende la funzione di stato entropia (S)? Tra i seguenti sistemi quali hanno entropia superiore?:
a. O3 (g) rispetto a O2 (g) a STP b. Na(s) a 25°C rispetto a Na(s) a 75°C c. 1 mole di H2 rispetto a 0.5 moli di H2 e 0.5
moli di Ar a 25°C e P = 1 atm.
8) La reazione dell'acido cloridrico con il silicio solido forma idrogeno e tetracloruro di silicio gassosi. A) Scrivere l'equazione bilanciata e l'espressione della costante di equilibrio.
B) Qual è la varianza del sistema
9) Per l'equilibrio PCl5(g) a PCl3(g) + Cl2(g) si conosce che H° = +87.9 kJ·mol-1 e che la costante di equilibrio Kp ha il valore 0.497 a 500 K. Si carica una bombola per gas da 1 litro a 500 K con PCl5(g) a una pressione iniziale di 1.66 atm. a) Quali sono le pressioni d'equilibrio dei 3 composti a tale temperatura? b) Un aumento di pressione favorisce la reazione?
c) Fornire una stima della Kp a 400 K.
10) Scrivere le reazioni di equilibrio in soluzione acquosa che i seguenti composti subiscono (segnalando se sono anfoliti o switterioni):
a. Ba(HSO3)2 b. NH2CH2CH2SO3H c. Ga(OH)3
11) Si prepara una soluzione sciogliendo 0.2 moli di HCO2Na in acqua a 25 °C in un volume totale di 1.0 L. a) Determinare la
concentrazione [OH–] e b) il pH della soluzione. (KaHCOOH = 1.77×10-4)
12) Predire il pH (>7, <7, o =7) per una soluzione contenente i seguenti sali. Spiegare.
a) Na2S
b) K[SbCl6] c) FeCl3
13) Ordinare le seguenti specie nell'ordine atteso a) di forza di legame e b) di lunghezza di legame: O2·
⎯ (ione superossido), O2, O2+, O22- . Precisare su quali basi si fonda la previsione.
14) Le costanti critiche dell’etano sono Pc = 48.20 atm, Vc =158 cm3·mol-1, Tc = 305 K. Il punto triplo si ha a T = -183 °C e P = 1.12×10-5 atm.
Su queste basi tracciare il diagramma di stato dell'etano (indicando le fasi e la varianza), sapendo che per questo composto non ci sono forme polimorfe e che la densità del liquido è minore di quella del solido.
15) Spiegate perché i due ossidi dello Xe, XeO4 e XeO3, esistono a 298 K il primo come gas e il secondo come solido.
16) Il metallo Tantalio ha una densità di 16.6 g/cm3 e cristallizza in un reticolo cubico con lato di 330 pm. a) Quale tipo di cella unitaria forma il tantalio? b) Qual è il numero di coordinazione del tantalio? (c) Di che tipo d'impaccamento si tratta (disegnare la cella unitaria)?
1 atm
0.0 °C 1 atm
25.0 °C
2 17) Stabilire la formula del
composto che possiede la struttura cristallina a fianco riportata. _________
a) Nella cella elementare quale reticolo presentano i soli atomi B? ______
b) Si può dire che la cella è centro simmetrica? ____
c) Qual è il numero di coordinazione dell’atomo B? _________
18) Sotto è rappresentato uno strato di NaCl solido.
Dei tre quadrati indicati, quali costituiscono la
cella elementare? a) A, B, C
b) Se la cella B fosse quella elementare a che formula empirica corrisponderebbe?
Na2Cl2, Na4Cl4, Na8Cl8
c) Qual è il numero di coordinazione del catione sodio (a quale cerchio corrisponde?)
19) Nello studio sulla decomposizione di una soluzione acquosa di H2O2 in ossigeno e acqua si è ottenuta la seguente sequenza di valori della concentrazione nel tempo:
tempo (s) 0 200 400 600 1200 1800 3000 [H2O2] (M) 2.32 2.01 1.72 1.49 0.98 0.62 0.25
Determinare la costante di velocità di reazione e l'ordine rispetto all'H2O2.
20) Una miscela liquida costituita da metano (CH4), metil mercaptano (CH3SH) e
metilammina (CH3NH2) è progressivamente riscaldata a pressione costante. Porre le sostanze in ordine crescente di temperatura d'ebollizione, giustificandone la scelta.
21) Dopo aver scritto le formule di struttura dei 4 composti molecolari sotto indicati, stabilire quali sono insolubili in acqua, quali sono solubili senza dissociarsi e quali si dissociano:
a) COBr2 , b) HC(OCH3)3 , c) BeCl2 , d) SF4 ,
22) La costante di decomposizione Kd per [Ag(NH3)2]+ è 6.7×10-8.
Calcolare la concentrazione di Ag+ in una soluzione contenente 0.2 moli di NH3 e 0.004 moli di AgNO3 (volume della soluzione finale 1.00 L).
23) Determinare la solubilità in (i) in moli/L, e (ii) in grammi/L del sale Ag2CrO4, (Kps = 9.0×10-12)
24) Si consideri la reazione:
C2H4(g) + H2O(g) ⇄ C2H5OH(g) Hf, 298 K S°, 298 K
C2H4(g) +52.2 kJ·mol-1 210 J·K-1·mol-1 H2O(g) - 242 kJ·mol-1 189 J·K-1·mol-1 C2H5OH(g) - 234 kJ·mol-1 278 J·K-1·mol-1
a) Determinare il H°reaz , S°reaz , G°reaz. b) Da questi dati, stimare la temperatura a cui la costante di equilibrio per questa reazione è circa unitaria e quanto vale a 25°C.
25) Quando dello iodio solido (il sistema) sublima: a) è l’ambiente a compiere lavoro sul sistema? o b) si compie lavoro sull’ambiente.
Dare una spiegazione.
26) Porre in ordine decrescente di forza acida (Ka1) i seguenti composti:
HF, NH2NH2, H3BO3, HMnO4, HCO2H 27) Per quale dei seguenti composti la solubilità
è influenzata dal pH della soluzione? Scrivere le equazioni chimiche per mostrare come il pH ne aumenta (o diminuisce) la solubilità.
(a) CaF2 (b) PbCO3
28) Si consideri la corrosione del ferro in acqua in presenza di ossigeno. a) Scriverne la reazione;
b) Perché galvanizzare il ferro aiuta a prevenire la corrosione? c) Come funziona il magnesio nella protezione catodica delle tubazioni di ferro?
29) Quale volume di H2(g) e O2(g) si produce per elettrolisi dell'acqua usando una corrente di 4.00 A per 12.0 minuti? (si assuma l'assenza di perdite energetiche e si operi a c.n.). Scrivere le reazioni che avvengono agli elettrodi.
30) Usando i potenziali standard di riduzione delle tabelle, determinare quali delle seguenti
reazioni sono spontanee in condizioni standard:
(a) Hg2+(aq) + 2 I⎯(aq) ⇄ Hg(l) + I2(s)
(b) 4Ag(s) + O2(g) + 4H+(aq) ⇄ 4 Ag+(aq) + 2H2O(l) (c) Stabilire la costante di equilibrio a STP della reazione (b)
31) Una pila a concentrazione è costruita da due semicelle a Zn(s)-Zn2+(aq). La prima semicella ha [Zn2+] = 1.35 M, e la seconda semicella ha [Zn2+] = 3.75×10–4 M. (a) Schematizzare la pila (b) Quale semicella è l'anodo? (c) Qual è la ddp (in Volt) della pila?
32) Stabilire la reazione complessiva, le semireazioni, la polarità degli elettrodi, la
differenza di potenziale e la costante di equilibrio per la reazione associata alla seguente pila a STP:
Au/H2 (0.1 atm), H+(10-3M) // Cu2+(10-2M)/Cu
B A C
